La realización de esta Tesis Doctoral ha sido consecuencia de un estudio llevado a cabo durante varios años en las instalaciones de la Fundación Centro Tecnológica Andaluz de la Piedra, Macael (Almería). La piedra natural es un material heterogéneo que presenta características y calidades muy diversas. Para mejorar su porcentaje de aprovechamiento en fábrica, minimizando roturas y desperdicios, muchos de los materiales que se utilizan son reforzados utilizando adhesivos termoestables, principalmente resinas epoxi y poliéster. Cuando se buscan mejores propiedades de adhesión lo más usual es la utilización de resinas epoxi, pero en el sector de la piedra natural aún existe un gran desconocimiento sobre el comportamiento de las resinas epoxi en las superficies pétreas. Por ello, la realización de este trabajo de tesis trata de investigar cómo actúan estas resinas sobre la piedra y la relación existente entre formulación y propiedades. Uno de los puntos significativos de este trabajo es, que se ha centrado en el comportamiento de las resinas tras someterlas a un envejecimiento acelerado de temperatura y humedad, ya que los procesos de producción de la piedra natural son siempre bajo estos condicionantes. Las técnicas de producción como el corte, pulido… se realizan con equipos que trabajan con esfuerzos mecánicos, que generan calor sobre la superficie resinada de la piedra y que se refrigeran con agua. En este trabajo se ha estudiado la influencia de diferentes parámetros de la formulación de resinas epoxi en la adhesión. Los parámetros estudiados en la formulación de las resinas epoxi han sido los siguientes: - Relación entre resina epoxi EP1 y endurecedor EN1 (estequiométrica, 10% en peso en exceso). - Incorporación de diferentes cantidades (5, 10, 15% en peso) de diluyente reactivo R1. - Incorporación de promotores de la adhesión (epoxi silano, GPMS, y amino silano, APS) en diferentes proporciones (1-3% en peso). - Incorporación de cargas inorgánicas : o Sílice pirogénica SP, (0,5-1 % en peso). o Carbonato cálcico micronizado CC (1-2% en peso). o Mezclas de sílice pirogénica y carbonato cálcico micronizado (1SP+1CC y 0,5SP+2CC % en peso). Para estudiar cómo afectan estos parámetros de la resina epoxi en su aplicación a piedra natural se han empleado diferentes técnicas experimentales. Se han evaluado los componentes de las formulaciones mediante el estudio de viscosidad de los mismos y el ángulo de contacto de las formulaciones con la superficie pétrea; el proceso de polimerización de los adhesivos epoxi mediante el estudio reológico; la caracterización de los adhesivos epoxi polimerizados mediante las técnicas de espectroscopia infrarroja, análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido y la adhesión de los adhesivos epoxi a piedra natural antes y tras realizarse los ensayos de envejecimiento acelerado mediante ensayos de resistencia a la flexión bajo carga concentrada. Los resultados más relevantes obtenidos de este trabajo han sido los siguientes: - Las formulaciones con relación estequiométrica de resina endurecedor presentan un mejor comportamiento frente al envejecimiento. - La inclusión de un 5% de diluyente reactivo mejora el comportamiento frente al envejecimiento. - La adición de promotores de adhesión disminuyen los valores de adhesión pero presentan un gran comportamiento frente al envejecimiento. - La adición de cargas minerales estabiliza el comportamiento de las formulaciones y homogeniza la heterogeneidad de los materiales pétreos.

