As imposições de mercado, domínio e transferência de tecnologias específicas sempre foram barreiras impostas por países desenvolvidos, especialmente, as aplicações exclusivas na obtenção de materiais avançados para uso restrito do setor espacial e militar. Esses obstáculos têm suscitado desafios e despertado o interesse nacional em desenvolver novos materiais, pesquisar métodos e processos para servir outros desenvolvimentos. Dentre esses, os compósitos que atendem o Programa Nacional de Atividades Espaciais, especificamente, os que proporcionam o desenvolvimento de novos processos de fabricação de compósitos carbono/carbono, são considerados de maior interesse. O presente estudo versa sobre a aplicação do processo de densificação rápida CLVI (Chemical Liquid Vapor Infiltration) para a fabricação dos Compósitos Reforçados com Fibra de Carbono (CRFC). Por ser material nobre de aplicação aeroespacial, obtido pelo processo de densificação rápida (CLVI), patenteado em 1984, há poucas publicações e informações na literatura mostrando sua viabilidade. Como inovação foram utilizados precursores não tradicionais de carbono para a fabricação dos CRFC, tais como: o etanol e o óleo de soja, para formar a matriz de pirocarbono. A adoção de precursores de origem vegetal garantem uma drástica redução dos impactos ambientais causados pela produção de carbono/carbono e utiliza de recursos renováveis disponíveis na agricultura nacional. Os pirocarbonos produzidos com o óleo de soja, etanol e hexano foram processados nas temperaturas de 900C, 1000C, 1100C e 1200C. As amostras de carbono obtidas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica, difração de raio-X e espectroscopia Raman. Os resultados mostraram as vantagens e desvantagens na aplicação do processo CLVI e os detalhes da caracterização correta das microestruturas produzidas, especificamente para os CRFC produzidos.

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientadora: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Geraldo Maurício Cândido / Banca: Antônio Carlos Ancelotti Júnior / Resumo: O grau de cristalinidade de termoplásticos semicristalinos desempenha um papel importante na determinação das propriedades finais de materiais compósitos estruturais, por exemplo: tenacidade e rigidez, e de suas resistências às intempéries climáticas. O principal objetivo deste trabalho é estudar a influência do grau de cristalinidade em compósitos de FC/PEEK e FC/PPS, processados por moldagem por compressão a quente com três diferentes taxas de resfriamento. Neste estudo, a morfologia e as propriedades térmicas e mecânicas dos laminados processados foram analisadas e comparadas. Assim como, as suas resistências à umidade, salinidade e radiação ultravioleta. Os resultados apresentaram um aumento na resistência mecânica dos compósitos processados com menores taxas de resfriamento. Evidências de melhora na interface fibra/matriz e nucleação de cristalitos na superfície da fibra também foram identificadas. Os compósitos com maior grau de cristalinidade apresentaram maior resistência à umidade e à salinidade. No entanto, aqueles com menor grau de cristalinidade apresentaram maior resistência aos efeitos da radiação ultravioleta / Abstract: The crystallization degree of semi-crystalline thermoplastics plays an important role in determining the final properties of structural composite materials, e.g. toughness and stiffness, and their weather resistance. The main purpose of this work is to study different induced crystallinity degrees in CF/PEEK and CF/PPS composites processed by hot compression molding at three different cooling rates. In this study, the morphology, thermal and mechanical properties of the processed laminates were investigated and compared. As well as their resistance to humididy, salinity and ultraviolet radiation. The results showed an increase in mechanical strength for the composites processed with lower cooling rates. Evidences of fiber/matrix interface improvement and crystallites nucleation on the fiber surface were also identified. The composites with higher crystalline degree showed to be more resistant to humidity and salinity. However, those with lower crystalline degree were more resistant to the effects of the ultraviolet radiation / Doutor

