Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3930.pdf: 8409921 bytes, checksum: 68472cf829fbe42c3d27a50c856e75b7 (MD5) Previous issue date: 2011-09-16 / Universidade Federal de Sao Carlos / This project had as main objectives to obtain and to develop new and biodegradable composites from renewable sources using a thermoplastic starch (TPS) matrix reinforced with different amounts of natural fibers, acuri, carandá and gravatá. Initially, these fibers were extracted and characterized, which are still unknown to the scientific community their potential use in composites. The characterization were realized by themorgravimetric analysis (TGA), tensile test, chemical characterization by determination of their main constituents and infrared spectroscopy (FTIR), and morphological and structural analysis by xray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The fibers had thermal stabilities similar to each other with their initial temperature of thermal degradation in the range of 250 °C. The fibers show a brittle behavior when subjected to tensile tests, and it were determined elastic moludus and tensile strength in the range of 13 to 50 GPa and 180 to 580 MPa, respectively and, both thermal and mechanical stability are in according to those conventional natural fibers. It was possible to determine the crystallinity index of the fibers by XRD, and SEM images show the fibers surfaces. Four composites formulations were obtained and processed based on four different fibers content (5%, 10%, 15% and 20% w/w), and were evaluated as a function of fiber content water absorption properties, thermal and mechanical stability, and morphological and structural characterization by SEM and XRD. The thermal stability and morphology of TPS homogeneous matrix weren t influenced by the presence of natural fibers, besides the absence of new crystalline structures by XRD. The presence of fibers reduced material water absorption. Mechanical properties such as elastic modulus and tensile strength increased with fiber content, especially at levels above 10% w/w, and the viscosity of the molten also have increased with fiber content. Overall, it was possible to extract and to characterize new natural fibers and use them in a TPS matrix, obtaining new biodegradable composites by conventional processing methods. / Este trabalho de mestrado teve como objetivos principais obter e formular novos materiais compósitos biodegradáveis e de fontes renováveis a partir de uma matriz de amido de milho termoplástico (TPS), reforçada com diferentes teores de fibras vegetais de acuri, carandá e gravatá. Inicialmente foram extraídas e caracterizadas estas fibras vegetais, das quais ainda é desconhecido da comunidade científica seu potencial na utilização em compósitos poliméricos. Suas caracterizações de deram a partir de análises de termogravimetria (TG), ensaios mecânicos de tração, caracterização química pela determinação de seus principais constituintes e por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), e análise estrutural e morfológica por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As fibras apresentaram estabilidades térmicas semelhantes entre si, tendo suas degradações térmicas iniciadas na faixa de 250 °C. As fibras se comportaram fr agilmente quando submetidas aos testes de tração, e seus módulos elásticos e resistência à tração foram determinados nas faixas de 13 50 GPa e de 180 a 550 MPa, respectivamente e, tanto a estabilidade térmica como mecânica encontram-se em faixas dentro das encontradas pelas fibras naturais convencionais. Pelas análises de raios X foi possível determinar os índices de cristalinidade das fibras, e imagens de MEV mostraram as superfícies das fibras vegetais. Foram processadas 4 formulações dos compósitos à base de TPS com 4 teores de fibras diferentes (5%, 10%, 15% e 20% em massa), e foram avaliadas a absorção de água, estabilidade térmica e mecânica, bem como caracterização morfológica por MEV e estrutural por difração de raios X em função do teor de fibra. A estabilidade térmica e a morfologia homogênea da matriz de TPS não foram influenciadas pela presença das fibras vegetais, alem de não ter sido encontradas novas estruturas cristalinas no compósito a partir das análises de raios X. A presença das fibras auxiliou na diminuição de absorção de água dos materiais. E já as propriedades mecânicas, como módulo elástico e resistência à tração, sofreram um grande aumento com a presença de fibras, principalmente com teores acima de 10%, além da viscosidade do fundido ter aumentado também com o aumento do teor de fibras. De uma forma geral, foi possível extrair e caracterizar novas fibras vegetais e utilizá-las como reforço em uma matriz de TPS, obtendo-se novos materiais compósitos através de meios convencionais de processamentos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4616.pdf: 8763656 bytes, checksum: 0b9cbe90dfd813e95452d4eaa76b5e98 (MD5) Previous