Made available in DSpace on 2015-04-14T13:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 433335.pdf: 2918834 bytes, checksum: 4496c89629b05f14a110e33d393c80e6 (MD5) Previous issue date: 2011-08-31 / Artigo 1: O objetivo deste estudo foi verificar a influ?ncia do tratamento de superf?cie com per?xido de hidrog?nio (H2O2) a 10% e 24% e acetona p.a. sobre a microdureza superficial de pinos de fibra de vidro nos ter?os cervical, m?dio e apical. A morfologia de superf?cie dos pinos tratados com (H2O2) e acetona p.a., comparativamente ao pino sem nenhum tratamento de superf?cie foi avaliada qualitativamente, atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Trinta e seis pinos de fibra de vidro (Exacto, ?ngelus, Londrina, PR, Brasil) foram embutidos em resina ep?xi (EMBed 812, Polysciences, Inc., Warrington, PA, USA) em cilindros de PVC (? = 20mm e h = 15mm), com seu longo eixo paralelo ? superf?cie; ap?s a polimeriza??o da resina, foram submetidos ao lixamento at? expor o di?metro maior do pino (lixas de carbeto de sil?cio 400, 600, 1200, e 4000 e disco de feltro em suspens?o diamantada 1,0 μm). A seguir foram divididos, aleatoriamente, em quatro grupos (n= 9): grupo 1 - pinos sem tratamento de superf?cie (grupo controle); grupo 2 pinos condicionados com H2O2 ? 10 % por 1 minuto; grupo 3 - pinos condicionados com H2O2 ? 24% por 1 minuto; grupo 4 - pinos condicionados com acetona p.a. por 1 minuto. Em seguida, todos os grupos foram submetidos ao teste de microdrureza Vickers em tr?s diferentes ter?os do pino (coron?rio, m?dio e apical) com carga de 1g por 5s. Cada corpo-de-prova recebeu tr?s indenta??es (uma em cada ter?o) no microdur?metro (Shimadzu HMV tester, Shimadzu, Kioto, Japan). Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando o teste ANOVA com dois fatores fixos e Tukey com α = 0.05, que indicou que o grupo controle apresentou m?dia de VHN de 1.86 (? 0.46), superior ao grupo 2 (0.72 ? 0.18), grupo 3 (0.57 ? 0.09) e ao grupo 4 (0.51 ? 0.09). O grupo controle apresentou a maior m?dia para microdureza no ter?o apical superior ?s demais intera??es, que foram semelhantes entre si. As imagens da MEV de corpos-de-prova dos diferentes grupos demonstraram que os tratamentos de superf?cie ensaiados alteram a morfologia da superf?cie, removendo parcialmente a resina ep?xi dos pinos, expondo as fibras de vidro e indicando sua eros?o/desgaste parcial. Artigo 2: O objetivo deste estudo foi verificar a influ?ncia do tratamento de superf?cie com per?xido de hidrog?nio (H2O2) a 10%, per?xido de hidrog?nio(H2O2) a 24%, ?xido de alum?nio (Al2O3) a 50μm e acetona p.a. sobre a rugosidade (Ra) superficial de pinos de fibra de vidro nos ter?os coron?rios, m?dio e apical. A morfologia de superf?cie dos pinos tratados com per?xido de hidrog?nio e acetona p.a., comparativamente ao pino sem nenhum tratamento de superf?cie foi avaliada qualitativamente, atrav?s de microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Quarenta e cinco pinos de fibra de vidro (Exacto, ?ngelus, Londrina, PR, Brasil) foram embutidos em resina ep?xi (EMBed 812, Polysciences, Inc., Warrington, PA, USA) em cilindros de PVC (?= 20 mm e h=15mm), com seu longo eixo paralelo ? superf?cie; ap?s a polimeriza??o da resina, foram submetidos ao lixamento at? expor o di?metro maior do pino (lixas de carbeto de sil?cio 400, 600, 1200 e 4000 e disco de feltro em suspens?o diamantada 1.0 μm). A seguir foram divididos, aleatoriamente, em cinco grupos (n= 9): grupo1 - pinos sem tratamento de superf?cie (grupo controle); grupo 2 pinos condicionados com H2O2 ? 10 % por 1 minuto; grupo 3 - pinos condicionados com H2O2 a 24% por 1 minuto; grupo 4 pinos condicionados com Al2O3 (50μm) e grupo 5 - pinos condicionados com acetona p.a. por 1minuto. Em seguida, a superf?cie de todos os corpo-de-prova foi analisada no rugos?metro SJ 201 (Mitutoyo surftest analyser, Kanagawa, Japan), a partir de tr?s leituras em cada uma das tr?s regi?es do pino (ter?os coron?rio, m?dio e apical). Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando o teste ANOVA com dois fatores fixos e Tukey com α=0.05 atrav?s de um programa de computador SPSS, indicou que o grupo 5 apresentou m?dia de rugosidade superficial (Ra, DP) 0.59 (? 0.05), superior ao grupo controle (0.15 ? 0.05), grupo 2 (0.18 ? 0.05) e grupo 3 (0.20 ? 0.03) e grupo 5 (0.26 ? 0.04). N?o foi detectada diferen?a de rugosidade superficial entre as regi?es apical, m?dia e cervical dos pinos de fibra de vidro. As imagens de MEV dos corpos-de-prova dos diferentes grupos demonstraram que os tratamentos de superf?cie ensaiados alteram a morfologia da superf?cie, removendo parcialmente a resina ep?xi dos pinos, expondo as fibras de vidro e indicando altera??o estrutural parcial.