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-03T15:19:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_InfluenciaResiduoFlotacao.pdf: 4163390 bytes, checksum: 0c751b328cf24f6ab2159fcf67cb11b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-17T17:42:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_InfluenciaResiduoFlotacao.pdf: 4163390 bytes, checksum: 0c751b328cf24f6ab2159fcf67cb11b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T17:42:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_InfluenciaResiduoFlotacao.pdf: 4163390 bytes, checksum: 0c751b328cf24f6ab2159fcf67cb11b6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / A crescente preocupação ambiental tem impulsionado o desenvolvimento de materiais alternativos provenientes de recursos renováveis. As fibras vegetais vêm sendo utilizadas em diversos setores econômicos em substituição às fibras sintéticas. As fibras vegetais oferecem vantagens como baixo custo, não são tóxicas e baixa densidade. Partículas rígidas, adicionadas aos polímeros aumentam o módulo de elasticidade, aumentam a condutividade térmica do compósito assim como podem aumentar a tenacidade. Este trabalho possui como objetivos a análise mecânica (tração, flexão e impacto), física (massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água), análise de retardância de chama (ensaio de flamabilidade) e morfológica (microscopia eletrônica de varredura) da matriz plena, do compósito polimérico reforçado com resíduo de flotação do minério de cobre, do compósito polimérico reforçado com fibras de bananeira e do compósito polimérico híbrido com reforço de fibras de bananeira e resíduo de cobre. A fabricação dos compósitos foi realizada pelo processo manual (hand lay-up), à temperatura ambiente, com pressão e utilizando um molde metálico padronizado. Foram fabricados 10 corpos-de-prova para cada fração e para a matriz polimérica plena. Os compósitos poliméricos foram fabricados seguindo as suas frações mássicas: as fibras variando em 1%, 2% e 3%, o resíduo de cobre variando em 10%, 20%, 30% e 40%, e o compósito híbrido com 1% e 2% de fibra com adição de 10% e 20% de resíduo de cobre. A adição da partícula do resíduo aumentou significativamente o valor da massa específica aparente do compósito, em contrapartida ocasionou a diminuição dos valores de porosidade aparente e absorção de água. Para os ensaios de tração o compósito que melhor apresentou resultado significativo foi o reforçado com 1% de fibra de bananeira com 38,50 MPa. Os compósitos poliméricos reforçados com 2% de fibra de bananeira, reforçados com 40% de resíduo de cobre, e o compósito híbrido com 2% de fibra e 20% de resíduo de cobre apresentaram os melhores resultados de tensão máxima à flexão com 156,03 MPa, 153,21 MPa e 198,16 MPa, respectivamente. Já para os ensaios de impacto, o compósito que obteve os melhores resultados entre as amostras ensaiadas foi o compósito híbrido com fração 2% de fibra e 20% de resíduo com 21,26 kJ/m². Os compósitos não foram classificados como materiais retardantes de chama, apesar de todos obterem classificação HB, eles não se adequaram dentro da classificação de acordo com a norma UL 94. As propriedades mecânicas foram avaliadas a partir dos ensaios realizados e as superfícies fraturadas foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, na qual os mecanismos de falhas predominantes nos compósitos que apresentaram melhores resultados foi o rompimento das fibras e para as frações de 30% e 40% houve uma melhor dispersão das partículas dentro da matriz possibilitando a melhoria de suas propriedades. / Growing environmental concern has driven the development of alternative materials from renewable resources. The vegetable fibers have been used in various economic sectors to replace synthetic fibers. Vegetable fibers offer advantages such as low cost, are not toxic and low density. Hard particles are added the polymer to increase the modulus, increase the thermal conductivity of the composite as well as can increase toughness. This work has as objectives the mechanical analysis (tensile, flexural and impact), physical analysis (apparent density, porosity