issue date: 2012-08-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / The use of natural fibers, as possible alternative reinforcement for synthetic fibers such as glass fibers, in polymer composites meets the requirement for development of new materials with environmentally sustainable technology. Such composites are especially attractive for engineering applications, such as in automobile industry, as these new materials can meet the requirements for adequate mechanical performance whilst exploiting the low density of natural fibers. As the mechanical fatigue durability is of fundamental importance in this area, the main objective of this work is to study the mechanical fatigue properties of polypropylene homopolymer (PP) composites with hybrid reinforcement of coconut fiber (CoF) and mineral filler talc (T), used to obtain a better balance between mechanical properties and lower density. Thus, PP composites with hybrid FCo/T reinforcement and compatibilized with maleated PP (PP-g-MAH) were prepared by twin-screw extrusion at various concentrations and test specimens injection molded for short-term mechanical properties characterization (tensile, flexural, impact and DMTA tests). The PP hybrid composite with the best balance of mechanical properties of stiffness, strength and reduced density was formulated with 30%FCo, 20%T and 3%PPg- MAH (wt %). This hybrid composite, along with its references composites with only FCo (30%) and only talc (20%), besides unmodified PP, were all submitted to fatigue testing carried out under cyclic sinusoidal tensile loading in tension controlled mode (frequency: 3 and 6 Hz and R = 0.1). The experimental results showed that all composites, both hybrid and reference composites, presented higher number of cycles to failure in comparison to the matrix PP polymer, probably due to reduction of mechanical hysteresis with increased content of reinforcement. However, extrapolation of the S-N fatigue curves indicates that all analyzed composites would present a fatigue resistance lower than the endurance limit observed for the unmodified PP polymer. / A utilização de fibras vegetais como possível reforço alternativo às fibras sintéticas, como as fibras de vidro, em compósitos poliméricos atende a nova exigência de desenvolvimento de materiais com tecnologia ambientalmente sustentável. Tais compósitos podem atender à busca por novos materiais em setores industriais, como o automobilístico, pois estes atendem às necessidades de adequado desempenho mecânico e explorando a baixa densidade destas fibras. Como durabilidade mecânica sob fadiga é de fundamental importância nesta área, este trabalho tem como objetivo principal avaliar o desempenho mecânico sob fadiga de compósitos de polipropileno homopolímero (PP) com reforço conjunto de fibra de coco (FCo) e talco (T); reforço híbrido que possibilita um balanço superior de propriedades mecânicas e de baixa densidade. Assim, compósitos de PP com diversas concentrações total e relativa de reforço híbrido de FCo/T, compatibilizados com PP maleado (PP-g-MAH), foram preparados por extrusão (dupla rosca) e corpos de prova moldados por injeção para avaliar o desempenho mecânico de curta duração sob tração, flexão, DMTA e impacto e, numa etapa posterior, as de longa duração sob fadiga mecânica. O compósito híbrido que apresentou o melhor balanço de propriedades mecânicas de curta duração (rigidez, resistência e densidade) foi o PP reforçado com 30% de FCo, 20% de T e 3% de PP-g-MAH (porcentagens em massa). Este compósito híbrido e os compósitos referências (PP/30%FCo/3%PP-g-MAH e PP/20%T), além da matriz de PP, foram posteriormente avaliados sob fadiga. Os ensaios de fadiga mecânica foram conduzidos sob carregamento cíclico senoidal sob tração e em modo de tensão controlada (frequência de 3 e 6 Hz e R=0,1). Os resultados experimentais mostraram que os compósitos, híbrido e referências, falharam em um número de ciclos superior àquele apresentado por PP matriz, provavelmente devido à redução da histerese mecânica da matriz de PP com aumento no teor do reforço. No entanto, a extrapolação das curvas S-N de fadiga indica que todos os compósitos avaliados devem apresentar uma resistência à fadiga inferior à resistência limite de fadiga observada no PP não modificado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6540.pdf: 3026610 bytes, checksum: e6bb678fa1bc2065988fdf93709610c1 (MD5) Previous issue date: 2012-01-24 / Natural fibers have became important as substitute for synthetic fiber reinforcement and filling in polymer composites, looking for better properties, lower cost and appeal of sustainability. To do so, there are challenges and limitations to be overcome, such as the compatibility of fiber/matrix, the processing temperature, the moisture absorption and so on. The global auto industry, including Brazil, has led the use of composites containing natural fibers in commercial products and also