Aplicação de uma metodologia de optimização na extrusão de compósitos termoplásticos com nanofibras de carbono

Abstract

Devido essencialmente à sua estrutura e à dimensão nanométrica do reforço, os compósitos de NanoFibras de Carbono (CNF) e matriz termoplástica apresentam um ”limiar” (threshold) de condutividade eléctrica a relativamente baixas concentrações de fibras. Este limiar, no entanto, é muito dependente da história de processamento do material. O presente trabalho descreve uma metodologia de optimização utilizada na produção de compósitos de CNF e nylon-6 numa extrusora monofuso. Esta metodologia é baseada no equilíbrio entre a deformação aplicada e a degradação das fibras durante o processamento. O procedimento de optimização combina uma rotina de modelação do processo de extrusão com Algoritmos Evolutivos Multi-Objectivo, capazes de ter em conta as características complexas deste problema. Os resultados obtidos mostram que existe uma relação directa entre os dois objectivos da optimização utilizados, a deformação aplicada e a degradação induzida no processo, e que é possível relacioná-los com a condutividade eléctrica dos compósitos. De uma forma mais geral, este trabalho permite também concluir que a metodologia desenvolvida tem um grande potencial de aplicação na produção optimizada de compósitos de CNF e matriz termoplástica.