Orientador: Peter Hammer / Banca: Cecilio Sadao Fugivara / Banca: Hudson Wallace Pereira de Carvalho / Resumo: Este projeto visa a investigar a relação entre a estrutura e as propriedades dos materiais epoxi-silica preparados pelo método sol-gel. Os híbridos foram preparados pela reação de cura entre o poly(Bisphenol A-co-epichlorohydrin) (DGBEA), e o dietil triamina (DETA) assim como pelo processo Sol-Gel de hidrolise e condensação entre GPTMS (3-Glycidoxypropyl)methyldiethoxysilane) e TEOS. Ressonância magnética nuclear (RMN), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS), espectroscopia de Infravermelho e RAMAN, microscopia de força atômica (AFM) assim como termogravimétria foram utilizadas com o proposito de investigar a morfologia e as propriedades estruturais do material. Finalmente as propriedades anticorrosivas dos filmes foram testadas em uma solução salina por meio de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Durante a fase inicial do projeto diferentes amostras com diferentes concentrações de TEOS foram preparadas. A estabilidade térmica como as propriedades anticorrosivas foram testadas. Os resultados mostraram que para maiores concentrações de TEOS, as propriedades anticorrosivas e térmicas dos híbridos melhoram significativamente. Vários resultados interessantes foram obtidos, para híbridos com razoes molares de TEOS : GPTMS : DGBEA = 1 : 1: 1, tendo módulos de impedância de até 1010 Ω cm-2. Durante a segunda fase do projeto, duas series de amostras com concentrações diferentes de GPTMS a TEOS foram prepar... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aims to investigate the relationship between the structure and the properties of the sol-gel prepared epoxy-silica materials. The organic-inorganic hybrids were prepared from the curing reaction of poly(Bisphenol A-co-epichlorohydrin) (DGBEA), with Diethyltriamine (DETA) and (3-Glycidoxypropyl)methyltriethoxysilane) (GPTMS) combined with the sol-gel hydrolysis and condensation reactions between Tetraethoxysilane (TEOS) and GPTMS. Nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Infrared and Raman spectroscopy (IR), Atomic force microscopy, as well as thermogravimetry (TG) have been used with the purpose to investigate the morphological and structural properties of the material. Finally the anticorrosive properties of the hybrid coated carbon steel were evaluated in saline solution using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). During the initial phase of the project different samples with increasing concentrations of TEOS have been prepared and their thermal stability as well as their anticorrosive properties were tested. It was found, that for increasing TEOS concentration, the hybrid's anticorrosive and thermal properties can be improved. Several interesting results were obtained for hybrid coatings at a TEOS : GPTMS : DGBEA = 1 : 1 : 1 ratio, having an impedance modulus of up to 1010 Ω cm-2. During the second phase of the work, a series of epoxy-silica hybrids were synthetized varying the concentrations of GPTMS and TEOS. Their str... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Tessie Gouvea da Cruz / Banca: Andressa Cecília Milanese / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Banca: José Daniel Diniz Melo / Resumo: Devido às suas elevadas propriedades mecânicas específicas, os materiais compósitos estão enfrentando demandas novas, onde a capacidade de produção em massa a um custo mais acessível se tornou indispensável. O processo de Moldagem por Transferência de Resina ou RTM (Resin Transfer Molding) constitui um promissor processo de fabricação de materiais compósitos. Na produção de compósitos estruturais de alto desempenho, considerando os critérios aeronáuticos, a reprodutibilidade e o baixo custo, a indústria tem mostrado grande interesse no processo RTM. Neste trabalho de tese, foi realizado um estudo experimental para a fabricação de compósitos com propriedades adequadas às aplicações tecnológicas, tendo como principal objetivo a otimização dos parâmetros de processamento: tempo de degasagem da resina, temperatura de injeção e temperatura de cura, além de avaliar a influência desses parâmetros no volume de vazios gerados em compósitos carbono/epóxi. O mérito da pesquisa está no uso do planejamento de experimentos em apoio à otimização do processamento de compósitos, com a utilização da metodologia de Taguchi e da Superfície de Respostas, para o controle e a minimização da formação de vazios, contribuindo dessa maneira, na concepção e caracterização de compósitos laminados poliméricos para aplicações aeronáuticas. As frações volumétricas de vazios foram determinadas por três diferentes métodos: método de Arquimedes (ASTM C830), digestão