Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho. / Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.

Pultrusão é um de vários processos de fabricação de compósitos poliméricos. Seu princípio de funcionamento envolve a utilização de um conjunto de fibras de reforço, impregnadas previamente por uma resina polimérica termorrígida, que percorre o interior de uma matriz aquecida a fim curar a resina e dar o formato a um perfil sólido. Muitas variáveis de processo, tais como a temperatura das zonas de aquecimento sobre a matriz, a velocidade de tracionamento, a impregnação das fibras, a viscosidade da resina, entre outras, afetam a eficiência do processo assim como a qualidade e o desempenho dos compósitos. Neste estudo, foi investigada a influência do teor de fibra de vidro, do teor de carbonato de cálcio e da temperatura do reservatório de resina nas propriedades mecânicas, como a resistência à tração, o módulo de elasticidade, o alongamento até a ruptura e a dureza de barras sólidas circulares que foram fabricadas utilizando uma resina poliéster insaturada e um único peróxido orgânico. Foi constatado que o processo de pultrusão pode ser realizado utilizando um único iniciador de reação. Além disto, os resultados mostraram que a temperatura do reservatório de resina, o teor de carbonato de cálcio e o teor de fibra de vidro influenciaram de forma significativa nas propriedades das barras pultrudadas. Por fim, este estudo mostrou que é possível melhorar as características destes compósitos e, desta forma, desenvolver materiais que apresentem melhor qualidade e desempenho. / Pultrusion is one of several manufacturing processes of polymer composites. Its operating principle involves the use of a set of reinforcing fibers pre-impregnated with a thermoset resin which run through the interior of a heated die in order to cure the resin and to form a solid profile. Many processing variables such as die temperature, pulling speed, fiber impregnation, resin viscosity, among others, affect the process efficiency as well as the quality and performance of the pultruded composites. In this research, the influence of the glass fiber content, calcium carbonate content and the temperature of the resin bath on the mechanical properties, such as tensile strength, elastic modulus, elongation at break and superficial hardness of solid rods made with an unsaturated polyester resin and a single organic peroxide were investigated. It was observed that pultrusion process can be carried out using a single reaction initiator. In addition, the results showed that the temperature of the resin bath, the calcium carbonate and the glass fiber content have influenced significantly in the properties of the solid rods. Finally, this study showed that it is possible to improve the characteristics of such composites and, therefore, to develop materials that have good quality and performance.

O presente estudo tem como objetivo desenvolver e avaliar métodos de confecção de mantas híbridas de fibras curtas de vidro e sisal visando as necessidades da indústria automotiva na produção de componentes com menor custo e menor massa específica. Neste trabalho foram moldados por compressão compósitos de resina poliéster reforçados por mantas (25% em volume) de fibra de vidro/sisal, híbridas e isoladas. Foram desenvolvidos quatro métodos de confecção de mantas: Manual (disposição manual de fibras), Água (disposição de fibras em fase aquosa), Leito-ar (arranjo de fibras via leito fluidizado) e Vibracional (deposição de fibras em meio vibracional). De modo a comparar condições foram utilizados mais dois métodos variantes: Manual-lav (deposição manual de fibras fibra de vidro lavada) e Etanol (deposição de fibras em fase etílica). O trabalho foi dividido em rotas de ensaios onde inicialmente utilizou-se apenas a fibra de sisal de modo a obter comprimento e tratamento ideais para esta fibra. Nas demais rotas variou-se o teor de fibra de vidro incorporada (0, 25, 50, 75 e 100% e seu complemento em sisal) até a escolha de uma composição. Os compósitos produzidos pelos diferentes métodos foram avaliados através de análises de propriedades físicas (massa específica, absorção de umidade e teor de vazios) e propriedades mecânicas (resistência à tração, módulo de elasticidade e resistência ao impacto). A morfologia dos compósitos foi analisada via SEM (microscopia eletrônica de varredura). Os resultados indicaram o tratamento de água destilada para as fibras de sisal e um comprimento ideal de fibra de 3 cm. Mostraram também que a água destilada e o etanol afetam a superfície da fibra de vidro podendo remover partículas e substâncias. Compósitos com teor de 50% de fibra de vidro demonstraram propriedades mecânicas superiores as dos compósitos reforçados apenas com sisal puro, porém com menor custo e massa específica que os compósitos contendo 100% de fibra de vidro. A análise dos diferentes métodos demonstrou que os métodos Manual e Leito-ar produziram compósitos com melhores propriedades mecânicas. Contudo, método Leito-ar é o mais indicado para futuras aplicações industriais. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-22T19:33:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Cristiane Aurelia Borges Vieira.pdf: 3871122 bytes, checksum: a05f3bff78a211139b1c7fc4feb77b63 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-22T19:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Cristiane Aurelia Borges Vieira.pdf: 3871122 bytes, checksum: a05f3bff78a211139b1c7fc4feb77b63 (MD5) / This work is focused at development and evaluation of confection methods of short fibers hybrid mants aiming attend the necessities of automobile industry in the production of small parts with smaller cost and specific weight. Were developed different methods in the confection of hybrids mants from short fibers: manual deposition of the fibers, watery phase deposition of the fibers, fibers arrangement by stream bed fluidized and deposition of the fibers by vibrational method. The analysis of the methods was provided by evaluation of the processed composites. The first part of the work consisted in the appraising of hybrid composites with 0, 25, 50, 75 e 100% of fiber glass and the remained in sisal. The analysis of the results showed, for 50% content, higher mechanical properties comparing to the composites reforced only with sisal, however with lower cost and specific weight than composites with 100% of fiber glass. The composites maded by different methods were estimated in relation to physical properties (specific weight, water absorption and void content) and mechanical properties (tensile strength, elasticity modulus and impact resistance). The morfology of the composites was analyzed by SEM (scanning electronic microscopy). The results showed that the 3 cm length is ideal for the procedure utilizated. The sisal fibers washed in distilled water had shown, in general, superior performance than fibers in natura or chemically treated. It was noted that the increasing of fiber glass in the hybrids composites results in the strengthening of the mechanical properties of the composites, however the sisal increment in the composition reduced the specific weight of the final product. The analysis of the diferent methods showed that the manual deposition of the fibers and fibers arrangement by stream bed fluidized were the methods that manufactured composites with the best mechanical properties. The method of deposition by stream bed fluidized can be applied in the confecction of hybrids mants with short fibers for different types of naturals and synthetic fibers and your implementation is easy and of low cost using the compressed air installation existing in industry.

