Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-14T14:48:30Z No. of bitstreams: 1 JEANE FERREIRA JERÔNIMO - TESE PPGEA 2012..pdf: 42693746 bytes, checksum: c91e8aa096fd962343ca9b15139df5dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-14T14:48:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEANE FERREIRA JERÔNIMO - TESE PPGEA 2012..pdf: 42693746 bytes, checksum: c91e8aa096fd962343ca9b15139df5dd (MD5) Previous issue date: 2012-02 / Na busca de melhorias nos atuais níveis de produtividade e na redução nos custos de produção do algodoeiro no Brasil, novas tecnologias vêm sendo incorporadas ao sistema de produção, visando oferecer alternativa de verticalização da produção através do seu beneficiamento, com equipamentos compactos e itinerantes, possibilitando entre os produtores ou associações a agregação de valor à sua produção. Nesta linha de investigação objetivou-se com o presente trabalho desenvolver um conjunto composto por descaroçador, prensa enfardadeira e reboque, que atenda aos cotonicultores da agricultura familiar. O descaroçador compõe-se de: limpador com alimentação manual, cilindro de serras, cilindro de escovas, condensador e rolo; a prensa enfardadeira: chapa (masseira), cilindros hidráulicos, bomba hidráulica, válvula de controle de acionamento, dispositivos de filtragem do óleo hidráulico e manómetro; e o reboque: chassi de cantoneiras em U quatro rodas de aro 13, pontas de eixo, dois feixes de cinco molas, lastro em chapa de ferro e freio próprio. O conjunto desenvolvido foi avaliado e validado em laboratório e em campo por cotonicultores de associações ligados à agricultura familiar considerando as principais características: tecnologias da fibra e as físicas e fisiológicas da semente. Para o descaroçador estudou-se rotações, cultivares, tipos de serras e processos de limpeza; para a prensa enfardadeira foi avaliado o número de prensagem e sua capacidade para formação de um fardo; enquanto para o reboque foi considerado o coeficiente de segurança do dimensionamento do eixo e do chassi. Com base nos resultados, o conjunto descaroçador, prensa enfardadeira e reboque atendeu plenamente com a eficiência requerida pela indústria têxtil, os objetivos propostos comprovaram que as características tecnológicas da fibra do algodão beneficiado se mantiveram dentro dos padrões estabelecidos pelas normas de classificação da indústria têxtil por não danificar a qualidade das sementes; na avaliação e validação do conjunto pelos agricultores composto de 15 itens, em que se considera rendimento do descaroçador, o peso do fardo recebeu o conceito "muito bom" dos cotonicultores da agricultura familiar. / In the search of improvements in current yield rates and simultaneous costs reduction for cotton production in Brazil, new Technologies have been incorporated into the production system, to offer an alternative to vertical integration of production through their processing, with compact and mobile ginning equipment, allowing producers and associations add value to their production. In this way of research, the present work aimed to develop a machine composed by gin, press baler and tow, which concerns the familiar cotton growers. The gin machine consists of a manual feeder cleaner, saws cylinder, brushes cylinder, condenser and coil. The baler press consists of veneer, hydraulic cylinders, hydraulic pump, control valve actuation, filtering devices for hydraulic oil and manometer: and the tow composed by chassis of U corner, 13" wheels, axis cusp, two bundles with five coil springs, iron ballast and self brake. The hole set has been evaluated and validated in field and by cotton growers of family farming associations considering the main characteristics of: fiber technology and physical and physiological of seed. For the ginning was studied the rotations, cultivars, saws types and cleaning processes; for the baler press was evaluated the number of presses and the capacity for forming a bale; while to the tow was considerate the safety factor of the axis and chassis scaling. Based on the results, the set of gin, baler and tow fully complied with the efficiency required by textile industry. The proposed goals proved that the technological characteristics of the cotton fiber benefited remained within the standards established by classification norm for the textile industry to not damage the quality of seeds. During the evaluation and validation made by farmers, composed by 15 items, considering efficiency of gin and the bale weight, this machine received the concept "very good" of the family cotton growers.