and water absorption), flame retardance analysis (flammability test) and morphological electron microscopy (scan) of the pure matrix, reinforced polymeric composite with flotation residue of copper ore, the polymeric composite reinforced with banana fibers and the hybrid polymeric composite reinforcement banana fibers and residue copper. The manufacture of the composites was performed by the manual process (hand lay-up) at room temperature, under pressure and using a standard metal mold. 10 specimens of the test piece for each fraction and the pure polymer matrix were manufactured. The polymer composites were manufactured by following its mass fractions: the fibers vary by 1%, 2% and 3%, the copper residue ranging in 10%, 20%, 30% and 40%, and the hybrid composite with 1% and 2% fiber with addition of 10% and 20% copper residue. The addition of the residue particles significantly increased the value of apparent density of the composite, in turn caused the decrease of the apparent porosity and water absorption. For the tensile tests the compound showed a significant better result was reinforced with 1% banana fiber with 38,50 MPa. Polymeric composites reinforced with 2% banana fiber, reinforced with 40% copper residue, and the hybrid composite with 2% fiber and 20% copper residue showed the best maximum flexural strain results with 156,03 MPa, 153,21 MPa and 198,16 MPa, respectively. And for the impact test, the composite that obtained the best results among the samples tested was the hybrid composite with 2% banana fiber and 20% copper residue with 21,26 kJ/m². The composites were not classified as flame retardant material, despite all they HB rating, they did not fit within the classification according to UL 94. The mechanical properties were evaluated from the tests carried out and the fractured surfaces were examined by scanning electron microscopy, in which the predominant mechanisms of failure in the composites that presented the best results were breaking of the fibers and for the fractions of 30% and 40% there was a better dispersion of the particles inside the matrix allowing the improvement of its properties.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciências da Engenharia, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Compósitos de matriz cerâmica têm sido desenvolvidos nas últimas décadas como um meio eficiente de melhoramento da tenacidade à fratura de materiais cerâmicos. Neste cenário, os compósitos cerâmicos multicamada se destacam por seu relativo baixo custo e facilidade de obtenção. Estes compósitos são confeccionados com camadas alternadas de dois materiais cerâmicos, gerando interfaces fracas ou fortes, e têm como mecanismo de tenacificação o desvio de trajetória de trincas em propagação camada após camada no compósito, gerando fratura por etapas. No presente trabalho, foram estudadas composições a base de alumina e de vitrocerâmico LZSA para compor as camadas a fim de obter compósito multicamada com interfaces fortes. Assim, foi esperado obter tensões residuais compressivas nas camadas finas a base de LZSA intercaladas às camadas a base de Al2O3, sob leve tensão residual de tração. As composições foram definidas por planejamento experimental fatorial, gerando corpos de prova por prensagem os quais foram sinterizadas e caracterizados quanto ao coeficiente de expansão térmica e módulo de elasticidade. Estas caracterizações levaram à seleção de três composições (percentuais em massa) a base de alumina (CA1: 100% Al2O3; CA2: 90% Al2O3 e 10% ZrO2; CA-PC: 90% Al2O3, 5% ZrO2 e 5% SiCwhiskers) e três composições a base de frita LZSA (CF6: 70% LZSA, 10% Al2O3 e 20% SiCwhiskers; CF8: 50% LZSA, 10% Al2O3, 20% TiO2 e 20% SiCwhiskers). Estas composições estavam, teoricamente, hábeis a gerar tensões residuais de compressão nas camadas a base de LZSA (até -32,35 MPa) e de tração nas camadas a base de Al2O3 (mínimo de 0,27 MPa). Técnica de colagem de folha cerâmica foi empregada para produzir folhas das composições selecionadas, utilizando quantidades de ligantes e plastificantes indicadas na literatura. Percentual de dispersante (poliacrilato de amônia) foi determinada através de ensaio de tempo de escoamento, chegando à quantidade de 0,5% (em massa) do dispersante para as suspensões das composições de alumina e 1,0% para as suspensões das composições de frita LZSA. As folhas foram então preparadas, com aplicação manual, utilizando um binil. Foram obtidas folhas cerâmicas homogêneas, flexíveis e com resistência a verde suficiente para o manuseio. A espessura das folhas das composições de alumina variou de 130 a 210 μm e as folhas das composições de frita LZSA entre 180 e 230 μm.