O presente estudo tem como objetivo desenvolver e avaliar métodos de confecção de mantas híbridas de fibras curtas de vidro e sisal visando as necessidades da indústria automotiva na produção de componentes com menor custo e menor massa específica. Neste trabalho foram moldados por compressão compósitos de resina poliéster reforçados por mantas (25% em volume) de fibra de vidro/sisal, híbridas e isoladas. Foram desenvolvidos quatro métodos de confecção de mantas: Manual (disposição manual de fibras), Água (disposição de fibras em fase aquosa), Leito-ar (arranjo de fibras via leito fluidizado) e Vibracional (deposição de fibras em meio vibracional). De modo a comparar condições foram utilizados mais dois métodos variantes: Manual-lav (deposição manual de fibras fibra de vidro lavada) e Etanol (deposição de fibras em fase etílica). O trabalho foi dividido em rotas de ensaios onde inicialmente utilizou-se apenas a fibra de sisal de modo a obter comprimento e tratamento ideais para esta fibra. Nas demais rotas variou-se o teor de fibra de vidro incorporada (0, 25, 50, 75 e 100% e seu complemento em sisal) até a escolha de uma composição. Os compósitos produzidos pelos diferentes métodos foram avaliados através de análises de propriedades físicas (massa específica, absorção de umidade e teor de vazios) e propriedades mecânicas (resistência à tração, módulo de elasticidade e resistência ao impacto). A morfologia dos compósitos foi analisada via SEM (microscopia eletrônica de varredura). Os resultados indicaram o tratamento de água destilada para as fibras de sisal e um comprimento ideal de fibra de 3 cm. Mostraram também que a água destilada e o etanol afetam a superfície da fibra de vidro podendo remover partículas e substâncias. Compósitos com teor de 50% de fibra de vidro demonstraram propriedades mecânicas superiores as dos compósitos reforçados apenas com sisal puro, porém com menor custo e massa específica que os compósitos contendo 100% de fibra de vidro. A análise dos diferentes métodos demonstrou que os métodos Manual e Leito-ar produziram compósitos com melhores propriedades mecânicas. Contudo, método Leito-ar é o mais indicado para futuras aplicações industriais. / This work is focused at development and evaluation of confection methods of short fibers hybrid mants aiming attend the necessities of automobile industry in the production of small parts with smaller cost and specific weight. Were developed different methods in the confection of hybrids mants from short fibers: manual deposition of the fibers, watery phase deposition of the fibers, fibers arrangement by stream bed fluidized and deposition of the fibers by vibrational method. The analysis of the methods was provided by evaluation of the processed composites. The first part of the work consisted in the appraising of hybrid composites with 0, 25, 50, 75 e 100% of fiber glass and the remained in sisal. The analysis of the results showed, for 50% content, higher mechanical properties comparing to the composites reforced only with sisal, however with lower cost and specific weight than composites with 100% of fiber glass. The composites maded by different methods were estimated in relation to physical properties (specific weight, water absorption and void content) and mechanical properties (tensile strength, elasticity modulus and impact resistance). The morfology of the composites was analyzed by SEM (scanning electronic microscopy). The results showed that the 3 cm length is ideal for the procedure utilizated. The sisal fibers washed in distilled water had shown, in general, superior performance than fibers in natura or chemically treated. It was noted that the increasing of fiber glass in the hybrids composites results in the strengthening of the mechanical properties of the composites, however the sisal increment in the composition reduced the specific weight of the final product. The analysis of the diferent methods showed that the manual deposition of the fibers and fibers arrangement by stream bed fluidized were the methods that manufactured composites with the best mechanical properties. The method of deposition by stream bed fluidized can be applied in the confecction of hybrids mants with short fibers for different types of naturals and synthetic fibers and your implementation is easy and of low cost using the compressed air installation existing in industry.