Quando o concreto é submetido a ações especiais, como cargas cíclicas ou ação de cargas de impacto, modificações em sua composição são necessárias, já que o concreto não apresenta desempenho satisfatório à tração, o que compromete o seu comportamento frente à ação de cargas dinâmicas. Uma alternativa para amenizar esta deficiência consiste em adicionar fibras ao concreto. Estas atuam como reforços à tração, transformando a matriz cimentícia, tipicamente frágil, em um material que apresenta boa resistência residual após a fissuração. Buscando colaborar na avaliação da eficiência de diferentes tipos de fibras, o presente trabalho analisa o comportamento de concretos com fibras de aço, submetidos ao impacto, avaliando a influência do fator de forma, do comprimento e do teor de fibras, assim como do tamanho do agregado. São ainda analisados os efeitos da incorporação de fibras na resistência à compressão, na resistência à tração por compressão diametral, no módulo de elasticidade e na tenacidade dos compósitos. Adicionalmente, é executada uma comparação entre os resultados experimentais e os derivados de um esquema de modelagem da situação de impacto através do uso do método de elementos discretos. Buscou-se, através da modelagem teórica, executar um mapeamento dos danos, provocados por cargas de impacto incrementais, ao longo do tempo, bem como determinar as energias necessárias para levar as placas até a ruptura. Os resultados indicam que a incorporação de fibras de aço não consegue retardar o aparecimento da primeira fissura, mas aumenta significativamente a tenacidade dos compósitos. Fibras mais longas e com maior fator de forma tendem a ser mais eficientes, desde que se supere um teor de fibras mínimo, que neste trabalho ficou em torno de 100.000 fibras/m3, para fibras longas (50-60 mm) e de 400.000 fibras/m3, para fibras curtas, cuja ancoragem é menos eficiente. O método de teste de impacto por queda de esfera se mostrou adequado e sensível, porém o esquema de modelagem numérica testado necessita ser refinado para permitir uma adequada simulação do comportamento de concretos com fibras. / When submitted to special loading patterns, derived from dynamical actions such as cyclic or impact loads, concrete elements need to be reinforced, in order to resist the tensile stresses. A feasible alternative, in such cases, is to incorporate fibers in the concrete matrix. The fibers act as a tensile reinforcement, transforming the fragile cement matrix into a composite with significant post-cracking residual strength. In order to contribute with the data collection about the efficiency of different fiber types, the present research work presents an analysis of the behavior of steel fiber reinforced concretes subjected to impact loads. The work investigates the influences of changes in the shape factor, length and amount of fibers. The effects of these combinations on other basic properties of the composites, such as compression strength, split cylinder tensile strength, Young’s modulus and tenacity is also measured. Additionally, a comparison is made between the experimental results from the impact tests and the estimates obtained from a theoretical model that uses the discrete element method (DEM). This theoretical approach aimed to determine if the model was able to simulate the damage evolution over time generated by the increasing impacts loads, as well as to determine the total energy necessary to crack and break the specimens. The results obtained pointed out that the introduction of steel fibers does not affect the energy for the first crack but increases significantly the tenacity of the composite. Longer fibers, with greater shape factors, tend to be more efficient, provided that the fiber content is sufficiently high. The minimum recommended fiber content, according to the data from this research, may be around 100.000 fibers/m3, for longer fibers (50-60 mm). Or around 400.000 fibers/m3, for shorter fibers, which are not so efficient in terms of anchorage. The impact test method developed was considered adequate, being sensitive to the phenomenon and providing reliable data. The DEM model, however, needs to be refined to be able to deal with fiber concrete composites.

Quando o concreto é submetido a carregamentos especiais, como cargas cíclicas ou ação de cargas de impacto, modificações em sua composição são necessárias. Uma vez que o material não apresenta desempenho satisfatório à tração, seu comportamento frente a este tipo de carregamento acaba seriamente comprometido. Uma alternativa para amenizar esta deficiência consiste em adicionar fibras de aço ao concreto. Ao adicionar estes elementos à matriz cimentícia, promove-se meios de transferência de tensões através das fissuras, aumentando a tenacidade do material, proporcionando mecanismos de absorção, relacionados com o desligamento e o arrancamento de fibras. Um número significativo de trabalhos experimentais envolvendo os mais diversos tipos de elementos estruturais reforçados com fibras de aço está disponível, havendo, no entanto, uma forte carência sob o ponto de vista de simulações numéricas. Buscando colaborar no desenvolvimento do material, o presente trabalho propõe a aplicação do Método dos Elementos Discretos para simulação do compósito submetido a carregamentos estáticos e dinâmicos. São realizadas alterações no algoritmo do método a fim de realizar a dispersão de fibras de aço na matriz de concreto. A análise das condições de contorno utilizadas em trabalho anterior revela a necessidade de aplicação de apoios elásticos sob pena de superestimar a rigidez do modelo. Os diagramas carga versus deslocamento que resultaram dos ensaios estáticos demonstram que o modelo criado é sensível à adição de fibras: maiores teores conduzem a modelos com maior tenacidade. O ensaio de impacto também se mostrou sensível e o padrão de fissuração encontrado nas simulações revelou uma boa aproximação com ensaios experimentais anteriores. / When submitted to special loading patterns, derived from dynamical actions such as cyclic or impact loads, some alterations in the concrete constitution need to be done, since the material don’t have an adequate behavior under tensile stress. A feasible alternative, in such cases, is to incorporate steel fibers in the concrete matrix. Adding these elements, stress transference mechanisms along the cracks are promoted, increasing the material tenacity. An expressive number of experimental works involving all the kinds of steel fiber reinforced concrete structural elements are available. However, few researches based on numerical methods are found in the literature. In order to contribute with the data collection and the development of the material, the present research work proposes the application of the Discrete Element Method to simulate the composite subjected to static and dynamic loads. Some modifications are made on the method algorithm trying to create the dispersion of fibers in the concrete matrix. The analysis of the boundary conditions used on previous work reveal the importance of using elastic support to don’t overestimate the stiffness of the model. The diagram load versus displacement that came from the static simulations shows that the model is sensible to the addition of fibers: higher proportions of fiber leads to models with higher tenacity. The impact tests also demonstrate sensibility and the crack pattern found on the simulations presented a very good approximation to previous experimental work.