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2363.pdf: 4621991 bytes, checksum: cf97669618fa440fc400bb0445857032 (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, we investigated strategies to obtain polyurethanebased molecular composites containing metal oxide nanoparticles chemically attached to polyurethane polymeric chain. In Strategy 1, nanoparticles functionalized with OH organic groups were added in a typical reaction to obtain thermoplastic polyurethane. The obtained materials were transparent, presented brown-color and typical characteristics of thermoplastic polymers. The results revealed that the addition of functionalized nanoparticles plays an important role in the chain growth process, suggesting that nanoparticles OH organic groups are consumed during the polymerization process, forming a primary bond between the material components. However, it was not possible to identify that primary bond by the characterization methods used in this work. On the other hand, in the Strategy 2, efforts were spent on the development of methods to obtain functional organic molecules constituted by linear chains with silane groups in both ends (called here as connecting agents). The connecting agents were used as nanobuilding blocks in a condensation reaction with metal oxide nanoparticles in order to obtain a linear hybrid chain with alternated organic and inorganic blocks. Despite it was not possible obtain linear hybrid chain molecular composite, the results contributed to a better comprehension of the mechanism involved in that method, suggesting that the use small nanoparticles (< 10 nm) and large organic molecules (molar mass between 10.000 e 50.000 g/mol) is necessary to synthesize the linear hybrid chain. Furthermore, bifunctional nanoparticles must be used to avoid the formation of a tridimensional network by cross-linking processes. / Neste trabalho, investigaram-se estratégias para a obtenção de compósitos moleculares derivados de poliuretanas contendo nanopartículas de óxidos metálicos ligadas quimicamente às cadeias poliméricas. Na Estratégia 1, nanopartículas funcionalizadas com grupos orgânicos OH foram adicionadas em uma reação de obtenção de uma poliuretana termoplástica (método da polimerização in situ ). Obtiveram-se materiais transparentes, de cor marrom e com características de polímeros termoplásticos. Os resultados mostraram que a adição das nanopartículas funcionalizadas desempenha um papel importante no processo de crescimento da cadeia polimérica, sugerindo que os grupos OH das nanopartículas sejam consumidos durante a reação, formando uma ligação primária entre os componentes do material. Entretanto, não foi possível identificar a formação desta ligação através dos métodos analíticos utilizados. Já na Estratégia 2, esforços foram realizados no desenvolvimento de métodos para a obtenção de moléculas orgânicas funcionais constituída por cadeias lineares com grupos silano em ambas extremidades (chamadas aqui de agentes de conexão). Os agentes de conexão foram utilizados com nanoblocos de construção numa reação de condensação com nanopartículas de óxido metálico para a obtenção de cadeias híbridas lineares com blocos orgânicos e inorgânicos alternados. Apesar de não ter sido possível a obtenção do compósito molecular com cadeia híbrida linear, os resultados contribuíram para uma melhor compreensão do mecanismo envolvido nesta reação, sugerindo que a utilização de nanopartículas pequenas (< 10 nm) e moléculas orgânicas grandes (com massa molar entre 10.000 50.000 g/mol) são necessárias para obtenção da cadeia híbrida linear. Além disso, nanopartículas bifuncionais devem ser usadas para evitar a formação de uma rede tridimensional através da formação de ligações inter-cruzadas.