Materiais compósitos são geralmente utilizados por apresentarem boa versatilidade para o design de novos produtos, baixa massa específica e resistência mecânica compatível com várias aplicações estruturais. No entanto, eles têm trazido preocupações relativas à disposição final no ambiente pelo desconhecimento de seu desempenho com o passar do tempo. A previsão das propriedades é dificultada se este material estiver sujeito a um carregamento combinado ao envelhecimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o envelhecimento de materiais compósitos poliméricos unidirecionais vidro/epóxi moldado pelo processo de Moldagem por Transferência de Resina (RTM) comparando as propriedades obtidas nos ensaios mecânicos antes e após envelhecimento higrotérmico em baixa e alta temperatura, associado ou não a um carregamento mecânico em flexão. Também foram estudadas as propriedades mecânicas do compósito somente sujeito ao carregamento mecânico. Basicamente, este trabalho foi dividido em três etapas: Na primeira parte foi analisado o envelhecimento higrotérmico a 50 °C e 80 °C (este último mais prejudicial às propriedades mecânicas analisadas); em seguida somente carregamento mecânico continuoem flexão e posteriormenteexposição ao envelhecimento em água combinando temperatura (80 °C) × esforço mecânico. Nas três etapas observou-se que as propriedades do laminado orientado em 0° apresentaram um maior declínio. De um modo geral a redução das propriedades mecânicas só com carregamento mecânico foi inferior ao envelhecimento higrotérmico na temperatura de 80 °C, e na exposição à água a 80 °C mais o carregamento em flexão a redução das propriedades foi mais acentuada. Ao analisar os resultados das três etapas verificou-se que a resistência short-beam, a resistência à tração e a resistência à compressão foram às propriedades que tiveram mais influência nas condições de envelhecimento citadas. Assim, posteriormente foi realizada uma análise comparativa para ver se a redução da propriedade em relação ao compósito padrão era a mesma se estudássemos os fatores separados ou junto. Conclui-se então que há necessidade de estudar envelhecimento combinado devido à grande diferença entre a soma dos envelhecimentos isolados ao se comparar com o combinado. / Composite materials are generally used because they present good versatility for new product design, low specific mass and mechanical strength compatible with various structural applications. However, they have raised concerns about the ultimate disposal of this type of material in the environment, or the unfamiliarity of its performance over time. The prediction of properties is difficult if this material is subjected to a combined loading in the aging. In this context, the objective of this work is to analyze the aging of glass / epoxy unidirectional polymeric composites molded by the Resin Transfer Molding (RTM) process comparing the properties obtained in mechanical tests before and after the hygrothermal aging, in low and high temperature, associated or not to a bending mechanical loading. Basically, this work was divided into three stages, the analysis of the hygrothermal aging at 50 ° C and 80 ° C (the latter was more harmful to the analyzed mechanical properties),continuous bending mechanical loading, and at last exposure to aging in water by combining temperature (80° C) × mechanical loading. In the three stages, it was observed that the properties of the 0 ° oriented laminate showed a larger decline. In general, the reduction of the mechanical properties with only mechanical loading was inferior to the hygrothermal