Quando o concreto é submetido a ações especiais, como cargas cíclicas ou ação de cargas de impacto, modificações em sua composição são necessárias, já que o concreto não apresenta desempenho satisfatório à tração, o que compromete o seu comportamento frente à ação de cargas dinâmicas. Uma alternativa para amenizar esta deficiência consiste em adicionar fibras ao concreto. Estas atuam como reforços à tração, transformando a matriz cimentícia, tipicamente frágil, em um material que apresenta boa resistência residual após a fissuração. Buscando colaborar na avaliação da eficiência de diferentes tipos de fibras, o presente trabalho analisa o comportamento de concretos com fibras de aço, submetidos ao impacto, avaliando a influência do fator de forma, do comprimento e do teor de fibras, assim como do tamanho do agregado. São ainda analisados os efeitos da incorporação de fibras na resistência à compressão, na resistência à tração por compressão diametral, no módulo de elasticidade e na tenacidade dos compósitos. Adicionalmente, é executada uma comparação entre os resultados experimentais e os derivados de um esquema de modelagem da situação de impacto através do uso do método de elementos discretos. Buscou-se, através da modelagem teórica, executar um mapeamento dos danos, provocados por cargas de impacto incrementais, ao longo do tempo, bem como determinar as energias necessárias para levar as placas até a ruptura. Os resultados indicam que a incorporação de fibras de aço não consegue retardar o aparecimento da primeira fissura, mas aumenta significativamente a tenacidade dos compósitos. Fibras mais longas e com maior fator de forma tendem a ser mais eficientes, desde que se supere um teor de fibras mínimo, que neste trabalho ficou em torno de 100.000 fibras/m3, para fibras longas (50-60 mm) e de 400.000 fibras/m3, para fibras curtas, cuja ancoragem é menos eficiente. O método de teste de impacto por queda de esfera se mostrou adequado e sensível, porém o esquema de modelagem numérica testado necessita ser refinado para permitir uma adequada simulação do comportamento de concretos com fibras. / When submitted to special loading patterns, derived from dynamical actions such as cyclic or impact loads, concrete elements need to be reinforced, in order to resist the tensile stresses. A feasible alternative, in such cases, is to incorporate fibers in the concrete matrix. The fibers act as a tensile reinforcement, transforming the fragile cement matrix into a composite with significant post-cracking residual strength. In order to contribute with the data collection about the efficiency of different fiber types, the present research work presents an analysis of the behavior of steel fiber reinforced concretes subjected to impact loads. The work investigates the influences of changes in the shape factor, length and amount of fibers. The effects of these combinations on other basic properties of the composites, such as compression strength, split cylinder tensile strength, Young’s modulus and tenacity is also measured. Additionally, a comparison is made between the experimental results from the impact tests and the estimates obtained from a theoretical model that uses the discrete element method (DEM). This theoretical approach aimed to determine if the model was able to simulate the damage evolution over time generated by the increasing impacts loads, as well as to determine the total energy necessary to crack and break the specimens. The results obtained pointed out that the introduction of steel fibers does not affect the energy for the first crack but increases significantly the tenacity of the composite. Longer fibers, with greater shape factors, tend to be more efficient, provided that the fiber content is sufficiently high. The minimum recommended fiber content, according to the data from this research, may be around 100.000 fibers/m3, for longer fibers (50-60 mm). Or around 400.000 fibers/m3, for shorter fibers, which are not so efficient in terms of anchorage. The impact test method developed was considered adequate, being sensitive to the phenomenon and providing reliable data. The DEM model, however, needs to be refined to be able to deal with fiber concrete composites.