ácida da matriz (ASTM D3171) e porosimetria de mercúrio. Dentre os três métodos estudados para a determinação de vazios, o de digestão ácida mostrou-se mais adequado para quantificação de vazios em compósitos carbono/epóxi, uma vez que considera os poros abertos e em contato com a superfície do laminado, além dos poros fechados. A partir dos ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to their high specific mechanical properties, composite materials are facing new demands, in which the capacity of mass production at a more affordable cost became important. The Resin Transfer Molding process or RTM is a promising process for manufacturing composite materials. In the production of high performance structural composites, taking into account the aeronautical criteria, the reproducibility and the low cost, industries have shown great interest in RTM process. In this thesis, an experimental study for the manufacturing of composites with properties suitable for technological applications was performed with the main objective of optimizing the processing parameters: time of resin degassing, injection temperature and curing temperature, as well as the evaluation of the influence of these parameters on the volume of voids generated in carbon/epoxy composites. The merit of the research is the use of the design of experiments to support the optimization of composites processing, using Taguchi's Methodology and Response Surface Methodology, in order to control and to minimize the formation of voids, thus contributing in the design and characterization of polymeric laminate composites for aircraft applications. The volumetric fractions of voids were determined by three different methods: the Archimedes' method (ASTM C830), acid digestion of the matrix (ASTM D3171) and mercury porosimetry method. Among the three methods considered for the determination of voids, the acid digestion one was the most suitable for the quantification of voids in carbon/epoxy composites, since it considers the open pores and the ones in contact with the surface of the laminate, in addition to the closed pores. From the results of the volumetric fractions of voids obtained by the acid digestion method, taking into account the optimization parameters levels for the RTM ... (Complete abstract click eletronic access below) / Doutor

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Mauricio Vicente Donadon / Banca: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Banca: Antonio Carlos Ancelotti Júnior / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Sérgio Roberto Montoro / Resumo: Os materiais compósitos em fibra de carbono são largamente empregados no setor de transporte aéreo e vem crescendo em outros setores. Esses materiais, porém ainda apresentam susceptibilidade à delaminação, devido à baixa resistência a carregamentos fora do plano, tornando-se força motriz para a redução da vida em fadiga de compósitos laminados. Devido à importância desse tipo de dano, esta pesquisa visa entender os mecanismos que geram delaminações em compósitos tramados (biaxiais), utilizando-se o conceito energético de Griffith da mecânica da fratura linear elástica, como parâmetro de controle da delaminação. Portanto, o objetivo deste trabalho é entender a interação dos modos de propagação I e II, bem como as frações de cada modo na delaminação em fadiga axial tração-tração (denominado modo misto), em corpos de prova planos. Para isso, foram estudados os modos puros I (DCB) e II (ENF) de propagação de trinca nos compósitos processados, além de se comparar a região que delimita a propagação estável com o modo misto, o qual exigiu estudos de uma geometria apropriada para a obtenção de delaminação bem definida. Para a decomposição dos modos que agem na fadiga axial, foram aplicados critérios de falha nos dados experimentais. O ensaio de fadiga, para todos os modos de propagação, foi conduzido à razão de carga de 0,1, frequência de 5 Hz e os dados de taxa de propagação versus energia de deformação foram ajustados por uma lei empírica, previamente estudada e comparada com os mecanismos de delaminação por análise fractográfica. Os resultados mostraram que a força motriz para delaminação possui maior influência da tenacidade à fratura (GIc) e do carregamento máximo (Gmax), os quais foram adaptados na lei de Paris para delaminação estável. Para o modo misto, constatou-se que a geometri ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Carbon fiber composite materials are currently widely employed in air transportation as structural components in Boeing 787 Dreamliner, which has around 80% (v/v) in composite. However these materials are susceptible to delamination due to low strength in through-the-thickness