ESTUDO DA ADERÊNCIA DE ADESIVOS POLIURETANO E EPÓXI EM SUBSTRATO GEOPOLÍMERO E COMPÓSITO

Abstract

Metallic materials are widely used as structural elements, especially in the oil industry where most of the components are produced in steel. Due to its susceptibility to corrosion, the replacement of steels by materials resistant to service conditions would considerably reduce the cost and time dedicated to maintenance. Composite materials have been shown to be a good alternative due to their high mechanical strength, low weight and good resistance to corrosion. However, its polymeric matrix limits its application in places where high fire resistance is required. This research aimed to study the feasibility of replacing steel-made floor gratings with composite material floor gratings protected by bonded geopolymer flame sheets. The geopolymer, a material similar to Portland cement, has high temperature resistance. Adhesion tests were performed on composite, geopolymer and sandwich composite substrates. The influence of the type of adhesive and surface treatment were evaluated. Polyurethane and epoxy adhesives were used on surfaces treated with unidirectional abrasion (UA) and bidirectional abrasion (BA). In the adherence test (pull off), substrates of composite materials treated with UA bonded with the polyurethane adhesive showed greater adherence, reaching 13.48 MPa. For the geopolymer subjected to the same surface treatment (UA) and bonded with the epoxy adhesive, there was a failure in the substrate under a tension of 8.31 MPa. In the sandwich composite, geopolymer failure occurred in samples bonded with epoxy adhesive and treated with AB under 7.22 MPa. For bonding sandwich composites of geopolymer-adhesive-composite type, the epoxy adhesive showed better results.

Materiais metálicos são amplamente utilizados como elementos estruturais, em especial na indústria do petróleo onde grande parte dos componentes são produzidos em aço. Devido a sua susceptibilidade à corrosão, a substituição dos aços por materiais resistentes as condições de serviço diminuiriam consideravelmente o custo e tempo dedicados à manutenção. Materiais compósitos tem se mostrado uma boa alternativa devido a sua alta resistência mecânica, baixo peso e boa resistência à corrosão. No entanto, sua matriz de natureza polimérica limita sua aplicação em locais onde é exigido alta resistência ao fogo. Esta pesquisa teve como objetivo o estudo da viabilidade da substituição de grades de piso produzidas em aço por grades de piso de material compósito protegidas por placas antichamas de geopolímero coladas. O geopolímero, material semelhante ao cimento Portland, possui alta resistência à temperatura. Testes de aderência foram realizados em substratos de material compósito, geopolímero e compósito sanduíche. A influência do tipo de adesivo e tratamento de superfície foram avaliados. Adesivos poliuretanos e epóxi foram utilizados em superfícies tratadas com abrasão unidirecional (AU) e abrasão bidirecional (AB). Nos ensaios de aderência (pulloff), substratos de material compósito tratados com AU e colados com o adesivo poliuretano apresentaram maior aderência, alcançando 13,48 MPa. Para o geopolímero submetido ao mesmo tratamento de superfície (AU) e colado com adesivo epóxi, houve falha no substrato sob uma tensão de 8,31 MPa. No compósito sanduíche ocorreu falha do geopolímero em amostras coladas com adesivo epóxi e tratadas com AB sob 7,22 MPa. Para colagem de compósitos sanduíche do tipo geopolímero-adesivo-compósito o adesivo epóxi apresentou melhores resultados.