Quando o concreto é submetido a carregamentos especiais, como cargas cíclicas ou ação de cargas de impacto, modificações em sua composição são necessárias. Uma vez que o material não apresenta desempenho satisfatório à tração, seu comportamento frente a este tipo de carregamento acaba seriamente comprometido. Uma alternativa para amenizar esta deficiência consiste em adicionar fibras de aço ao concreto. Ao adicionar estes elementos à matriz cimentícia, promove-se meios de transferência de tensões através das fissuras, aumentando a tenacidade do material, proporcionando mecanismos de absorção, relacionados com o desligamento e o arrancamento de fibras. Um número significativo de trabalhos experimentais envolvendo os mais diversos tipos de elementos estruturais reforçados com fibras de aço está disponível, havendo, no entanto, uma forte carência sob o ponto de vista de simulações numéricas. Buscando colaborar no desenvolvimento do material, o presente trabalho propõe a aplicação do Método dos Elementos Discretos para simulação do compósito submetido a carregamentos estáticos e dinâmicos. São realizadas alterações no algoritmo do método a fim de realizar a dispersão de fibras de aço na matriz de concreto. A análise das condições de contorno utilizadas em trabalho anterior revela a necessidade de aplicação de apoios elásticos sob pena de superestimar a rigidez do modelo. Os diagramas carga versus deslocamento que resultaram dos ensaios estáticos demonstram que o modelo criado é sensível à adição de fibras: maiores teores conduzem a modelos com maior tenacidade. O ensaio de impacto também se mostrou sensível e o padrão de fissuração encontrado nas simulações revelou uma boa aproximação com ensaios experimentais anteriores. / When submitted to special loading patterns, derived from dynamical actions such as cyclic or impact loads, some alterations in the concrete constitution need to be done, since the material don’t have an adequate behavior under tensile stress. A feasible alternative, in such cases, is to incorporate steel fibers in the concrete matrix. Adding these elements, stress transference mechanisms along the cracks are promoted, increasing the material tenacity. An expressive number of experimental works involving all the kinds of steel fiber reinforced concrete structural elements are available. However, few researches based on numerical methods are found in the literature. In order to contribute with the data collection and the development of the material, the present research work proposes the application of the Discrete Element Method to simulate the composite subjected to static and dynamic loads. Some modifications are made on the method algorithm trying to create the dispersion of fibers in the concrete matrix. The analysis of the boundary conditions used on previous work reveal the importance of using elastic support to don’t overestimate the stiffness of the model. The diagram load versus displacement that came from the static simulations shows that the model is sensible to the addition of fibers: higher proportions of fiber leads to models with higher tenacity. The impact tests also demonstrate sensibility and the crack pattern found on the simulations presented a very good approximation to previous experimental work.

Submitted by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:05:25Z No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:08:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T17:10:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T17:11:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALVES_Jose_2017.pdf: 5435239 bytes, checksum: 2763493f52fe9331545e1498f4c97f81 (MD5) Previous issue date: 2017-05-29 / Não recebi financiamento / At last years due to increasing use of composite materials of synthetic fibers with thermosetting matrix, several alterative have been sought trying to minimize the impacts generated by both the dispose of this material at the end of their useful life and by its heavy dependency of non-renewable resources as petroleum based products for the production of raw materials. As alternative to introduce composites materials that have least environmentally impact natural fibers have drawn attention of researchers. In this work the aim is to manufacture by vacuum infusion process, composite laminates hybrid adding woven jute fiber in structural weaving fiberglass with epoxy resin matrix. The quality of laminate was analyzed by fiber weight fraction determining and thermal analysis by DSC (Differential Scanning Calorimetry) and DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis). It was possible to manufacture hybrids laminates by vacuum infusion with fiber fraction in about 60%. Hybrids laminates presented had a reduction of density of 20% with relation to the glass reinforced plastic. Regarding to mechanical properties, the laminates were characterized by tensile, compression and ILSS testing. With respect to hybrid laminates, the better results of tensile properties such as strength and young's modulus was achieved by the laminates with fiber oriented in 0/90° (H0/90) with maximum strength value near to 200 MPa, while for orientation ±45° (H45 e H45/0/90) the strength results were 68 MPa and 84 MPa, respectively. In this case can be