Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-01T15:08:57Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa noite, Por favor, adicione o campo orientador e co-orientador. Atenciosamente, on 2017-11-28T20:58:34Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-04T20:07:41Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / O Ferro Fundido Nodular GGG 40 e o poliestireno (PS) reciclado são materiais muito usados na atualidade em projetos de engenharia. O primeiro é uma liga metálica composta principalmente de ferro com mais de dois por cento de Carbono representado em inclusões de grafita. O PS é um polímero de estireno, que neste trabalho a matéria prima do PS foi obtida do processo de reciclagem do poliestireno expandido (EPS), ou mais comercialmente conhecido como isopor. O objetivo principal deste trabalho consiste em conhecer as principais propriedades do ferro fundido GGG 40 e o PS. O trabalho apresenta uma caraterização mecânica desta liga metálica e do material polimérico através de ensaios mecânicos e da técnica de correlação digital de imagens (CDI). A partir do conhecimento de tais características, como a composição química, comportamento térmico e do comportamento da resistência e deformação perante diferentes tipos de esforços será possível prever o comportamento do material. O comportamento mecânico do material será analisado mediante a observação dos campos de deslocamentos e deformações resultantes apresentados após a deformação nos ensaios de tração. Para realizar tais medições será usada uma técnica de CDI, técnica que é capaz de obter as deformações em tempo real e em toda a superfície do corpo de prova, obtendo dados mais coerentes com a realidade do que um extensômetro convencional. Está técnica ótica é considerada uma tecnologia moderna que contém o hardware e software necessário para avaliar o comportamento de deformação dos corpos de prova. / Nodular Cast Iron GGG 40 and recycled polystyrene (PS) are widely used in engineering projects today. The first is a metallic alloy composed mainly of iron with more than two percent carbon represented in graphite inclusions. PS is a polymeric material which its in pure state is synthesized from styrene polymerization, but in this work the PS raw material was obtained from the recycling process of expanded polystyrene (EPS), or more commercially known as styrofoam. The main objective of this work is to know the main properties of cast iron GGG 40 and PS. The work presents a mechanical characterization of this metal alloy and the polymeric material through mechanical tests and the technique of Digital Image correlation (DIC). From the knowledge of such characteristics, as the chemical composition, thermic behavior and the behavior of the resistance and deformation before different types of efforts will be possible to predict the behavior of the material. The mechanical behavior of the material will be analyzed by observing the resulting displacement and strain fields after the deformation in the tensile tests. To carry out such measurements, a CDI technique will be used, which is capable of obtaining deformations in real time and on the entire surface of the specimen, obtaining data more coherent with reality than a conventional strain gage. This optical technique is considered a modern technology that contains the necessary hardware and software to evaluate the deformation behavior of the specimens.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2014. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-27T15:29:24Z No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-29T15:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / O EPS (poliestireno expandido) é um polímero resultante da polimerização do estireno em água e é imensamente utilizado para a confecção de embalagens. O produto final é composto por pérolas de até três milímetros de diâmetro que se destinam à expansão com vapor quente. Na natureza, este polímero pode levar vários anos para ser degradado. Pensou-se neste trabalho testar a viabilidade de reforçar o PS com fibras naturais a fim de aliar as propriedades das fibras com a versatilidade do polímero. Deste modo, o principal objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades mecânicas, térmicas, reológicas e morfológica dos compósitos de poliestireno (PS) reciclado reforçado com fibra de celulose de bagaço de cana-de-açúcar com lignina residual. Além de avaliar o perfil da lignina com agente compatibilizante, verificando a interface entre fibra de celulose e a matriz do poliestireno. Para a obtenção das fibras celulósicas, a extração foi realizada pelo processo de polpação em meio fortemente alcalino (NaOH). Os compósitos foram obtidos por extrusão em extrusora