direction which is the driving force to reduce the fatigue life. Considering the importance of delamination, the aim of this research is to have a clear understanding of this type of damage in woven composites by using the Griffith energy approach of the linear elastic fracture mechanics as a delamination parameter. The aim of this work was to achieve insight into the interaction process of crack propagation modes I and II, and mainly to determine the mode fractions in the delamination process of tension-tension axial fatigue tests. For the mode decomposition process from axial fatigue tests, it was employed two failure criteria. In order to obtain it, the crack growth rate associated with pure modes I and II delamination were compared with the behavior of a specimen subjected to in-plane tension-tension cyclic loading that exhibits a mixed delamination mode for which needed an appropriate specimen geometry to generate a sharp delamination front. Fatigue test in all modes of propagation were conducted with a loading ratio of 0,1 and a frequency of 5 Hz. The crack growth rate versus energy release rate was described by an appropriate empirical power law which fits the experimental results and compared with delamination mechanisms observed by fractography. The results showed that the driving force for fatigue has major influence of GIc and Gmax based on the studied fractures, where both were considered in the Paris law. For the mixed mode, the geometry known as CLS had regions of crack propagation rate comparable to pure delamination modes in the stable propagation region which ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Alessandro Rodolfo de Paula / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Tessie Gouvêa da Cruz / Resumo: Os compósitos compreendem uma classe de material de grande importância industrial. Compósitos carbono/epóxi apresentam inúmeras vantagens em comparação aos materiais convencionais, possibilitando projetos complexos, mais leves e de elevada resistência à corrosão e à fadiga. Contudo, sua baixa resistência a carregamentos transversais requer avaliação do comportamento do material, como consequência de impacto de objetos. O foco deste trabalho foi estudar a resposta ao impacto, caracterizada como tolerância ao dano, em compósito carbono/epóxi processado via Moldagem por Transferência de Resina (RTM). Foram analisadas as propriedades do compósito carbono/epóxi obtido e a degradação de suas propriedades após impacto. Neste trabalho, foi realizada a seleção da resina epóxi e do tecido de fibra de carbono, bem como seu arranjo, a fração volumétrica e o controle dos parâmetros de injeção e de cura. A caracterização do compósito foi realizada por microscopia de inspeção acústica CScan. O estudo da tolerância ao dano foi realizado utilizando corpos de provas impactados em dois níveis de energia, conforme norma ASTM D 7136M e a sua resistência à compressão residual, conforme norma ASTM D 7137M, foi avaliada em comparação com a resistência à compressão do compósito isento de defeitos, conforme norma ASTM D6641M. Os resultados mostram redução na resistência à compressão de aproximadamente 50% e energias absorvidas a 20 J e 30 J respectivamente, de 0,51 J/cm2 e 0,58 J/cm2 para o laminado 1 e de 0,37 J/cm2 e 0,90 J/cm2 para o laminado 2 / Abstract: Composites comprise a material class of high industrial importance. Carbon/epoxy composites offer a wide amount of advantages in comparison with traditional materials, enabling complex projects, lighter and with high corrosion and fatigue resistance. However, the low transverse load resistance characteristic requires an evaluation of material behavior, as a consequence of impact occurrence. The work focus was study the damage response, defined as damage tolerance, in a carbon/epoxy composite processed by Resin Transfer Moulding (RTM). It was analyzed carbon/epoxy composite properties obtained and properties degradation after impact test. In this work were done the selection of epoxy resin and reinforcement, further the lay-up of carbon fabric, volumetric fraction and injection and curing parameters control. The composite assessment was done by acoustic microscopy inspection C-Scan. The damage tolerance study was done using impacted coupons with two energy levels, in accordance to ASTM D 7136M standard, and the residual compression resistance, in accordance to ASTM D 7137M standard, was evaluated in comparison with compression resistance in a composite without damage in accordance to ASTM D 6641M standard. Results show compressive resistance reduction about 50% and absorbed energy to 20 J and 30 J respectively, of 0,51 J/cm2 and 0,58 J/cm2 for the laminate 1 and 0,37 J/cm2 and 0,90 J/cm2 for the