highlighted the hybrid laminate H45, whose tensile strength (83,9 MPa) has not present significant changes with the introduction of jute fiber (with increase of 60% its thickness) compared with glass reinforced plastic (84,5 MPa) for the same fiber orientation. For compressive strength the best result was presented by the laminates H0/90 (fibers in 0/90°) as well, with values close to 150 MPa while the laminates to ±45° (H45 e H45/0/90) presented values of 90 MPa. Regarding to ILSS the variation of strength was smaller, 25 MPa to direction 0/90° and 23 MPa and 21 MPa to H45 and H45//0/90 laminates, respectively. Therefore, mechanical properties were significantly influenced by plies orientation in the laminates and by the hybridization with jute fibers. / Nos últimos anos, devido ao crescente consumo de compósitos de fibras sintéticas com matriz termorrígida, várias alternativas têm sido buscadas a fim de minimizar os impactos gerados tanto pelo descarte desse material ao fim de sua vida útil, quanto pela grande dependência de derivados de recursos não renováveis, como o petróleo para a produção das matérias-primas. Como uma das alternativas de introduzir na área de compósitos, materiais que tenham menores impactos ambientais, as fibras naturais têm recebido atenção de pesquisadores. Assim, neste trabalho foram moldados pelo processo de infusão à vácuo, compósitos de laminados híbridos através da utilização de tecidos de fibras de juta e tecidos estruturais de fibras de vidro com matriz de resina epóxi. A qualidade dos laminados foi analisada por meio da determinação da fração mássica de fibra e por análise térmica de DSC (Differential Scanning Calorimetry) e DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis. Foi possível moldar laminados híbridos pelo processo de infusão com fração de fibra em cerca de 60%. Os laminados híbridos apresentaram uma redução na densidade de 20% em relação aos compósitos contendo somente fibras de vidro. Em relação às propriedades mecânicas, os compósitos laminados foram caracterizados através dos ensaios de tração, compressão e cisalhamento interlaminar (ILSS). Entre os laminados híbridos, os melhores resultados de propriedades de tração, como resistência e módulo de elasticidade foram alcançados pelos laminados com ambas as fibras orientadas a 0/90° (H0/90), com valor de tensão máxima próximo a 200 MPa, enquanto que para as orientações ±45° (H45 e H45/0/90) os valores foram próximos de 68 e 84 MPa, respectivamente. No caso, pode ser destacado o laminado híbrido H45, cuja resistência a tração (83,9 MPa) não apresentou mudanças significativas com a introdução das fibras de juta (com acréscimo de 60% na espessura) quando comparado ao laminado de fibras de vidro (84,5 MPa) com mesma orientação. A melhor resistência à compressão também foi apresentada pelos laminados orientados a 0/90° (H0/90) com valores próximos a 150 MPa, enquanto os laminados a ±45° (H45 e H45/0/90) apresentaram os valores de 90 MPa. Em relação à resistência ao cisalhamento interlaminar, entre os laminados híbridos, a variação entre as orientações foi menor, 25 MPa para a direção 0/90° e, 23MPa e 21MPa para os laminados H45 e H45//0/90, respectivamente. Assim, as propriedades mecânicas foram influenciadas significativamente pela orientação das v camadas nos laminados e pela introdução das fibras de juta. Desta forma, conclui-se que a significativa redução de algumas propriedades possivelmente invalida a utilização das configurações híbridas estudadas para aplicações estruturais nas pás eólicas. No entanto, as configurações de laminados híbridos, desenvolvidas e analisadas neste trabalho podem ser aplicadas para moldar componentes em compósitos para peças não estruturais ou com menores requisitos de resistência, como para o segmento automotivo, e ainda com possibilidades de melhorias.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DARROS_Andressa_2013.pdf: 2489179 bytes, checksum: f31dd28ac3f9d3703a4ab312265e2f12 (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / The search for new materials in order to alleviate the environmental problems have encouraged the use of raw materials of natural origin to replace, at least partially, to synthetically produced. Vegetable fibers may be used for incorporation into composites of polymer matrices, being renewable, biodegradable and non-toxic. However, generally vegetable fibers exhibit lower mechanical and thermal properties due to the components present in the fiber (cellulose, hemicellulose and lignin) when compared with high performance fibers such as glass fibers and carbon. In general, polymeric matrices can be of three types; thermoset, thermoplastic and thermoplastic biodegradable. In this paper, polymeric matrices and composites of polymer matrices were obtained with the use of random webs of coconut fibers and sisal fibers by compression molding in a hydraulic press. This study involved a comparative study of composites molded polymer matrices with their epoxy resin, polypropylene (PP), and polyhydroxybutyrate (PHB) without fiber. Were performed some types of thermal and mechanical tests for all molded materials. The techniques used were differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) in bending mode, and mechanical tests of flexural and tensile before and after conditioning in air chamber, with temperature and humidity. The results of flexural tests to room temperature for composites of epoxy resin and PHB values were similar in the resistance of materials when compared to the respective polymer matrix without fibers. The composite of PP / sisal fibers showed a higher resistance when compared to PP without fiber, related to good fiber-matrix interaction. Flexural and tensile tests of specimens after the conditioning chamber for acclimatization showed decreases in resistance of all materials, being more pronounced for composites due to high moisture absorption of natural fibers. The results of DMTA before conditioning showed an increase in E' of the composites of epoxy resin as compared to the epoxy resin without fibers, because the fibers restrict the movement of the molecular chains located at the interfacial region. Relative to PP, composite PP / sisal fibers had an E' greater. The PHB without fibers showed a modulus greater than the composites containing coconut fiber and sisal fibers. DMTA analyzes performed on materials post conditioning decreased in modules, due to weakening of the fiber-matrix interactions. / A busca por novos materiais visando amenizar os problemas ambientais têm incentivado a utilização de matérias-primas de origem natural em substituição, pelo menos parcial, às sinteticamente produzidas. As fibras vegetais podem ser utilizadas para incorporação em compósitos de matrizes poliméricas, por serem de fontes renováveis, biodegradáveis e não tóxicas. Entretanto, geralmente, as fibras vegetais apresentam propriedades mecânicas e térmicas inferiores devido aos componentes presentes na fibra (celulose, hemicelulose e lignina), quando comparadas às fibras de alto desempenho, como fibras de vidro e de carbono. Em geral, as matrizes poliméricas podem ser de três tipos; termorrígida, termoplástica e termoplástica biodegradável. Neste trabalho, matrizes poliméricas e compósitos de matrizes poliméricas foram obtidos com a utilização de mantas aleatórias de fibras de coco e de fibras de sisal através da moldagem por compressão em prensa hidráulica. Assim, este trabalho envolveu um estudo comparativo dos compósitos moldados com suas respectivas matrizes poliméricas (resina epóxi, polipropileno (PP), e polihidroxibutirato (PHB)). Foram realizados alguns tipos de análises térmicas e ensaios mecânicos para todos os materiais moldados. As técnicas utilizadas foram a calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) no modo de flexão, e ensaios mecânicos de flexão e de tração antes e pós-condicionamento em câmara de climatização, com temperatura e umidade. Os resultados dos ensaios mecânicos de flexão à temperatura ambiente dos compósitos de resina epóxi e do PHB obtiveram valores similares nas resistências dos materiais quando comparados às respectivas matrizes poliméricas, sem fibras vegetais. viii O compósito de PP/Fibras de sisal apresentou uma resistência mais elevada quando comparado ao PP sem fibras, relacionado a uma boa interação fibra-matriz. Os ensaios de flexão e de tração de corpos-de-prova após o condicionamento em câmara de climatização apresentaram decréscimos nas resistências de todos os materiais, sendo mais acentuados para os compósitos devido a elevada absorção de umidade das fibras vegetais. Os resultados de DMTA antes do condicionamento apresentaram aumento no E dos compósitos de resina epóxi em comparação com a resina epóxi sem fibras, devido às fibras limitarem a movimentação das cadeias moleculares localizadas na região interfacial. Em relação ao PP, o compósito PP/fibras de sisal apresentou um E mais elevado. O PHB sem fibras apresentou um módulo maior que os compósitos contendo mantas de fibras de coco e de fibras de sisal. As análises de DMTA realizadas nos materiais pós-condicionamento apresentaram decréscimos nos módulos, devido ao enfraquecimento das interações fibra-matriz.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2784603 bytes, checksum: 917cb9d66400eb3d86f4bc952ef600a5 (MD5) Previous issue date: 2011-07-20 / O presente estudo visa avaliar a polpa de fibras celulósicas produzida na Unidade Industrial de Nueva Aldea no Chile (pinus e eucalipto), levando em consideração as abordagens tradicionais e modernas, usadas atualmente para esse fim. O estudo envolve relações e tendências entre as propriedades de resistência (índice de tração e de rasgo) e as características biométricas das fibras, medidas em equipamento do tipo OPTEST do laboratório da Unidade Industrial de Nueva Aldea. O estudo também envolve uma pesquisa bibliográfica sobre o tema, aplicação de métodos estatísticos de análise de regressão dos mínimos quadrados e a geração de modelos preditivos entre propriedades físico-mecânicas da polpa e morfologia das fibras. São consideradas na análise, as variáveis de viscosidade da polpa e o número de revoluções utilizada do refinador laboratorial PFI para atingir um determinado grau de resistência a drenagem da polpa celulósica (25 °SR pinus, eucalipto 30 °SR). Ao analisar os gráficos de tendência e matriz de correlação para a polpa de pinus observa uma baixa correlação entre as variáveis. Análise estatística dos parâmetros de resistência e biométricos das fibras descarta a possibilidade