Submitted by LUIS FELIPE DE PAULA SANTOS null (luiss9406@gmail.com) on 2018-04-07T14:17:57Z No. of bitstreams: 1 Luis_dissertação_vfinal.pdf: 2915392 bytes, checksum: 7d6ba891adc68c5a6d0ae35e884f554e (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-09T13:53:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_lfp_me_guara.pdf: 2915392 bytes, checksum: 7d6ba891adc68c5a6d0ae35e884f554e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T13:53:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_lfp_me_guara.pdf: 2915392 bytes, checksum: 7d6ba891adc68c5a6d0ae35e884f554e (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os avanços tecnológicos na área dos compósitos poliméricos criaram novas oportunidades para estruturas de alto desempenho e com baixo peso, favorecendo o desenvolvimento de sistemas estratégicos em diversos setores, principalmente o aeronáutico. Dentro deste contexto os compósitos poliméricos nanoestruturados encontram-se em uma posição vantajosa em relação a outros materiais, pois seus constituintes podem agregar melhorias nos desempenhos mecânico, térmico e elétrico. Neste trabalho, compósitos nanoestruturados de poli(éter-imida) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (PEI/MWCNT) foram obtidos a partir da técnica de mistura em solução. Posteriormente, foi realizada a consolidação do compósito nanoestruturado reforçado com fibra de carbono (PEI/MWCNT/FC) via moldagem por compressão a quente. A partir das análises térmicas de termogravimetria (TGA) e dinâmico-mecânica (DMA) realizadas no compósito PEI/MWCNT, verificou-se uma melhoria na resistência térmica e nas propriedades viscoelásticas do material. Além disso, as melhorias nas propriedades físicas ocasionadas pela adição de MWCNT a matriz polimérica, influenciaram positivamente na qualidade de processamento dos laminados. Após os ensaios de ILSS e CST observou-se que a adição do nanoreforço gerou um incremento de 16% e 58%, respectivamente, sugerindo uma melhoria na adesão interfacial do compósito. O comportamento em tração não sofreu influência significativa a partir da adição de MWCNT, levando apenas uma melhoria de 5% na resistência a tração e 2% no módulo de elasticidade do material. A adição de MWCNT não influenciou significativamente a resistência a fadiga dos laminados quando analisada em temperatura ambiente e em temperatura elevada, sendo possível observar uma pequena redução nas mesmas. Por outro lado, quando submetido a temperatura sub-ambiente, a adição favoreceu e gerou uma melhoria na resistência a fadiga dos materiais. Por fim, após as análises fractográficas observou-se macroscopicamente que o material PEI/MWCNT/FC possui um aspecto mais dúctil da fratura e microscopicamente há diferenças nos aspectos da fratura do material quando comparado ao laminado PEI/FC / Technological advances in polymer composites area have been created new opportunities for high-performance and lightweight structures, promoting the development of strategic systems in several sectors of industry, especially on the aerospace field. In this context, the nanostructured polymer composites are in an advantageous position compared to other materials, since its constituents may add improvements in mechanical, thermal and electrical performance. In this work, PEI/MWCNT nanostructured composites were obtained from solution mixing technique. Subsequently, the consolidation of the composite reinforced with carbon fiber, was performed by hot compression molding. TGA and DMA analyzes performed on PEI/MWCNT composite film revealed that there was an improvement in the thermal resistance and the viscoelastic properties of the material. In addition, the enhancement in physical properties due to the incorporation of MWCNT in polymer matrix had a positive role in the quality of the laminates. After ILSS and CST tests, it was observed that the addition of the nanofiller led to an increment of 16% and 58%, respectively, suggesting an improvement in the interfacial adhesion of the composite. The tensile behavior did not present a significant influence from the addition of MWCNT, leading to only a 5% improvement in tensile strength and 2% in the modulus of elasticity of the material. The addition of MWCNT did not significantly influence the fatigue strength of the laminates when analyzed at room and high temperature, being possible to observe a small reduction in these temperatures. On the other hand, when performed at sub-ambient temperature, the incorporation of the nanofiller led to an improvement in the fatigue resistance of the materials. Finally, after the fractographic analysis it was observed macroscopically that the PEI/MWCNT/FC composite has a more ductile aspect of the fracture and microscopically there are differences in the fracture aspects of the material when compared to the PEI/FC laminate / 2016/12810-5 / 2017/09344-5 / Demanda Social