laminate 2 / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-25T17:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301079.pdf: 2153946 bytes, checksum: 58cb489646783a932f7ed533f416c2ac (MD5) / Os compósitos poliméricos, em especial polímeros reforçados com fibras vegetais, se comparados com outros materiais poliméricos ou mesmo metais, possuem baixa densidade e alta resistência específica, o que os torna adequados para serem utilizados principalmente nas indústrias automotiva, moveleira e de construção civil. Estes materiais também apresentam como vantagens baixo custo e sustentabilidade devido à utilização das fibras vegetais que são provenientes de fontes renováveis. Dentre as diversas plantas fibrosas que fornecem fibras vegetais aplicáveis em compósitos, a grande maioria pode ser cultivada no Brasil, podendo-se destacar os bambus. Além das inúmeras utilizações do bambu como material de construção e matéria prima industrial, é possível extrair suas fibras e utilizá-las como reforço em compósitos. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos de matriz epóxi ou poliuretano derivado do óleo de mamona com fibras de bambu através do processo de laminação manual seguido de moldagem por compressão. Laminados contínuos de bambu foram extraídos pelo processo de torneamento utilizando-se um dispositivo desenvolvido e construído em laboratório. As propriedades mecânicas dos compósitos foram avaliadas através dos ensaios de tração, flexão, impacto e análise dinâmico-mecânica. A microestrutura dos bambus, dos laminados e dos compósitos foi analisada por Microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura. Os compósitos obtidos neste trabalho apresentaram baixa densidade e excelentes propriedades mecânicas de tração, flexão e impacto. Suas propriedades específicas são quase cinco vezes à de um aço baixo carbono e comparáveis às propriedades de compósitos de fibras de vidro. Os compósitos obtidos possuem propriedades adequadas para serem utilizados em diversas aplicações tecnológicas, principalmente nos setores automotivo, moveleiro e de construção civil. / Polymer composites, especially vegetable fiber reinforced polymers, have low density and adequate specific strength to be used in the automotive, furniture and civil construction industries. These are low cost and sustainable materials produced with vegetable fibers which are renewable sources. Among the innumerous plants from which biofibers are produced, most of them can be grown and cultivated in Brazil especially the bamboos. Besides the utilization of bamboo as a construction material and industrial raw material, it is also possible to extract its fibers and use them as reinforcement in composites. Polymer matrix composites made from polyurethane or epoxy resin reinforced with bamboo veneers were developed in this work using the hand layup technique followed by compression molding. It was used a castor oil derived polyurethane resin which comes from renewable sources. Rotary cut continuous bamboo veneers were extracted through an especially designed apparatus which was developed and constructed in laboratory. The composites mechanical properties were evaluated by tensile, flexural and impact testing, as well as the dynamic-mechanical analysis. The bamboo microestructure was evaluated by optical and scanning electron microscopy. Composites obtained in this work presented low density and excellent tensile, flexural and impact strengths. Its specific properties were almost five times greater than low carbon steel and even comparable to fiber glass reinforced composites. The composites have adequate properties to be used in innumerous technological applications, especially in the automotive, furniture and construction sectors.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:48:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239442.pdf: 5382106 bytes, checksum: 8798dd468cb2d851bfcd836a557873ca (MD5) / Com a finalidade de diminuir o tempo de lançamento e o custo dos produtos de plástico injetados, cada vez mais a indústria de moldes vem buscando o emprego de técnicas e ferramentas para a fabricação de moldes-protótipos, dentre as quais se destacam os fabricados em resina epóxi por técnicas de prototipagem rápida. Apesar deste crescente interesse, pesquisas revelaram que uma das partes do molde mais sensível à falha é o ponto de injeção, cujo dimensionamento incorreto pode inviabilizar a produção da série de peças-protótipo devido à sua ruptura. Embora a literatura recomende o uso de sistemas CAE como uma ferramenta importante no processo de projeto de moldes-protótipos, não são encontradas diretrizes visando auxiliar o projetista no dimensionamento adequado dos pontos de injeção para