de obtenção de modelos lineares simples ou multivariáveis para prever o comportamento do índice de tração. Para o índice de rasgo foi gerado um modelo linear simples com as revoluções do refinador PFI estatisticamente adequado com os parâmetros do modelo, satisfazendo os testes de hipótese e de coeficiente de determinação múltipla. No entanto, o coeficiente de determinação para o modelo obtido é baixo (R ² = 0,12), indicando que o modelo não explica satisfatoriamente a variabilidade do índice de rasgo. No caso da polpa de eucalipto, foi possível encontrar melhores tendências entre os parâmetros de resistência e propriedades biométricas das fibras. Para o índice de tração da polpa de eucalipto, foi possível desenvolver um modelo de previsão com duas variáveis (revoluções do refinador PFI e índice de curl das fibras), que apresentou um coeficiente de determinação regular (R ² = 0,48), indicando porém, que o modelo não explica totalmente a variabilidade do índice de tração. Para o índice de rasgo só foi possível desenvolver um modelo linear simples com as revoluções no refinador PFI. No entanto, como no caso da polpa de pinus, o coeficiente de determinação para o modelo obtido é baixo (R ² = 0,16), indicando que o modelo não explica satisfatoriamente a variabilidade do índice de rasgo. Estima-se que a principal razão para a baixa correlação encontrada entre os parâmetros de resistência e características biométricas das fibras celulósicas seja devido à homogeneidade da qualidade da polpa produzida na Unidade Industrial de Nueva Aldea. Esta situação afeta mais a celulose de pinus do que a de eucalipto. Portanto, torna-se importante observar que estudos de relações como estas exigem que propriedades de resistências variem em uma escala maior, influenciado por variações nas propriedades biométricas das fibras estatisticamente detectáveis. Isto poderá ser possível por mudanças na qualidade da madeira alimentada ao processo de polpação. Com o presente estudo recomenda-se a continuar trabalhar para aprofundar o conhecimento das fibras produzidas na Unidade Industrial de Nueva Aldea. / El presente estudio tiene por objetivo evaluar las fibras celulósicas producidas en Planta Nueva Aldea (Pino y Eucaliptus), teniendo en consideración los enfoques tradicionales y modernos que actualmente se utilizan para este efecto. Se estudia las relaciones y las tendencias existentes entre las propiedades de resistencia (índice de tensión y de rasgado) y las características biométricas de la fibra, medidas en equipo FQA OPTEST existente en el Laboratorio de Fibra de Planta Nueva Aldea. Además, se realiza una búsqueda bibliográfica sobre este tema. Aplicando metodología estadística de análisis de regresión de mínimos cuadrados, se busca generar modelos de predicción entre las propiedades físico mecánicas y las morfológicas de las fibras. Además, se consideran en el análisis, las variables de interés viscosidad y revoluciones utilizadas en refinador PFI para alcanzar en la celulosa un cierto grado de drenabilidad (Pino 25º SR, Eucaliptus 30 ºSR). Analizando las gráficas de tendencia y matriz de correlación, se encuentra para el Pino una baja relación entre las variables analizadas. El análisis estadístico de los parámetros de resistencia y biométricos para Pino, descarta la posibilidad de obtener modelos adecuados multiliniales o lineales simples que predigan el índice de tensión. Para el índice de rasgado, se generó un modelo lineal simple con las revoluciones del refinador PFI, que resulta adecuado estadísticamente, cumpliendo con las pruebas de hipótesis del coeficiente de determinación múltiple y los parámetros del modelo poblacional. Sin embargo, el factor de determinación obtenido para el modelo es bajo (R² = 0,12), lo cual indica que éste no explica en forma satisfactoria la variabilidad del índice de rasgado. En el caso del Eucaliptus, fue posible encontrar mejores tendencias entre los parámetros de resistencia y las propiedades biométricas, respecto a lo encontrado con Pino. Para el índice de tensión en Eucaliptus, fue posible desarrollar un modelo de predicción con dos variables (revoluciones en refinador PFI y el curl index), el cual presentó un factor de determinación regular (R² = 0,48), lo cual indica que el modelo explica en forma mediana la variabilidad del índice de tensión. Para el rasgado, solo fue posible desarrollar un modelo lineal simple con las revoluciones en refinador PFI. Sin embargo, al igual que en el caso de la celulosa de Pino, el factor de determinación obtenido para el modelo es bajo (R² = 0,16), lo cual indica que el modelo no explica en forma satisfactoria la variabilidad del índice de rasgado. Se estima que la causa principal para las bajas relaciones encontradas entre los parámetros de resistencia y características biométricas, se debe principalmente a la homogeneidad de la celulosa producida en Planta Nueva Aldea. Esta situación afecta más a la celulosa de Pino que a la de Eucaliptus. Para poder observar en los datos mejores relaciones entre los parámetros analizados, se requiere que las propiedades de resistencia varíen en un mayor rango, influenciadas por variaciones perceptibles estadísticamente en las propiedades biométricas. Lo anterior, puede ser posible por cambios en la calidad de la madera alimentada al proceso de producción de celulosa. Del presente estudio, se recomienda continuar los trabajos que permitan profundizar en el conocimiento de las fibras producidas en Planta de Celulosa Nueva Aldea.