serves as reference to other economic areas. In Brazil, the fomentation agencies have supported projects in natural fibers and their application in composites, with a significant amount of academic research groups working in this area. The aim of this study was to analyze the situation and trends in the manufacturing and use of materials containing natural fibers through patent analysis, with emphasis on sisal, and also to simulate a sisal/polypropylene composite in home appliance part. Materials, processes, practices and actors involved in these composites were mapped, based on indicators made from patent documents. The analysis of patent documents associated with natural fibers and their use in polymer composites, in the period of 1960 to 2009, demonstrated the growing importance of this subject in the world and particularly in Brazil. Among other results, it was found that Brazil holds the 16th position in patenting associated with natural fibers in general and the 12th place in patenting on the sisal fiber, despite being the world's largest producer of sisal and one of the largest producers of natural fibers in general. Companies and individuals assignees have the largest number of patent documents, when compared to universities and institutes. It was possible to make recommendations for the development of a sisal/polypropylene part through exploratory structural simulation. It was also needed to generate new data to enable simulation of the injection process. / As fibras naturais possuem uma crescente importância como alternativa às fibras sintéticas de reforço e carga de origens não renovável em compósitos poliméricos, buscando a combinação de propriedades, menor custo e apelo de sustentabilidade econômica, ambiental e social. Porém, ainda existem desafios técnicos, como a compatibilidade fibra/matriz, temperatura de processamento e absorção de umidade. Essa é uma área importante para o Brasil, pela sua proeminência na produção de fibras naturais. No Brasil, os órgãos de fomento à pesquisa e ao desenvolvimento têm apoiado projetos em fibras naturais, existindo expressiva quantidade de grupos de pesquisa acadêmicos. O objetivo da presente pesquisa foi analisar a situação e as tendências de fabricação e do uso de materiais contendo fibras naturais, enfatizando o sisal, a partir da análise de patentes e do estudo exploratório da simulação de uma peça de eletrodoméstico. Foram mapeados os avanços temporais dos materiais, processos, usos e atores envolvidos com fibras naturais, com indicadores elaborados a partir de documentos de patentes. A análise de documentos de patentes associadas às fibras naturais e seu uso em compósitos poliméricos, realizada entre 1960-2009, permitiu verificar a importância crescente deste tema no cenário mundial e brasileiro. Dentre outros resultados, verificou-se que o Brasil detém a 16ª posição no patenteamento associado às fibras naturais em geral e a 12ª colocação no patenteamento relativo à fibra de sisal, apesar de ser o maior produtor mundial dessa fibra e um grande produtor de fibras naturais. As empresas e pessoas físicas detêm o maior número de documentos de patentes, quando comparadas às universidades e institutos. Foi possível estabelecer recomendações para novas etapas do desenvolvimento de um pino de eletrodoméstico de polipropileno/sisal por simulação estrutural exploratória. Através deste estudo, verificou-se também a necessidade de geração de novos dados dos compósitos para viabilizar a simulação do processo de injeção.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2177616 bytes, checksum: bad1b5abac746f9000b37ffd93fc28e9 (MD5) Previous issue date: 2013-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Natural fibers were studied to investigate possibilities and better treatment techniques for the development of nanocomposites with poly(glycerol sebacate) (PGS). In this study, the potential of plants such as caroá (Neoglaziovia variegata) and macambira (Bromelia laciniosa) was investigated as sources of natural fibers to obtain whiskers by acid hydrolysis. Fibers were obtained from plant leaves of each species were pre-treated with alcohol and water to remove impurities, treated with aqueous sodium hydroxide (mercerization) and then with sodium chlorite (bleaching) before hydrolyzing with sulfuric acid in order to obtain cellulose whiskers. Fibers and whiskers were characterized thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD) and the morphology was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). Polymers and composites reinforced with whiskers were characterized by TGA, DSC, mechanical (tensile) tests and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Results show that it was possible to extract whiskers from both natural and macambira and composite properties were dependent on whisker content. / O objetivo desta pesquisa foi estudar técnicas de obtenção e tratamento de fibras naturais para o