moldes-protótipos. Neste trabalho, mediante o auxílio de sistemas CAE comerciais, desenvolvidos para simular o preenchimento em material termoplástico de cavidades de moldes de aço, foram realizados estudos comparativos entre resultados de simulações e resultados práticos de moldagem por injeção em moldes-protótipos fabricados em resina epóxi, para diferentes pontos de injeção de seção retangular. Durante a realização do trabalho, concluiu-se que para as simulações de preenchimento no Moldflow não é preciso arbitrar com precisão a temperatura dos moldes em resina; A seqüência de simulações do tipo FILL é suficiente para se obter os carregamentos que atuam sobre o ponto de injeção e que apesar do solver tipo NAVIER ser mais preciso, o solver FAST é cinco vezes mais rápido. Os resultados também mostraram que apesar das simulações em CAE não preverem as pressões a montante do ponto de injeção precisamente, elas foram capazes de apontar a região onde ocorreram as falhas dos pontos de injeção testados na prática, evidenciando a importância desta ferramenta no auxílio ao projeto de pontos de injeção em moldes-protótipos fabricados em resina epóxi.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334962.pdf: 2818496 bytes, checksum: 41b79c3754a1ed81014ec905533f893c (MD5) Previous issue date: 2015 / Neste trabalho foram preparados aditivos nanoestruturados de Montmorilonita-Polipirrol (MMT-PPy.DBSA) a partir da polimerização in situ do pirrol na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT-Na+) em solução aquosa com surfactante ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA), utilizando-se o cloreto de ferro (III) hexahidratado (FeCl3.6H2O), como agente oxidante. A estrutura e propriedades dos aditivos nanoestruturados de MMT-PPy.DBSA foram avaliadas a partir de diferentes técnicas de caracterização. O aditivo nanoestruturado de MMT-PPy.DBSA foi então incorporado em diferentes concentrações na resina epóxi para obtenção de revestimentos a partir da mistura física dos componentes utilizando tolueno como solvente. Com o intuito de realizar uma análise comparativa das propriedades físicas e eletroquímicas dos revestimentos obtidos foram também preparados compósitos de Epóxi/MMT, Epóxi/PPy.DBSA e Epóxi/MMT/PPy.DBSA a partir do mesmo procedimento usado na obtenção de Epóxi/MMT-PPy.DBSA. As propriedades e estrutura dos materiais obtidos foram avaliadas a partir da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), medidas de condutividade elétrica, análises dinâmico- mecânicas (DMA), análise superficial: ângulo de contato e rugosidade, ensaios eletroquímicos de corrosão como: potencial de circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica (PPD). O revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA 5%m apresentou menor rugosidade de superfície e maior ângulo de contato (86,7º) em comparação com a resina epóxi. Os resultados obtidos a partir dos ensaios eletroquímicos mostraram que o revestimento de resina Epóxi/MMT-PPy.DBSA contendo 5% em massa do aditivo condutor apresentou melhor proteção anticorrosiva em relação aos outros revestimentos, indicando formação de uma camada passivante na interface eletrodo/filme polimérico, inibindo os processos corrosivos na superfície do aço. Esses resultados demonstram o potencial uso do nanocompósito de resina epóxi contendo 5% em massa de MMT-PPy.DBSA como revestimento de proteção contra a corrosão do aço.<br> / Abstract : In this study nanostructured conductive filler comprised of Montmorillonite-Polypyrrole (MMT-PPy.DBSA) was prepared through in situ pyrrole (Py) polymerization in the presence of unmodified montmorillonite (MMT-Na+) in an aqueous solution containing dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA), using iron chloride (III) hexahydrate (FeCl3.6H2O) as oxidizing agent. The structure and properties of the conductive filler were evaluated through several characterization techniques. To obtain Epoxy resin/MMT-PPy.DBSA nanocomposites, the MMT-PPy.DBSA conductive filler was added in the Epoxy resin through mechanical mixture of MMT-PPy.DBSA and Epoxy resin using toluene as solvent. In order to realize a comparative study of physical and electromechanical properties of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA, other polymer systems, such as Epoxy/MMT, Epoxy/PPy.DBSA and Epoxy/MMT/PPy.DBSA were also prepared through the same procedure. The properties and structure of the obtained composites were evaluated through Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), electrical conductivity measurements, dynamic mechanical analysis (DMA), the contact angle analysis, surface roughness and electrochemical corrosion tests such as: open circuit potencial (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization (PDP). Epoxy/MMT-PPy.DBSA coating with 5wt.