aging at the temperature of 80 ° C, and the reduction of the properties was more accentuated withthe exposure to water to 80° C plus bending loading. After analyzing the results, the need of studying combined aging was justified because of the large difference between the sum of the isolated aging when compared to the combined one.Analyzing the results of the three steps, the properties that had more influence on the conditions of aging were the short-beam, tensile and compressive strength. Subsequently, a comparative analysis was carried out to see if the reduction of the property in relation to the composite pattern was the same for the factorsstudied separatelyand together. It was concluded that there is a need to study combined aging due to the large difference between the sum of the aging properties studied in isolation when compared to those studied jointly.

Foi desenvolvida e testada metodologia de extração seletiva diferencial de material particulado do aerossol atmosférico, coletado em filtros de fibras de vidro, para análise elementar pelo método PIXE. Desenvolveu-se um procedimento para a correção absoluta de efeitos de autoabsorção de raios x em alvos pipetados. Amostras de material particulado foram coletadas com amestradores HiVol em São Paulo e no Rio de Janeiro. Foi determinada a composição elementar das frações do material particulado total solúveis em diclorometano, água e uma mistura de ácidos nítrico e clorídrico,1N. Os limites de detecção alcançados pela técnica de extração, pipetagem e análise PIXE foram de 5 a 30 vezes inferiores aos dos filtros Nuclepore. Foram quantificados de 10 a 14 elementos traço em compostos apolares, em concentrações tão baixas quanto 10pg/\'m POT. 3\' e 24 elementos em cada uma das frações solúvel em água e ácido. Não se pode desprezar efeitos de autoabsorção de raios x em alvos pipetados. Mesmo em alvos tão finos quanto 100\'mü\'g/c\'m POT. 2\', a concentração de elementos com Z<20 pode ser seriamente subestimada. Sugere-se sempre determinar as espessuras e coeficientes de absorção de Massa dos a l vos pelo método dos dois alvos pipetados com soluções com concentrações diferentes desenvolvido neste trabalho. Historicamente o método PIXE tem sido divulgado como permitindo a análise direta de amostras sem nenhum tratamento prévio. É hora de rever esta afirmação e aumentar a quantidade e qualidade de informação na análise elementar de uma amostra, aliando a informação química à da composição elementar. / PIXE analysis of particulated matter in glass fibre filters was done on pippeted targets, prepared with solutions of differential and selective extracts from the filters. An x ray autoabsorption correction method, based on the analysis of targets pipetted with solutions of different concentrations, was developed. São Paulo and Rio de Janeiro aerosol samples were collected on normal glass fibre filters by HiVol samplers. The elementary composition of aerosol particulated matter soluble in dichloromethane, water and a mixture of nitric and hidrochloricacid, 1N, was determinated. PIXE analysis detection limits, of the measured concentrations, where 5 to 30 times lower than the achieved by samples on Nuclepore filters. There has been quantified 10 to 14 elements in the dichloromethane fraction, and 24 in each, water and acid soluble fractions. X ray autoabsorption effects cannot be neglected, even on targets as thin as 100\'mü\'g/c\'m POT. 2\'. It is suggested to apply the developed two concentration pippeted target method, to measure target thickness and to correct data for autoabsorption. It is claimed for long time that PIXE analysis of aerosol samples is a quick and straightforward analytical method where it is not necessary to prepare samples. Reviewing this use will provide the addition of chemical information to elementary PIXE results.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-18Bitstream added on 2014-06-13T19:34:56Z : No. of bitstreams: 1 souza_sdb_me_guara.pdf: 1970649 bytes, checksum: a6625de42e009df77ca5bff840498408 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características como: elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos problemas principais de utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que a técnica de soldagem por resistência elétrica é um dos processos mais promissores para união de compósitos, por ser um método rápido e por necessitar de pouca preparação de superfície. Este trabalho tem como objetivo avaliar os melhores parâmetros de soldagem por resistência elétrica para laminados de PPS (poli(sulfeto de fenileno)) reforçados com fibras contínuas (vidro e carbono) e híbrido com aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, são avaliados os parâmetros mais adequados quanto ao tempo, corrente elétrica e pressão a serem utilizados no processo de soldagem. A caracterização dos materiais soldados é realizada por meio de ensaios mecânicos (lap shear), análises térmicas (DMA e TMA) e análise morfológica (microscopias óptica e eletrônica de varredura). Com a utilização do planejamento de experimentos, foi encontrado o melhor valor da variável resposta para cada laminado estudado, e desse modo a melhor combinação dos parâmetros de soldagem, sendo para o PPS/fibras de carbono (37,0A, 3,0MPa, 50,0s), para o PPS/fibras de vidro (32,0A, 1,85MPa, 175,0s) e para o laminado híbrido (38,5ª, 3,0MPa, 50,0s). Com relação à temperatura de transição vítrea dos compósitos, esta não foi afetada significativamente pelo processo de soldagem, viabilizando o método de soldagem estudado para a integração de componentes aeronáuticos / The technology improvement of advanced polymeric composites has as one of its functions the junction of materials that present unique properties such as high strength and stiffness allied with low density. One of the major problems of using polymer composites in structural application consists in the effective joint for integrating components. In this behalf, recent studies demonstrate that the technique of electrical resistance welding is one of the most promising for bonding composites, as a rapid method because it does not require much surface preparation. This work aims to evaluate the more appropriate parameters of electrical resistance welding for PPS (poly (phenylene sulfide)) laminates reinforced with fabric continuous fibers (glass and carbon) designed for aeronautical applications. For this purpose, the parameters will be evaluated leading into account time, electric current and pressure to be used in the welding process. The welded material characterization will be accomplished through mechanical testing (lap shear), thermal (DMA and TMA) and morphological analysis (using optical and scanning electron microscopes). Through the procedure of design of experiments, it was found the best value of the response variable for each laminate studied here, and thus the best combination of welding parameters, being for the PPS/carbon fibers (37.0 A, 3.0 MPa, 50.0s) for the PPS/glass fibers (32.0 A, 1.85 MPa, 175.0 s) and the hybrid laminate (38.5 A, 3.0 MPa, 50.0 s). In relation to the glass transition temperature of these composites, this was not significantly affected by the welding process, enabling the welding method for studying the integration of aeronautical components

Os materiais cimentícios são materiais frágeis que apresentam resistências à tração e capacidades de deformação muito baixas. Uma das formas de contornar a fragilidade destes materiais é a utilização de fibras curtas, descontínuas e dispersas. Um exemplo destes materiais cimentícios são os produzidos com fibras de vidro, comumente denominados pela sigla GRC. Apesar dos diversos avanços apresentados na tecnologia do GRC, ele ainda apresenta uma degradação significativa das suas propriedades ao longo do seu envelhecimento. Além disso, por ser um material que começou a ser produzido em escala industrial há pouco tempo no Brasil, há uma carência de pesquisas que caracterizem os GRCs produzidos com materiais locais. Portanto, esta pesquisa veio com o objetivo geral de avaliar o GRC produzido com fibras de vidro álcali-resistente (tipo AR) e com os materiais disponíveis comercialmente na cidade de Porto Alegre com relação as suas propriedades mecânicas e durabilidade. Mais especificamente, estudou-se a influência do tamanho das fibras (35mm e 17,5mm), da adição de sílica ativa (5%) e metacaulim (5%, 10% e 15%), da relação agregado/cimento (1,00 e 1,10) e da idade (28, 42, 49 e 56 dias). As propriedades estudadas foram: limite de proporcionalidade (PEL), módulo de ruptura (MOR), índices de tenacidade (I5, I10 e I30), módulo de elasticidade na flexão (MEF), absorção de água (ABS), massa especifica (MES) e porosidade aparente (PAP). Além disso, utilizou-se um método acelerado de ataque em água a 50°C, em diversos períodos de ataque (14, 21 e 28 dias), para estudar o efeito do envelhecimento nas propriedades mecânicas do GRC. Os resultados mostraram que, enquanto algumas propriedades são majoritariamente dependentes da matriz, outras são fundamentalmente dependentes das propriedades do reforço. Apesar do aumento das fibras provocar melhorias na resistência última e na capacidade de absorção de energia do material, ele também gera pertubação naquelas propriedades que as características da matriz são mais relevantes devido ao fato das fibras dificultarem o adensamento do GRC. Com o uso de elevados teores de metacaulim, os compósitos produzidos com fibras curtas apresentaram MOR e índices de tenacidade elevados (também obtidos com fibras longas), mantendo o efeito benéfico do uso deste tamanho de fibras nas propriedades que dependem mais das matrizes. As propriedades majoritariamente dependentes das características das fibras (MOR, I5, I10 e I30) se mostraram muito sensíveis ao ataque. Ademais, o uso das adições pozolânicas não se mostrou capaz de reter tais propriedades para os tempos estudados. / The cementitious materials are fragile materials that show low tensile strengths and low capacity of deformation. One way of dealing with the fragility of these materials is the utilization of short, discontinuous and disperse fibres. One of these cementitious materials is the one usually called by the term GRC. Despite the advances of the GRC technology, this material shows high degradation of its properties throughout the life cycle. Besides that, the fact of being a material which has recently been produced in Brazil on a industrial scale, there is an enormous lack on researches about GRC produced with local materials. Therefore, this research was envisioned with the main objective of evaluating the GRC properties produced with alkali-resistent glass fibres (AR type) and with materials commercially available in Porto Alegre, analyzing its mechanical properties and durability. Specifically, it studied the influence of fibre length (35 mm and 17,5 mm), of silica fume (5%) and metakaolin addition (5%, 10% and 15%), of aggregate/cement relation (1,00 and 1,10) and of the age (28, 42, 49 and 56 days). The measured properties were: proportional limit (PEL), modulus of rupture (MOR), toughness indexes (I5, I10 and I30), modulus of elasticity in bending (MEF), water absorption (ABS), bulk density (MES) and apparent porosity (PAP). In addition, the mechanicals properties of GRC under the effect of ageing (stored in water at 50°C to accelerate the ageing) were investigated where the test were carried out after 14, 21 and 28 days of the accelerated ageing. The results showed that while some properties are mainly influenced by the matrix properties (PEL, MEF, ABS, MES and PAP), others are basically dependent on the fiber reinforcement properties (MOR, I5, I10 and I30). Despite the fact that GRC produced with greater fibre length showed increases at MOR and in energy absorption capacity, it lead to losses of those properties that are mainly influenced by the matrix because it is more difficult to consolidate this GRC. Furthermore, the addition of high contents of metakaolin in composites produced with short fibres leads to MOR and toughness indexes to the higher levels found (gotten with long fibres), keeping the benefic effect of using short fibres at the properties that are basically function of the matrix properties. The MOR, I5, I10 and I30 decreased when the GRC suffer accelerated ageing. The results also showed that the use of pozzolanic additions wasn't able to retain the mechanical properties of GRC throughout time