A reconstrução tridimensional de superfícies de fratura de materiais compósitos do tipo CFRP é apresentada neste trabalho como um método possível para análise fractográfica desse material, cuja superfície de fratura pode apresentar uma rugosidade acentuada, com grande variação em altura. Dois métodos são apresentados para esse propósito: a reconstrução por foco variável, realizada com imagens de microscopia óptica e a reconstrução por paralaxe, realizada com par de imagens estéreo, obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Uma avaliação é realizada para cada um dos dois métodos, discutindo seus limites e a eficiência de cada um deles, perante as dificuldades de análise de materiais compósitos unidirecionais e multidirecionais. O método de foco variável apresentou um excelente resultado de reconstrução, mas tem a necessidade de um número grande de imagens, tempo de dedicação do instrumento e limite de ampliação das imagens como fatores a serem considerados na escolha de melhor método. As inclinações da amostra, durante o método da paralaxe, revelam alterações nos histogramas das imagens adquiridas no sentido horário que limitam o uso do método para materiais com alta rugosidade. A obtenção de imagens em um único sentido e a construção de uma região de interesse, posicionada no centro da imagem são sugestões para tornar o método mais abrangente. A linearidade das projeções de características na imagem inclinada também sugere a possibilidade de realizar a reconstrução utilizando, em vez de apenas duas, múltiplas imagens obtidas no sentido anti-horário. As alterações propostas para modificar a rotina, são sugeridas para que o programa possa ser aplicado de forma mais abrangente, independente da qualidade da superfície de fratura observada. / The three-dimensional reconstruction of fracture surfaces of CFRP type composite materials is presented in this work as a possible method for the fractographic analysis of this material, whose rupture surface can present an accentuated roughness, with great variation in height. Two methods are presented for this purpose: the reconstruction for variable focus, carried through with images of optic microscopy and the reconstruction for parallax, carried through with pair of stereo images, obtained by means of scanning electronic microscopy. An evaluation is carried through for each one of the two methods, having argued its limits and the efficiency of each one of them, before the difficulties of analysis of unidirectional and multidirectional composite materials. The method of variable focus presented an excellent reconstruction result, but it has the need of a great number of images, spent time of the instrument and magnifying limit of the images as factors to be considered in the choice of better method. The tilting of the specimen, during the parallax method, discloses alterations in the histograms of the images acquired in the clockwise direction that limit the use of the method for materials with high roughness. The acquiring of images in only one direction and the construction of a region of interest, located in the center of the image are suggestions to turn the method most including. The linearity of the projections of features in the inclined image also suggests the possibility to carry through the reconstruction using, instead of only two, multiple images gotten in the counter-clockwise direction. The alterations proposals to modify the routine, are suggested so that the program can be applied in a more comprehensive form, independent of the quality of the observed fracture surface.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver matrizes epoxídicas e estudar os parâmetros de processo de cura para fabricação de compósitos poliméricos curados por feixe de elétrons. A fabricação de compósitos poliméricos estruturais pelo processo térmico necessita de um ciclo de cura de algumas horas e elevada temperatura, implicando num alto custo de produção. A tecnologia de cura por feixe de elétrons permite curar matrizes epoxídicas em poucos minutos à temperatura ambiente e proporcionar temperaturas de transição vítrea superiores às obtidas pelos sistemas curados pelo processo térmico. Neste trabalho foi utilizada uma resina epoxídica do tipo éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) e o hexafluoroantimonato de diariliodônio como iniciador catiônico. O tempo do ciclo de cura do compósito polimérico obtido por feixe de elétrons foi de 40 minutos até completar uma dose total aproximada de 200kGy. O grau de cura e a temperatura de transição vítrea foram avaliados por técnicas de análise térmica. A temperatura de transição vítrea determinada por meio da técnica de termodinâmico-mecânica (DMTA) foi de 167ºC (tan ) e o grau cura de 96% obtido pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). A mesma resina epoxídica curada pelo processo térmico por um período de 16 horas, com um endurecedor à base de anidrido, atingiu uma temperatura de transição vítrea de 125ºC (tan ). / The aim of this work was to develop epoxies matrices and study of process parameters on electron beam curing of polymeric composites. The production of advanced polymeric composites cured by thermal process needs a cure cycle of quite a few hours as well as high temperatures which result in high production costs. The electron beam curing technology makes possible to cure epoxy matrices in a few minutes at room temperature and it results in glass transition temperatures which are far better than those obtained with systems cured by thermal process. In this work an epoxy resin of the diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) type was used, as well as, a diaryliodonium hexafluoroantimonate as the cationic initiator. The cure cycle time for the electron beam curing polymeric composite was 40 minutes to complete an approximated total dose of 200kGy. The degree of cure and the glass transition temperature were determined by thermal analysis techniques. The glass transition temperature was determined by a dynamic mechanical analyzer (DMTA) and was 167ºC (tan ) and the degree of cure was 96%, which was determined by differential scanning calorimetry technique (DSC). The same epoxy resin with an anhydride curing agent, took 16 hours when cured by thermal process and its glass transition temperature was 125ºC (tan ).

