Development of glass fiber reinforced PVC composite

Esta dissertação de mestrado teve como objetivo avaliar a interface fibramatriz de compostos de Poli(cloreto de vinila), PVC, reforçados com fibras de vidro curtas, formuladas com quatro diferentes recobrimentos químicos. A avaliação da qualidade da interface foi feita através do estudo de evolução das propriedades mecânicas e da temperatura de termo-distorção (HDT) dos compósitos quando comparadas ao composto puro, e também, através da análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O composto de PVC foi preparado em misturador intensivo e posteriormente as fibras curtas, com 4 mm de comprimento nominal, foram misturadas manualmente na formulação, apenas para que as composições pudessem ser alimentadas no funil da extrusora. Uma vez que o foco principal deste estudo é avaliar a interface fibra-matriz, em especial em avaliação por MEV, foi definida uma concentração em massa de apenas 10% de fibra de vidro, isto para uma visualização mais adequada das imagens. Inicialmente, foi planejado o uso de uma extrusora de rosca simples para incorporação, homogeneização e dispersão das fibras no composto e obtenção de placas para realização dos ensaios, porém, este processamento não foi suficiente para que as fibras se distribuíssem e dispersassem.. Assim, foi necessária uma reavaliação do plano de testes e foi definido moer as placas obtidas e realizar uma nova extrusão em uma extrusora dupla-rosca co-rotante para obtenção de compósitos granulados e posterior injeção de corpos de prova. Como principais resultados verificados, pode ser ressaltar que aparentemente todos os diferentes tratamentos químicos avaliados se mostraram satisfatórios para o desempenho dos compósitos, demonstrando interação química entre a matriz e a superfície do reforço, e também que houve quebra demasiada das fibras durante o procedimento de incorporação e moldagem por injeção, com conseqüente perda de desempenho do reforço fibroso.This work was focused on the evaluation of the interface between short fiber glass and polymeric matrix of the PVC composites using four different sizings as fiber superficial treatment. The interface analysis was done through mechanical properties study and scanning electron microscospy (SEM), while compared with unreinforced PVC compound. The PVC formulation was mixed in a mixer and, after that, 10% in weight of 4 mm fiber glass was introduced and mixed manually in the compound. The initial plan was prepare plates of the glass reinforced PVC samples through a single screw extruder to get parts for analysis, however, this process was not enough to homogenize the fibers in the PVC matrix. Due to it, a new plan was defined and the plates were milled, it was processed in a double screw extruder to obtain pallets and parts for analysis were molded through injection molding. The results attained suggested that, all superficial treatments evaluated showed satisfactory adhesion between the fiber glass and PVC matrix, besides showing an excessive fiber length reduction due to the composite processing with consequent reduction of fiber performance