desenvolvimento de nanocompósitos com o poli(glicerol sebacato). Nesse trabalho foram investigadas as potencialidades das plantas caroá (Neoglaziovia variegata) e macambira (Bromelia laciniosa) como fontes de fibras naturais para obtenção de whiskers a partir de hidrólise ácida. As fibras foram obtidas das folhas de ambas, separadas por processamento manual, pré tratadas com água e álcool (lavagens) para retirada de impurezas, tratadas com soluções aquosas de hidróxido de sódio (mercerização) e em seguida tratadas com clorito de sódio (branqueamento), onde se obteve uma massa com alto teor de celulose e então foi tratada com ácido sulfúrico em procedimento de isolamento para a obtenção de whiskers de celulose. As fibras foram caracterizadas por análise química, análise termogravimétrica (TGA), a cristalinidade foi investigada por difratometria de raios-X (DRX) e a morfologia foi investigada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os whiskers obtidos das fibras foram caracterizados por microscopia de força atômica (AFM), por TGA e por DRX. As reações de síntese do poli(glicerol sebacato) (PGS) se deram em temperaturas relativamente baixas (120ºC), através da policondensação e em atmosfera inerte de argônio ou nitrogênio, sem o uso de catalisadores externos. Os polímeros e compósitos reforçados com whiskers foram caracterizados por TGA, calorimetria exploratória diferencial (DSC), caracterização mecânica em ensaios de tração e por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As superfícies fraturadas nos ensaios de tração foram observadas por MEV. Os nanocompósitos apresentaram uma grande variação nas propriedades mecânicas com os teores de fibras, indicando a influência dos whiskers na matriz, aumentando o módulo e a resistência e diminuindo a elasticidade.

Submitted by VINICIUS SOUZA MORAIS null (vinicius.souza.morais@gmail.com) on 2016-08-19T14:49:52Z No. of bitstreams: 1 Tese Vinicius Souza Morais.pdf: 8282472 bytes, checksum: 64f0af45a29590e87cec66a93963523a (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-08-19T19:01:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 morais_vs_dr_ilha.pdf: 8282472 bytes, checksum: 64f0af45a29590e87cec66a93963523a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-19T19:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 morais_vs_dr_ilha.pdf: 8282472 bytes, checksum: 64f0af45a29590e87cec66a93963523a (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / Desde a antiguidade os seres humanos vêm buscando aprimorar o uso de materiais em seu favor, buscando conferir vantagens de aspectos diversos. Aliado à necessidade de experimentação de novos materiais os softwares simuladores foram impulsionados e conferiram uma poderosa ferramenta da atualidade. A partir desta premissa, a inserção de conhecimento, princípios de estudo e aprendizado, principalmente no que tange a modelagem de ensaios mecânicos como o de tração e de impacto destrutivo Charpy foram realizados. Posteriormente uma máquina de ensaio destrutivo do tipo Charpy foi confeccionada e instrumentada analógico-digitalmente. De posse de bons resultados da máquina, a mesma foi utilizada no comparativo entre teoria e prática a partir de diferentes materiais, possibilitando que tais dados em forma de tabelas e gráficos serem confrontados com resultados obtidos através de simulações com o software comercial. Ensaios de Tração foram realizados em máquinas universais em diferentes materiais metálicos e compósitos (fibras naturais e sintéticas), coletados seus devidos dados e posteriormente confrontados com a literatura e software comercial. Os resultados oriundos das fibras naturais, principalmente do bambu, surtiram efeitos interessantes proporcionando uma maior resistência, leveza e redução no custo para sua produção. / Since ancient times humans have sought to improve the use of materials in their favor, seeking to confer advantages in many aspects. Together with the need to experiment with new materials simulators were driven software and gave a powerful tool today. From this premise, the inclusion of knowledge, study and learning principles, especially regarding the modeling of mechanical tests such as tensile and Charpy destructive impact were performed. Later, a destructive test machine Charpy type was made and analog-digitally instrumented. Possession of good results of the machine, it was used in the comparison between theory and practice from different materials, enabling such data in tables and graphs are faced with results obtained through simulations with commercial software. Tensile tests were performed on machines in different metal materials and composites (natural and synthetic fibers) collected their proper data and subsequently confronted with the literature and commercial software. The results derived from natural fibers, mainly bamboo, have heightened interesting effects providing greater strength, light weight and reduced cost for production.

Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Resumo: Desde a antiguidade os seres humanos vêm buscando aprimorar o uso de materiais em seu favor, buscando conferir vantagens de aspectos diversos. Aliado à necessidade de experimentação de novos materiais os softwares simuladores foram impulsionados e conferiram uma poderosa ferramenta da atualidade. A partir desta premissa, a inserção de conhecimento, princípios de estudo e aprendizado, principalmente no que tange a modelagem de ensaios mecânicos como o de tração e de impacto destrutivo Charpy foram realizados. Posteriormente uma máquina de ensaio destrutivo do tipo Charpy foi confeccionada e instrumentada analógico-digitalmente. De posse de bons resultados da máquina, a mesma foi utilizada no comparativo entre teoria e prática a partir de diferentes materiais, possibilitando que tais dados em forma de tabelas e gráficos serem confrontados com resultados obtidos através de simulações com o software comercial. Ensaios de Tração foram realizados em máquinas universais em diferentes materiais metálicos e compósitos (fibras naturais e sintéticas), coletados seus devidos dados e posteriormente confrontados com a literatura e software comercial. Os resultados oriundos das fibras naturais, principalmente do bambu, surtiram efeitos interessantes proporcionando uma maior resistência, leveza e redução no custo para sua produção. / Abstract: Since ancient times humans have sought to improve the use of materials in their favor, seeking to confer advantages in many aspects. Together with the need to experiment with new materials simulators were driven software and gave a powerful tool today. From this premise, the inclusion of knowledge, study and learning principles, especially regarding the modeling of mechanical tests such as tensile and Charpy destructive impact were performed. Later, a destructive test machine Charpy type was made and analog-digitally instrumented. Possession of good results of the machine, it was used in the comparison between theory and practice from different materials, enabling such data in tables and graphs are faced with results obtained through simulations with commercial software. Tensile tests were performed on machines in different metal materials and composites (natural and synthetic fibers) collected their proper data and subsequently confronted with the literature and commercial software. The results derived from natural fibers, mainly bamboo, have heightened interesting effects providing greater strength, light weight and reduced cost for production. / Doutor

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-30T23:20:44Z No. of bitstreams: 1 LucemaideBatistaMirandaFerreira_TESE.pdf: 4494748 bytes, checksum: f35753b1191ecb306cd0973efb042a35 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-01T23:33:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LucemaideBatistaMirandaFerreira_TESE.pdf: 4494748 bytes, checksum: f35753b1191ecb306cd0973efb042a35 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T23:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucemaideBatistaMirandaFerreira_TESE.pdf: 4494748 bytes, checksum: f35753b1191ecb306cd0973efb042a35 (MD5) Previous issue date: 2015-08-06 / O presente trabalho tem como objetivo fazer uma an?lise das propriedades mec?nicas e do comportamento mec?nico de duas l?minas refor?adas com tecido unidirecional de fibra de curau? com diferentes fra??es volum?tricas, baseado em crit?rios de falha definidos em literatura. Os comp?sitos, que apresentam matriz polim?rica e refor?o com tecido unidirecional de fibra de curau?, foram submetidos a ensaios de tra??o e cisalhamento em uma s?rie de corpos de provas normatizados cuja orienta??o das fibras direcionadas em ?ngulos de 0?, 10?, 20?, 75? e 90? para a l?mina com fra??o volum?trica de 30% e 0?, 30?, 45?, 60?, e 90? para a l?mina com fra??o volum?trica de 22%, para ensaios de tra??o e para ensaio de cisalhamento a orienta??o do ?ngulo do refor?o foi de 90?. Os ensaios foram executados em uma m?quina universal de tra??o e coletados os dados das propriedades mec?nicas dos corpos de prova dos comp?sitos. Estes dados experimentais foram inseridos nas equa??es te?ricas que definem os crit?rios de falha, como tamb?m, tratados graficamente para an?lise dos resultados e compara??o entre os ?ngulos de orienta??o do refor?o. Constatou-se uma grande dispers?o entre os dados experimentais do m?dulo de Elasticidade e do Coeficiente de Poisson em rela??o ao comportamento te?rico principalmente para a l?mina com menor fra??o volum?trica. O comp?sito com orienta??o de refor?o a 0? apresentou a maior resist?ncia ? tra??o em rela??o ?s demais inclina??es para as duas l?minas. No entanto, em rela??o aos crit?rios de falha as l?minas tiveram comportamentos diferentes. Para a l?mina com fra??o volum?trica 30%, os quatro crit?rios estudados nesta Tese apresentaram boa concord?ncia em termos de resist?ncia, mas para a l?mina com fra??o volum?trica de 22%, apenas o crit?rio de Tsai-Will e Hashin apresentaram boa concord?ncia. . / This study aims to analyze the mechanical properties and the mechanical behavior of two laminas reinforced with unidirectional fabric curau? with different fiber volume fractions, based on failure criteria defined in the literature. The composites which have polymeric matrix and reinforcement with unidirectional fabric curaua fiber, were submitted to tensile and shear tests at a series of specimens standardized whose fiber orientation directed at angles of 0?, 10?, 20?, 75? and 90? to the lamina with volume fraction of 30% and 0?, 30 ?, 45 ?, 60 ?, and 90 ? to the lamina with volume fraction of 22% to tensile tests and shear tests the direction of strengthening the angle was 90 ? to the x axis (direction of the applied load). The tests were performed in a universal machine traction and collected the data of mechanical properties of the composite specimens. These experimental data were entered in the theoretical equations that define the failure criteria, as well as graphically treated to analyze the results and compare the enhanced orientation angles. It found major disparities between the experimental data of elastic modulus and Poisson's ratio in relation to the theoretical behavior primarily to the lamina with a lower volume fraction. The composite reinforcement orientation at 0 ? showed the highest tensile strength compared to other inclinations for the two laminas. However, regarding the failure criteria laminas have different behaviors. To the lamina with volume fraction 30%, the four criteria studied in this thesis showed equivalent results in terms of resistance and to the blade with volume fraction of 22%, only the maximum stress criterion was not satisfactory in representing experiemtais data.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-09-19T19:40:39Z No. of bitstreams: 1 AdrianoLincolnAlbuquerqueMattos_TESE.pdf: 27478075 bytes, checksum: 07d8b83bd142d721fba0a56eaf59e772 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-09-19T22:36:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AdrianoLincolnAlbuquerqueMattos_TESE.pdf: 27478075 bytes, checksum: 07d8b83bd142d721fba0a56eaf59e772 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T22:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoLincolnAlbuquerqueMattos_TESE.pdf: 27478075 bytes, checksum: 07d8b83bd142d721fba0a56eaf59e772 (MD5) Previous issue date: 2017-06-28 / As fibras lignocelul?sicas t?m se tornado alternativas econ?micas e ecol?gicas para uso como refor?os ou cargas em comp?sitos com pol?meros virgens ou reciclados. O presente trabalho foi subdividido em tr?s artigos que abordaram diferentes aspectos do desenvolvimento de comp?sitos. O primeiro envolveu a modifica??o de part?culas lignocelul?sicas, utilizando o l?quido da casca da castanha de caju (LCC) como fonte de cardanol, tendo por objetivo o incremento da degradabilidade de comp?sitos de polipropileno (PP) com diferentes tipos de part?culas lignocelul?sicas. Ensaios de termooxida??o e an?lises do comportamento mec?nico, da composi??o qu?mica e das propriedades f?sicas das amostras, permitiram a verifica??o de que os comp?sitos produzidos com part?culas modificadas com o LCC se degradaram na metade do tempo dos comp?sitos convencionais. O segundo artigo objetivou a otimiza??o da metodologia de modifica??o qu?mica da superf?cie de part?culas lignocelul?sicas com LCC, que tamb?m pode ser utilizada como etapa intermedi?ria na funcionaliza??o das part?culas lignocelul?sicas, pois introduz em sua superf?cie s?tios de maior reatividade. A efici?ncia das metodologias de modifica??o qu?mica foi avaliada com o uso de t?cnicas de microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e ?ngulo de contato. Tamb?m foi avaliado o comportamento das part?culas modificadas em comp?sitos com polipropileno. As propriedades dos comp?sitos obtidos foram avaliadas por ensaio de tra??o e an?lise t?rmica din?mico mec?nica (DMTA). O terceiro artigo abordou a produ??o de comp?sitos de PP com farinha de madeira de cajueiro e farinha de folha de carna?ba. As propriedades f?sicas, mec?nicas e morfol?gicas foram avaliadas por TG, calorimetria explorat?ria diferencial (DSC), DMTA, e MEV. Comp?sitos obtidos com fibras in natura, mercerizadas e compatibilizadas com anidrido maleico foram comparados, tendo sido observados os melhores desempenhos nos comp?sitos com o uso do anidrido maleico e farinha da folha de carna?ba. / Lignocellulosic fibers have become an economical and ecological alternative for use as reinforcements and fillers in composites made of virgin or recycled polymers. The present work was subdivided in three papers that focus different aspects of the development of composites. The first one had involved the modification of lignocellulosic particles, using the cashew nut shell liquid (CNSL) as the source of cardanol. The objective was increasing in the degradability of polypropylene (PP) composites made of different types of lignocellulosic particles. Thermo-oxidation tests and analyzes of the mechanical behavior, chemical composition and physical properties of the samples allowed the verification that composites produced with CNSL-modified particles degraded in half the time of the conventional ones. The second article aimed at optimizing the methodology of chemical modification of lignocellulosic particles surface with CNSL that can also be used as an intermediary step in further functionalization of lignocellulosic particles, as it introduces upon its surface higher reactivity sites. The efficiency of the chemical modification methodologies was evaluated with the use of scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TGA) and contact angle. The behavior of composites made of the modified particles in polypropylene matrix was also evaluated by mechanical tests and dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). The third paper dealt with the production of PP composites made of cashew wood flour and carnauba leaf flour. The physical, mechanical and morphological properties were evaluated by TGA, differential scanning calorimetry, mechanical tensile and flexural tests, and SEM. Composites made of bulk fibers, mercerized and coupled with maleic anhydride were compared and the best performances were observed in the composites using maleic anhydride as coupling agent and carnauba fibers.

Este trabalho tem como finalidade o desenvolvimento de compósitos a base de resina de poliéster insaturado reforçados com fibras naturais visando aplicações na indústria automotiva. Foram obtidas amostras em escala semi-industrial de compósitos reforçados com fibra de curauá, sisal e vidro, com teores variando de 15 a 40% em massa, com e sem a adição de carga mineral na matriz polimérica, através do processo de prensagem a frio. Os efeitos de cada um dos fatores foram analisados sobre a resistência à tração, módulo de elasticidade, alongamento na ruptura, resistência à flexão e ao impacto. Além disso, foi determinado o comportamento dos materiais com diferentes composições com relação à absorção de umidade. A variação da resistência à flexão como função do tempo de imersão e do teor de umidade absorvido pelos diferentes materiais foi determinada. Foram analisadas as propriedades superficiais como brilho, neblina (haze), ondulância (long-waviness) para as amostras produzidas e submetidas a ensaios de envelhecimento térmico, câmara de condensação e envelhecimento artificial. Todos os resultados obtidos foram baseados em normas da indústria automobilística para verificar conformidade com as exigências do setor. / The purpose of this work is to develop unsaturated polyester based composites reinforced with natural fibers of automotive applications. Samples have been obtained in a semi-industrial scale of composites reinforced with curauá, sisal and glass fiber, with contents varying from 15 to 40% in weight, with and without mineral filler incorporation to the polyester matrix. The molding technique employed was compression molding. The effects of these variables have been investigated over the tensile strenght, young\'s modulus, strain at rupture, flexural and impact strenght of the materials. The behavior of each sample has been investigated concerning water absorption. The variation of flexural strenght as a function of water absorption and immersion time has been determined for each formulation studied. Surface properties such as gloss, haze, long and short-waviness have been determined for all samples obtained just after painting and after artificial weathering, thermal aging and water absorption tests. All results have been performed based on automotive standards in order to evaluate the conformance of the materials to the requirements of the industry.