mono-rosca e posteriormente em dupla-rosca, e depois injetados. Os materiais foram caracterizados por ensaios mecânicos, análises térmicas (TGA, HDT, DSC e DMA), análise reológica (reometria de placas paralelas e índice de fluidez), microscopia (MEV) e FTIR/ATR. Os resultados obtidos demonstram que a adição de fibra de celulose fez com que a resistência à flexão e tração e os módulos aumentassem e concomitantemente a dureza. Com relação às análises térmicas, estas técnicas permitiram a avaliação do limite de temperatura no qual este material pode ser processado, como também a influência do teor de fibras na matriz e a temperatura de deflexão térmica. As curvas de TGA mostraram que os compósitos tem uma estabilidade térmica intermediária entre fibra de celulose e matriz polimérica e o DSC para os compósitos mostraram eventos térmicos semelhantes em relação ao PS reciclado. O HDT mostrou que quando é adicionada fibra na matriz polimérica, a temperatura de deflexão também é aumentada. As curvas DMA mostraram aumento do módulo de armazenamento do polímero e dos compósitos e a Tg (temperatura de transição vítrea) em relação aos dados da literatura. A análise da microestrutura por MEV do PS e dos compósitos permitiram avaliar os mecanismos de falha dos compósitos, mostrando a razoável transferência de tensão entre fibra e matriz antes do rompimento do material. Os ensaios reológicos confirmaram a relação entre massa molar, viscosidade e índice de fluidez. O compósito que apresentou o menor IF e maior viscosidade foi o com 20% de fibra de celulose, portanto, este apresenta a maior massa molar viscosimétrica. Desta maneira, foi possível definir a melhor forma de processamento, desempenho mecânico, limites de temperatura de aplicação e processamento, estabilidade térmica, interface entre fibra e matriz, viscosidade, massa molar e índice de fluidez para os compósitos de PS reforçados com celulose de bagaço-de-cana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The EPS (expanded polystyrene) is a polymer resulting from the polymerization of styrene in water and is greatly used in package manufacturing. The final product consists on the three millimeters diameter spheres expansion with hot steam. In nature, this polymer can take several years to be degraded. Thus, the main objective of this work is to evaluate the mechanical, thermal, rheological and morphological properties of composites of polystyrene (PS) reinforced with recycled cellulose fiber bagasse sugarcane residual lignin. In addition to evaluating the profile of lignin with coupling agent, verifying the interface between cellulose fiber and polystyrene matrix.To obtain cellulosic fibers, the extraction was performed by the pulping process in strongly alkaline medium (NaOH). The composites were extruded in single-screw extruders, following by twin-screw and then submitted to injection molding. The materials were characterized by mechanical testing, thermal analysis (TGA, HDT, DSC and DMA), rheological analysis (rheometry parallel plate and melt flow index test), microscopy (SEM) and FTIR/ ATR . The results showed that the addition of cellulose fibers contributes to tensile, flexural strength and modules and hardness increasing. Regarding the thermal analyzes, these techniques permitted the evaluation of the temperature at which this material could be processed, and the influence of the matrix fiber content in heat deflection temperature. The TGA curve showed that the composite has a thermal stability intermediate between the cellulose fiber and polymer matrix. DSC showed similar thermal events in respect to recycled PS. HDT showed that when the fiber is added into the polymer matrix, the deflection temperature is also increased. The DMA curves showed an increase in the storage modulus and Tg (glass transition temperature) of the polymer and composites compared to literature. The microstructural analysis by SEM for PS and composites allows assessing the failure mechanisms of composites, showing a reasonable transfer of tension between fiber and matrix before the rupture of the material. However the FTIR did not confirm this observations regarding adhesion between fiber and matrix. The rheological tests confirmed the relationship between molar mass, viscosity and melt flow index. The composite with the lowest IF and the viscosity was increased with 20% cellulose fiber, so this has the highest viscosimetric molar mass. Thus, it was possible to define the best way of processing, mechanical performance, application and processing temperature limits, thermal stability, interface between fiber and matrix, viscosity, molecular weight and melt index for the PS composites reinforced with cellulose from sugarcane bagasse.