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T10:55:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276588.pdf: 12165513 bytes, checksum: eee3d712ee49dfca230583911589deee (MD5) / Com o surgimento de novos materiais para aplicação em produtos inovadores, a engenharia se vê diante de questões a serem solucionadas em praticamente todas as etapas do seu desenvolvimento. Nas etapas de projeto conceitual, preliminar e detalhado do produto, aspectos como processo produtivo e simulação de desempenho mecânico devem ser avaliados com muita atenção de forma que os requisitos técnicos e econômicos sejam atendidos concomitantemente. Neste sentido, os materiais compostos, que estão constantemente em evolução para serem adaptados às novas demandas da engenharia, necessitam de modelos matemáticos aperfeiçoados, de forma que seu comportamento seja compreendido e o desempenho mecânico de produtos fabricados com estes materiais seja previsto. Sendo a injeção um processo produtivo comumente utilizado para fabricar peças em material polimérico, é importante simular não somente seu desempemho mecânico, mas também o processo de injeção. Parâmetros como ponto de injeção, temperatura e pressão de injeção, tensões residuais, são aspectos importantes a serem avaliados nesse momento. Se ao material polimérico forem adicionadas fibras curtas ainda no processo de injeção, de forma a reforçar mecanicamente essa peça, o parâmetro orientação das fibras passa a ter um papel importante nessa avaliação de desempenho, além do fato do material se tornar ortotrópico, tendo propriedades mecânicas diferentes em três eixos ortogonais. Em razão do exposto acima, este trabalho tem como objetivo, desenvolver um modelo matemático para a viscoelasticidade linear ortotrópica para empregá-lo em materiais compostos feitos com uma matriz polimérica com insertos em fibra de vidro curta. Para aplicar este modelo matemático, propôe-se realizar um estudo de caso de uma peça automotiva produzida pela empresa Schaeffler e analisá-la desde o seu processo de injeção até a avaliação do seu desempenho mecânico. Estas duas etapas serão analisadas numericamente fazendo uso de dois softwares que se integram e posteriormente por meio de microscopia eletrônica e ensaio mecânico. Ensaios mecânicos de tração e de fluência em corpos de prova serão realizados de forma a alimentar o modelo matemático com as propriedades mecânicas do material empregado para a fabricação da referida peça. / With the development of new materials for aplication in innovative produts, engineering is in front of questions to be solved in some steps of its design. At the conceitual project, preliminary project and the detailed project of the product, aspects as production process and simulation of the mechanical performance would be analysed in order to technicals and economics requests be met together. So, composites materials which are in constant evolution need advanced mathematical models in order to prevent the mechanical behaviour of components produced with this material. As the injection process is commonly used to produce components in polymeric materials is important to simulate not only the mechanical behavior but also the injection process. Parameters like injection point, temperature and pressure injection and residuals stress are important variables to be analysed. If adicionally short fibers are introduced in the injection process, as a mechanical strengthening to improve the performance of the component, the fiber orientation and the orthotropic properties have to be determined. So, the objectif of this work is to develop a mathematical model for a linear viscoelasticity in composite materials made with polymeric matrix and short fiber. In order to apply this model, it is proposed a case study in an automotive component produced by Schaeffler Company and investigate its injection process and its mechanical behavior. These two steps will be investigated numerically using two softwares that are integrated. After that, electronic microscopy and mechanical tests will be made. Tensile tests and creep tests will be made in specimes in order to determine elastics constants and time variable data for the mathematical model.

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2012 / Inclui bibliografias / Definicao do problema. Fraturas em sobredentaduras ocorrem mais comumente na base na regiao dos conectores. Objetivo. O presente estudo avaliou o efeito de reforcos estruturais de fibra de vidro com diferentes desenhos e posicionamentos e um reforco em me / Definition of the problem. Fractures in overdentures occur most often at the base near the connectors. Objective. This study evaluated the effect of glass fiber and cast metal structural reinforcements, with different positions for the glass fibers, on re

Polipropileno (PP) é um termoplástico com ótimo balanço de propriedades, baixo custo e largo espectro de aplicações. Seu uso como material de engenharia é limitado pelos seus valores relativamente baixos de propriedades mecânicas. A adição de reforço ao PP melhora suas propriedades termomecânicas, tornando-o adequado para fabricação de peças de engenharia como composto termoplástico. Fibra de vidro (FV) é o reforço mais empregado em compostos de PP devido a maior resistência mecânica específica gerada no PP e por atuar como agente nucleante. Devido à diferença entre as naturezas das ligações secundárias, há pouca afinidade química entre PP-FV, sendo necessária a modificação interfacial através de agentes de acoplamento poliméricos (AA) para melhorar o desempenho termomecânico deste composto. Averiguou-se neste trabalho a influência de dois AA, um à base de PP e outro à base de EPDM, ambos graftizados com anidrido maleico (PAM e EAM, respectivamente), no comportamento térmico do composto PP∕FV. Os compostos PP30FV-AA foram preparados em extrusora dupla rosca ZSK 26, e posteriormente injetados em uma injetora Airburg para obtenção de corpos de prova utilizando teor fixo de 30% FV e teores de 0,5∕1,0∕2,0% AA. O PP e seus compostos foram caracterizados via microscopia óptica acoplada à placa Hot Stage, cristalização isotérmica e não isotérmica por calorimetria (DSC), resistência à deflexão térmica (HDT), morfologia da fratura (MEV) e comportamento viscoelástico (DMA) para analisar a influência do AA e da FV. Os resultados obtidos foram avaliados estatisticamente via metodologia ANOVA (Analysis of Variance). O efeito sinérgico FV-AA na cristalização isotérmica do PP foi dependente da combinação temperatura-natureza-teor de AA, sendo a temperatura o fator preponderante. A interação interfacial entre a matriz- reforço foi substancialmente favorecida pelo PAM. O uso de EAM retardou a cristalização do PP, enquanto que o PAM favoreceu este processo. Constatou-se que o AA teve pouca influência no tempo de meia-vida de cristalização nas menores isotermas e, para isotermas mais próximas à fusão do PP, o PAM apresentou menores valores deste parâmetro. Os valores de deflexão térmica foram semelhantes para todas as formulações contendo PAM, enquanto que a adição de EAM decresceu esta propriedade. Em temperaturas inferiores à transição vítrea (Tg) do PP, todos os compostos com AA apresentaram menor módulo elástico em relação ao composto puro; em temperaturas superiores à Tg, o PAM favoreceu aumentou esta propriedade na faixa de temperatura em que o composto usualmente é utilizado. / Polypropylene (PP) features by its properties balance, price and large array of applications. However, its use as engineering component is limited by relative low mechanical properties. PP reinforcement improves its thermomechanical properties, turning it into suitable to produce engineering components as a reinforced thermoplastic composite. Glass fiber (GF) is the most usual reinforce utilized in PP due to its great specific mechanical strength elastic modulus and nucleation capability. In reason of different secondary bonds between PP and GF, it is mandatory to modify the interface between these domains through polymeric coupling agents (CA) to improve thermomechanical performance. It was evaluated the influence of two CA based on PP and EPDM grafted with maleic anhydride (PAM and EAM) on thermal behavior of PP∕GF composite. PP30GF-CA composites were prepared in a twin screw extrusor ZSK 26 and injected in an injector Airburg with fixed GF content (30%) and different CA contents (0.5∕1.0∕2.0%). PP and PP composites were analyzed by optical microscopy with Hot Stage, isothermal and non-isothermal crystallization (DSC), as well as viscoelastic behavior. The results were statistically evaluated by ANOVA (Analysis of Variance) methodology. The synergic role between GF∕CA in PP crystallization was dependent on temperature-nature-CA content, mainly influenced by temperature. Interfacial adhesion was mainly favored by PAM. The results pointed a possible PP isotherm crystallization retardant by EAM, whereas PAM significantly favored this same process. CA presence in PP30GF composite did not influence crystallization half-life time values in lower isotherms, while in isotherms near PP melting temperature, PAM considerably decreased this parameter. Deflection thermal values were not affected by PAM, while EAM decreased this property in whole formulations. CA did not improved PP∕GF elastic modulus below PP glass transition (Tg), while in temperatures above Tg, PAM improved PP-GF this same parameter.

Materiais compósitos são geralmente utilizados por apresentarem boa versatilidade para o design de novos produtos, baixa massa específica e resistência mecânica compatível com várias aplicações estruturais. No entanto, eles têm trazido preocupações relativas à disposição final no ambiente pelo desconhecimento de seu desempenho com o passar do tempo. A previsão das propriedades é dificultada se este material estiver sujeito a um carregamento combinado ao envelhecimento. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar o envelhecimento de materiais compósitos poliméricos unidirecionais vidro/epóxi moldado pelo processo de Moldagem por Transferência de Resina (RTM) comparando as propriedades obtidas nos ensaios mecânicos antes e após envelhecimento higrotérmico em baixa e alta temperatura, associado ou não a um carregamento mecânico em flexão. Também foram estudadas as propriedades mecânicas do compósito somente sujeito ao carregamento mecânico. Basicamente, este trabalho foi dividido em três etapas: Na primeira parte foi analisado o envelhecimento higrotérmico a 50 °C e 80 °C (este último mais prejudicial às propriedades mecânicas analisadas); em seguida somente carregamento mecânico continuoem flexão e posteriormenteexposição ao envelhecimento em água combinando temperatura (80 °C) × esforço mecânico. Nas três etapas observou-se que as propriedades do laminado orientado em 0° apresentaram um maior declínio. De um modo geral a redução das propriedades mecânicas só com carregamento mecânico foi inferior ao envelhecimento higrotérmico na temperatura de 80 °C, e na exposição à água a 80 °C mais o carregamento em flexão a redução das propriedades foi mais acentuada. Ao analisar os resultados das três etapas verificou-se que a resistência short-beam, a resistência à tração e a resistência à compressão foram às propriedades que tiveram mais influência nas condições de envelhecimento citadas. Assim, posteriormente foi realizada uma análise comparativa para ver se a redução da propriedade em relação ao compósito padrão era a mesma se estudássemos os fatores separados ou junto. Conclui-se então que há necessidade de estudar envelhecimento combinado devido à grande diferença entre a soma dos envelhecimentos isolados ao se comparar com o combinado. / Composite materials are generally used because they present good versatility for new product design, low specific mass and mechanical strength compatible with various structural applications. However, they have raised concerns about the ultimate disposal of this type of material in the environment, or the unfamiliarity of its performance over time. The prediction of properties is difficult if this material is subjected to a combined loading in the aging. In this context, the objective of this work is to analyze the aging of glass / epoxy unidirectional polymeric composites molded by the Resin Transfer Molding (RTM) process comparing the properties obtained in mechanical tests before and after the hygrothermal aging, in low and high temperature, associated or not to a bending mechanical loading. Basically, this work was divided into three stages, the analysis of the hygrothermal aging at 50 ° C and 80 ° C (the latter was more harmful to the analyzed mechanical properties),continuous bending mechanical loading, and at last exposure to aging in water by combining temperature (80° C) × mechanical loading. In the three stages, it was observed that the properties of the 0 ° oriented laminate showed a larger decline. In general, the reduction of the mechanical properties with only mechanical loading was inferior to the hygrothermal aging at the temperature of 80 ° C, and the reduction of the properties was more accentuated withthe exposure to water to 80° C plus bending loading. After analyzing the results, the need of studying combined aging was justified because of the large difference between the sum of the isolated aging when compared to the combined one.Analyzing the results of the three steps, the properties that had more influence on the conditions of aging were the short-beam, tensile and compressive strength. Subsequently, a comparative analysis was carried out to see if the reduction of the property in relation to the composite pattern was the same for the factorsstudied separatelyand together. It was concluded that there is a need to study combined aging due to the large difference between the sum of the aging properties studied in isolation when compared to those studied jointly.

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.