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:07:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesus_RodolfoCardosode_M.pdf: 2937094 bytes, checksum: 406428b06b411d967d625ec5cff8fa13 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O problema do acúmulo de lixo urbano tem aumentado nas últimas décadas e o grande consumo de plásticos é um dos responsáveis por esta situação. Estes materiais possuem a capacidade de permanecer no ambiente por muitos anos o que dificulta ainda mais a sua destinação correta. Este problema foi a principal motivação do trabalho aqui apresentado. O PHB é um material termoplástico biodegradável produzido por bactérias que se alimentam de sacarose, tais microorganismo convertem a sacarose em PHB. O Brasil é hoje um dos maiores produtores de PHB, entretanto este material possui baixas propriedades mecânicas quando comparados' a plásticos mais usados industrialmente. Algumas propriedades mecânicas foram melhoradas com a adição de triacetina como agente de plastificação, mas a resistência ao impacto diminui com este aditivo. Fibras são materiais utilizados em compósitos de matriz plástica para conferir resistência e flexibilidade a estes materiais. Fibras naturais têm sido empregadas com sucesso na tentativa de diminuir custos de compósitos e gerar reforço estrutural, além de diminuir o impacto ambiental dos plásticos. Neste trabalho foram obtidos compósitós de PHB, Triacetina e Fibras de Coco ou de Sisal, acetiladas e não-acetiladas, através de processos de extrusão e injeção. Os compósitos foram caracterizados por Análises Térmicas, Mecânicas, Espectroscópicas, Microscópicas e de Biodegradação. Os compósitos obtidos apresentaram vantagem em relação a matriz de PHB nos desempenhos mecânicos e de biodegradação devido a adição das fibras naturais e da triacetina. A reação de acetilação aparentemente melhorou a interação entre a superficie fibra-matriz e aparentemente foi mais bem sucedida na fibra de sisal / Abstract: The problem of urban waste accumulation has increased in recent decades and the large consumption of plastics is one of those responsible for this situation. These materiaIs have the ability to remain in the environment for many years making it difficult further to provide its correct destination. This problem was the main motivation of the work presented here. The PHB is a biodegradable thermoplastic material produced by bacteria feeding on sucrose, such microorganisms convert the sucrose in PHB. Brazil is today one of the largest producers of PHB, however this material has low mechanical properties compared to most plastics used industrially. Some mechanical propérties were improved with the addition of triacetin as agent for plasticization, but the resistance to the impact decreases with this additive. Fibers are used materiaIs in plastic matrix composite to give strength and flexibility to these materiaIs. Natural fibers have been used successfully in the attempt to reduce costs, and generate structural reinforcement composites, in addition to reducing the environmental impact of plastics. In this study were obtained from composites PHB, triacetate and Fibers of Coconut or Sisal, acetylated and non-acetylated through extrusion ~d injection, processes. The composites were characterized by Thermal Analysis, Mechanical, Spectroscopics, Microscopics and biodegradation. The composites obtained showed advantage over the array of PHB in the mechanical and performance degradation due to the addition of natural fibers and triacetate. The acetylation reaction apparently improved the interaction between the surface fiber-matrix and apparently was more successful in the sisal fiber / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química