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TatianaRF.pdf: 1487701 bytes, checksum: 47d699fbf340cd289779ddf019fff3ee (MD5) Previous issue date: 2009-03-16 / Nowadays, when accidents with oil tanker or shore tanks occur and there is oil spill, some arrangements are made in order to repress and to fix the situation. For the containment, barriers or detours are usually made of synthetic materials such as polyurethane foam. In order to clear water away, techniques like in loco burning, biodegradant agents, dispersant agents and sorbent materials application are used. The most of the sorbent materials are also synthetic and they are used because it is easy to store them and their availability in market. This dissertation introduces the study of vegetable fibers of pineapple leaf fibers (Ananas comosus (L.) Merr.), cotton fibers (Gossypium herbaceum L.), kapok fibers (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.), curau? fibers (Ananas erectifolius L.B. Sm.) and sisal fibers (Agave sisalana Perrine) related to their capacity of sorption of oil in case of accidental spill in the ocean. This work evaluates the substitution possibility of synthetic materials by natural biodegradable materials with less cost / Atualmente, quando ocorrem acidentes com navios petroleiros ou com tanques de armazenamento e h? derramamento de petr?leo em ?gua, s?o tomadas algumas provid?ncias no sentido de conter e de remediar o derramamento. Para conter o derramamento, s?o utilizadas barreiras de conten??o ou de desvio que s?o feitas, geralmente, de materiais sint?ticos como espuma de poliuretano. Para retirar o petr?leo da ?gua, s?o utilizadas t?cnicas como queima in loco, agentes biodegradantes, agentes dispersantes e aplica??o de materiais que sorvem o petr?leo. Os materiais que sorvem petr?leo tamb?m s?o, em sua maioria, sint?ticos e s?o muito utilizados pela facilidade de armazenamento e disponibilidade no mercado. Esta disserta??o apresenta o estudo de fibras vegetais de algod?o (Gossypium herbaceum L.), de capoc (Ceiba pentandra (L.) Gaertn.), da folha do abacaxizeiro (Ananas comosus (L.) Merr.), de sisal (Agave sisalana Perrine) e de curau? (Ananas erectifolius L.B. Sm.) quanto ? capacidade de sor??o petr?leo em caso de derramamento acidental em mar. Este trabalho avalia a possibilidade de substituir os materiais sint?ticos utilizados atualmente por materiais naturais, biodegrad?veis e de menor custo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SistanleyJLB_DISSERT.pdf: 3362424 bytes, checksum: 30d67bc0b13dba47c7002133ab1bb63d (MD5) Previous issue date: 2011-06-20 / This research presents an approach to the addition of curau? fibers and licuri fibers in a polypropylene resin matrix, such as an alternative proposal to reinforce the polymeric composites. Fiber content of 0 %, 5 %, 10 %, and 20% were analyzed for verification of their mechanical properties comparing them, inclusive with the properties of polypropylene. The grainulated biocomposites had been prepared in an extrusora. The test bodies had been molded by injection and submitted to the mechanical essays uniaxial traction, flexion on three points, impact, in addition to thermal tests (HDT). These biocomposites had been also subjected the essay physicist-chemistry index of fluidity (IF). It was observed that the biocomposites of PP with 20% curau?, obtained bigger increase in the modulus of elasticity and a bigger reduction in the resistance to the impact. In the mechanical behavior, for all the biocomposites, these were increases in values of the limit of drainage and tension of rupture, when tested by uniaxial traction, as they added the fibers. Another important point was the increase of the resistance the flexion. It was also noted that the addition of fibers reduced the thermal degradation of the mixture natural fibers / polypropylene. / Esta pesquisa apresenta uma abordagem da adi??o de fibras de licuri e curau? em uma matriz de resina de polipropileno, essa como uma proposta alternativa de refor?o aos comp?sitos polim?ricos. Teores de fibras de 0 %, 5 %, 10 %, e 20 % foram analisados para verifica??o de suas propriedades mec?nicas comparando-as, inclusive com as propriedades do polipropileno. Os biocomp?sitos granulados foram preparados em uma extrusora. Os corpos de prova foram moldados por inje??o e submetidos aos ensaios mec?nicos de tra??o uniaxial, flex?o em tr?s pontos, impacto, al?m de ensaios t?rmicos (HDT). Estes biocomp?sitos tamb?m foram submetidos a ensaio f?sico-qu?mico de ?ndice de fluidez (IF). Observou-se que os biocomp?sitos de PP com 20% curau? obteve maior aumento no m?dulo de elasticidade, e uma maior diminui??o na resist?ncia ao impacto. No comportamento mec?nico, para todos os biocomp?sitos, houve acr?scimos nos valores do limite de escoamento e tens?o de ruptura quando ensaiados por tra??o uniaxial, ? medida que se adicionavam as fibras. Outro ponto importante foi o aumento da resist?ncia ? flex?o. Verificou-se tamb?m que a adi??o de fibras reduziu a degrada??o t?rmica da mistura fibras naturais / polipropileno.