% of MMT-PPy.DBSA shows lower roughness and lower contact angle (86.7o) when compared to those found neat Epoxy resin. The obtained results through electrochemical tests have shown that Epoxy/MMT-PPy exhibited better corrosion protection than the other composite systems, indicating the formation of a passivation layer on the electrode/polymer film interface, inhibiting the corrosion process on steel surface. These results demonstrate the potential use of the Epoxy/MMT-PPy.DBSA 5wt.% as a corrosion protection coating for metal substrates.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:40:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Moldes protótipos obtidos por vazamento de resina epóxi (VRE) são ferramentas utilizadas durante o desenvolvimento de produtos plásticos injetados e possibilitam a avaliação do projeto do molde e da peça antes da fabricação da ferramenta definitiva, através da moldagem de uma série de protótipos funcionais. Entretanto, o tempo de ciclo e as temperaturas destes moldes durante o processo de injeção são maiores em relação aos moldes metálicos, devido à baixa condutividade térmica da resina do molde, e podem ser influenciados pelo desempenho do sistema de refrigeração. A literatura técnica fornece recomendações e métodos para o projeto do sistema de refrigeração de moldes metálicos de modo a auxiliar os projetistas nesta tarefa. Neste contexto, este trabalho buscou avaliar estas recomendações e métodos para o projeto do sistema de refrigeração aplicados a moldes VRE, com auxílio de software de simulação CAE, utilizando corpos de prova com geometrias diferentes. Os resultados obtidos mostram que os métodos fornecem valores de vazão do fluido de resfriamento e diâmetro dos canais de refrigeração, objetivando maior transferência de calor. Porém, o posicionamento dos canais mostrou grande influência na uniformidade de resfriamento da cavidade, temperaturas do molde e tempo de ciclo. Neste sentido, a relação de posicionamento (entre os canais de refrigeração e entre o circuito de refrigeração e a cavidade) descrita na literatura para moldes metálicos levou a melhores resultados em comparação à utilizada em moldes VRE, obtida de forma empírica. No entanto, a utilização de software CAE neste posicionamento em moldes VRE são fundamentais, principalmente em peças com geometria complexa. Além disso, a incorporação de canais conformados contribuiu para a redução das temperaturas e melhoria da uniformidade de resfriamento da cavidade. Nestes moldes, as maiores temperaturas resultaram em valores maiores de empenamento, correlacionados com o desequilíbrio de temperatura entre as partes do molde que formam a cavidade. Este trabalho evidenciou que as recomendações analisadas podem auxiliar positivamente no desempenho do sistema de refrigeração de moldes VRE sob alguns aspectos, em comparação a aplicação de métodos empíricos. Porém, este fato não dispensa a necessidade da utilização de um software de simulação CAE do processo de injeção para otimização interativa do circuito que compõe o sistema de refrigeração

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T00:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225202.pdf: 1740168 bytes, checksum: 82a6e74919d2b27fbf1a0285bd0e6616 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento da fadiga em materiais compostos laminados. O material composto foco do estudo é formado por resina epóxi reforçada por fibra de vidro dispostas em lâminas com as fibras orientadas a [0o/90o] e a [45o/ - 45o]. Duas abordagens do problema foram propostas, uma experimental e outra numérica. A parte experimental avalia a fadiga em corpos de prova que foram ensaiados numa máquina de fadiga por flexão, sendo levantadas curvas de esforços pelo número de ciclos de vida do material. Os corpos de prova foram fabricados utilizando o processo de moldagem a vácuo em molde aberto. Técnicas de extensometria foram aplicadas na aquisição dos dados experimentais. Na parte numérica foi aplicado um modelo de dano que avalia o comportamento da fadiga em materiais compostos. Este modelo consiste de uma lei de evolução do dano que utiliza as tensões que a peça está submetida pelos carregamentos cíclicos aplicados. As tensões foram obtidas de um modelo de elementos finitos para placas de materiais ortotrópicos laminados. Foi utilizado um elemento quártico de 25 nós, para de obter-se boa precisão na tensões com um custo computacional não muito elevado. O modelo está implementado em uma rotina de cálculo no Software MATLAB. Os resultado obtidos na análise numérica foram confrontados com os dados experimentais dos ensaios e com dados da literatura.