Orientador: Nivaldo Lemos Coppini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_FranciscoRomeo_D.pdf: 4084610 bytes, checksum: 81ef4e100b6b8932d54977aa580c82cb (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O objetivo deste trabalho é caracterizar o material composto PRFC (Polímero Reforçado com Fibras de Carbono) em relação ao seu comportamento durante o processo de fresamento cilíndrico tangencial simétrico. Foi usado um método experimental. Uma fresa com oito milímetros de diâmetro e com seis arestas de corte de metal duro ISO K10 foi usada para usinagem placas (PRFC) com 4 mm de espessura. Todo o limite da máquina foi explorado em termos de velocidade de corte que variou entre de 100 em 100 m/min na faixa de 100 a 600 m/min. A profundidade de usinagem (espessura da chapa) foi de 4 mm. Dois avanços por dente da fresa foram utilizados em parte das experiências nos valores de 0,075 e 0,1 mm/rot. Este trabalho se justifica pelo fato de que a utilização de materiais compósitos tem crescido substancialmente e os seus métodos de produção se tornaram mais populares. Estes materiais vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações das mais diversas áreas industriais, tais como: aeroespacial, aviação comercial, indústria naval, automobilística, indústrias de máquinas ferramentas e equipamentos desportivos. Os materiais compósitos (PRFC) são importantes materiais de componentes estruturais, devido às suas propriedades de alta resistência, elevada rigidez, elevado grau de amortecimento, baixa expansão térmica e boa estabilidade dimensional. Entretanto, devido à sua anisotropia, este material pode apresentar problemas durante a usinagem. Pode ocorrer ruptura de fibra, trincas, descolamento fibra, degradação térmica e delaminação. Os resultados obtidos mostraram que o mecanismo de desgaste ocorreu principal seguido por aderência cuja influência foi desprezível. Os valores dos coeficientes de vida de Taylor permitiram verificar que o material compósito é fácil de fresar. Os resultados das forças e potências de corte, instantâneas e médias também mostram ser um material fácil de cortar, principalmente quando comparado com um ferro fundido de baixa resistência. Os desgastes apresentaram comportamento não convencional e este fato foi evidenciado após a comparação feita com resultados obtidos para os mesmos tipos de materiais compósito disponíveis na literatura. Não foi observada a presença de delaminação ou qualquer tipo de dano, pois, foi observada uma boa rugosidade da superfície fresada / Abstract: The purpose of this work is to characterize the composite Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) with respect to its behavior during symmetric cylindrical milling process. It was used an experimental method. Eight millimeters milling cutter diameter with six cutting edge of cemented carbide ISO K10 was used to mill (CFRP) plates with 4 mm thick. The entire Machine limit was explored in terms of cutting speed from 100 to 600 m/min, 100 by 100 m/min steps. Other parameters were depth of cut 4 mm (plate width), feed rate per tooth 0,075 and 0,1 mm/rot. The focus of the present work is justified by the fact that the use of composite materials has been growing substantially and their manufacturing methods have become more popular and they are now being increasingly used in industrial applications such as aerospace, commercial aircrafts, ships, automobiles, machine tool and sports equipments. Composite materials such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are important materials for structural components owing to their excellent properties such as high specific strength, high specific stiffness, high damping, low thermal expansion and good dimensional stability. However, due to its anisotropy, (CFRP) poses problems in machining such as fiber breakage, matrix cracking, fiber/matrix debonding, fiber pullout, thermal degradation, and delamination. The results showed that the main wear mechanism was abrasion followed by attrition that showed to be absolutely not important. The Taylor¿s tool life coefficients showed that to cut the composite material was very easy. Instantaneous and medium cutting power and cutting forces determined during the tests showed that the composite material is easier to cut when compared, for instance, with a low resistance casting iron. The wear evolution showed not conventional behavior and this fact was evidenced after comparison made with similar results from the literature. It was not observed delamination or any kind of damage and it was observed a good surface roughness / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica