A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o uso de compósitos de fibras e resina epóxi no reforço de emendas dentadas em peças de madeira. Inicialmente, foi avaliada a influência da trama das fibras de sisal e de curauá sem tratamento nenhum nas propriedades mecânicas à tração dos compósitos com resina epóxi. Igualmente, foram caracterizados na tração compósitos de fibras de vidro e tecidos de sisal. Posteriormente, foi avaliada a resistência à tração paralela às fibras de peças de madeira Pinus sp em tamanho estrutural para três tipos de tratamentos: (1) peças sem emendas e sem reforço, (2) peças com emendas e sem reforço e (3) peças com emendas reforçadas por compósitos de fibras de vidro e resina epóxi. Também foram realizados testes de tração em corpos de prova isentos de defeitos com emendas dentadas usando madeira Lyptus® para três casos: (1) sem reforço na emenda, (2) reforço na emenda com fibra de vidro e (3) reforço na emenda com tecido de sisal. Os resultados da influência da trama das fibras de sisal e curauá com a resina epóxi nos testes de tração mostraram que o tipo de trama não influenciou significativamente na resistência e no módulo de elasticidade. Na caracterização dos compósitos poliméricos, a resistência do tecido de sisal foi cerca de 44% da resistência da fibra de vidro. Nas peças estruturais, devido à baixa resistência da madeira de Pinus sp utilizada, não se justificou a utilização do reforço. Nos corpos de prova isentos de defeitos de madeira Lyptus® com emendas dentadas, a eficácia do reforço foi evidenciado, com aumento de 37% na resistência à tração com reforço de fibra de vidro e de 40% com reforço de tecido de sisal, em relação aos corpos de prova isentos de defeitos sem reforço. / The present research evaluate the reinforcing of finger joints in timber pieces with composite fiber and epoxy. Initially, the influence of the weft in the tensile mechanical properties of composites using sisal fibers and curaua without any treatment was evaluated. The characterization of composites made with sisal fibers and glass fibers were also carried out. Additionally, the tensile strength parallel to the grain for pieces of Pinus sp in structural sizes for three types of treatments: (1) pieces without finger joints, (2) pieces unreinforced finger joints and (3) pieces reinforced finger joints with composite fiberglass and epoxy resin, was evaluated. Also, was evaluated the tensile strength of the finger joint test specimens Lyptus® wood for three cases: (1) unreinforced finger joint, (2) reinforced finger jointed with fiberglass and (3) reinforced finger jointed with fabric sisal. The results of influence of the weft sisal fibers and curaua with epoxy resin of tensile test showed that the weft did not significantly influence the strength and the modulus of elasticity. The characterization of polymeric composites, the strength of sisal fabric was about 44% of the fiber glass strength. The structural size pieces, the use of reinforcement it is not justified due to the low strength of the Pinus sp wood used. The test specimens of Lyptus® wood with finger joints, the efficacy of the reinforcement was evident, with 37% increase in tensile strength with glass fiber reinforcement and 40% with reinforcement sisal fabric, compared to specimens without reinforcement.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3017.pdf: 8411236 bytes, checksum: 11eb2089b02db1886ae4503189da1116 (MD5) Previous issue date: 2010-03-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of the current project was the obtainment of cellulose nanofibers from curaua fibers and their application on the development of polymeric nanocomposites with EVA. A study of cellulose extraction according to the pre-treatment of the curaua fibers (mercerization with 5, 10, 15 and 17.5% NaOH solutions), acid solution used in acid hydrolysis (sulfuric (H2SO4), hydrochloric (HCl), and a mix of them (2:1 v/v)) and temperature of hydrolysis (45oC e 60oC) was carried out. Morphological analysis presented nanofibers with needle-like morphology, and similar lengths and diameters. It was noticed that the addition of hydrochloric acid to promote hydrolysis improved thermal stability of nanofibers, if compared to those hydrolyzed with sulphuric acid only, independent of fibers pre-treatment of the fibers. Nanocomposites and composites were prepared with EVA and nanofibers or mercerized fibers, with 1, 3, 5 and 7 wt% of nanofibers and 1-30 wt% of mercerized fibers, to evaluate the effect of concentration and reinforcement of nanofibers on composites properties as compared with micrometric scale fibers. The extrusion process, to incorporation of nanofibers in EVA matrix, was not enough to disperse and break of clusters of nanofibers down, which behaved as micrometric particles with low aspect ratio, but they were well adhered to the matrix, even without the use of compatibilizers. Mechanical properties of the nanocomposites presented a small increase in elastic modulus with a decrease in strain at break. For composites with mercerized curaua fibers, the extrusion process presented good fiber dispersion. The composites showed an increase on mechanical properties, mainly elastic modulus, with the increase of fiber content, greater than 7%, but with no significant changes in thermal properties. / Este projeto de doutorado teve como objetivo a obtenção de nanofibras de celulose a partir de fibras de curauá e sua aplicação no desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com EVA (copolímero etileno-co-acetato de vinila). Inicialmente, foi realizado um estudo de extração das nanofibras frente às variações no pré-tratamento da fibra de curauá (mercerização com soluções com 5, 10, 15 e 17,5% de NaOH), tipo de ácido empregado na hidrólise (ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorídrico (HCl) e mistura de ácidos sulfúrico e clorídrico (2:1 v/v)) e temperaturas de extração (45oC e 60oC). As análises morfológicas apresentaram nanofibras com formato acicular e com dimensões semelhantes. A introdução de HCl na hidrólise aumentou a estabilidade térmica das nanofibras, em relação àquelas hidrolisadas somente com H2SO4, independente do pré-tratamento a que as fibras foram submetidas. Nanocompósitos e compósitos foram preparados com EVA e nanofibras ou fibras mercerizadas, com teores entre 1 e 7% em massa de nanofibras e entre 1 e 30% em massa de fibras, para avaliar o efeito da concentração e da ação reforçante das nanofibras na matriz polimérica em relação às fibras micrométricas. O processo de extrusão, para a incorporação de nanofibras na matriz de EVA, não foi eficiente na dispersão e desagregação dos aglomerados de nanofibras, que se comportaram como partículas micrométricas com baixa razão de aspecto, mas com boa adesão na matriz, mesmo sem a utilização de agentes compatibilizantes. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos apresentaram um pequeno aumento no módulo elástico, com decaimento da elongação na ruptura. Porém, não foram observadas alterações significativas nas propriedades térmicas e no comportamento reológico dos nanocompósitos. Para os compósitos com fibras de curauá mercerizadas, o processo de extrusão proporcionou uma boa dispersão das fibras na matriz. Os compósitos apresentaram aumento das propriedades mecânicas, principalmente módulo elástico, com o aumento do teor de fibras maiores que 7%, porém sem alterações significativas nas propriedades térmicas. Este projeto de doutorado teve como objetivo a obtenção de nanofibras de celulose a partir de fibras de curauá e sua aplicação no desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com EVA (copolímero etileno-co-acetato de vinila). Inicialmente, foi realizado um estudo de extração das nanofibras frente às variações no pré-tratamento da fibra de curauá (mercerização com soluções com 5, 10, 15 e 17,5% de NaOH), tipo de ácido empregado na hidrólise (ácido sulfúrico (H2SO4), ácido clorídrico (HCl) e mistura de ácidos sulfúrico e clorídrico (2:1 v/v)) e temperaturas de extração (45oC e 60oC). As análises morfológicas apresentaram nanofibras com formato acicular e com dimensões semelhantes. A introdução de HCl na hidrólise aumentou a estabilidade térmica das nanofibras, em relação àquelas hidrolisadas somente com H2SO4, independente do pré-tratamento a que as fibras foram submetidas. Nanocompósitos e compósitos foram preparados com EVA e nanofibras ou fibras mercerizadas, com teores entre 1 e 7% em massa de nanofibras e entre 1 e 30% em massa de fibras, para avaliar o efeito da concentração e da ação reforçante das nanofibras na matriz polimérica em relação às fibras micrométricas. O processo de extrusão, para a incorporação de nanofibras na matriz de EVA, não foi eficiente na dispersão e desagregação dos aglomerados de nanofibras, que se comportaram como partículas micrométricas com baixa razão de aspecto, mas com boa adesão na matriz, mesmo sem a utilização de agentes compatibilizantes. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos apresentaram um pequeno aumento no módulo elástico, com decaimento da elongação na ruptura. Porém, não foram observadas alterações significativas nas propriedades térmicas e no comportamento reológico dos nanocompósitos. Para os compósitos com fibras de curauá mercerizadas, o processo de extrusão proporcionou uma boa dispersão das fibras na matriz. Os compósitos apresentaram aumento das propriedades mecânicas, principalmente módulo elástico, com o aumento do teor de fibras maiores que 7%, porém sem alterações significativas nas propriedades térmicas.