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ANA FLÁVIA CÂMARA BEZERRA – TESE PPCGMAT 2017.pdf: 6002051 bytes, checksum: b3794457c523bac3cf9aa1580aab513d (MD5)
Previous issue date: 2014-12-17 / Capes / O uso de fibras vegetais minimiza a poluição ambiental e os custos de produção dos materiais compósitos, além de melhorarem as suas propriedades físicas e mecânicas. Neste trabalho, fibras de caroá e de coco foram utilizadas como reforço do polímero comercial biopoli, oriundo de fonte natural. Compósitos contendo 13, 23, 30 e 40% m/m de fibras de caroá ou de coco foram confeccionados e seus desempenhos mecânicos em tração, flexão e impacto foram determinados. Um estudo sobre o envelhecimento térmico dos compósitos a uma temperatura constante de 110oC também foi realizado. As fibras e os compósitos foram caracterizados por: análise termogravimétrica (TG), difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Verificou-se que as melhores propriedades mecânicas foram alcançadas para os compósitos contendo entre 23 e 30 % de fibras (caroá ou coco). Por exemplo, a resistência a tração foi maior para compósito contendo 30 % m/m de fibra de caroá (36,94 MPa) e para o compósito confeccionado com 23 % m/m (13,3 MPa) de fibra de coco. O ensaio de envelhecimento térmico evidenciou que houve perdas significativas na resistência à tração dos compósitos em função do tempo de exposição térmica. Resistência à flexão, módulo de elasticidade em tração e em flexão foram pouco afetados pela exposição térmica, enquanto os valores de resistência ao impacto apresentaram queda gradativa de até 65 e 85,33 % para os compósitos confeccionados com fibra de caroá e coco, respectivamente, após 40 dias de ensaio. Matriz e compósitos confeccionados com 23 % m/m de fibras (caroá ou coco) com e sem revestimento de esmalte sintético foram submetidos ao envelhecimento acelerado com ciclos de exposição ultravioleta (UV)/umidade/temperatura, sorção higrotérmicao e sorção de água à temperatura ambiente. Os resultados demonstram redução na resistência à tração e na resistência ao impacto com o tempo de exposição. O recobrimento superficial minimizou os danos causados pelo envelhecimento em todas as amostras (matriz e compósitos). Estudos de sorção de água foram conduzidos em água fervente e na temperatura ambiente em amostras recobertas e não recobertas com resina e/ou esmalte sintético. Os resultados sugerem que o recobrimento com resina reduz a sorção de água e que o recobrimento com esmalte sintético não foi eficaz, na realidade aumentando a cinética e quantidade de água absorvida, o que foi atribuído à composição química do esmalte sintético. Por fim, foi realizado o ensaio de emissão acústica na matriz e nos compósitos confeccionados com 13 e 40% de fibra de caroá e com 40% de fibra de coco, os resultados demonstraram maior número de hits nos compósitos em relação à matriz polimérica, atribuídos ao descolamento da interface, delaminação e também devido o maior número e percurso de trincas ocorridas nos compósitos. Tendo em vista o conjunto de propriedades obtidas é possível concluir que os compósitos contendo 23% de fibra de caroá e coco são opções para serem aplicados em mobiliários, painéis e divisórias de ambientes, principalmente pelo fato destes compósitos apresentarem menor impacto ambiental, já que são confeccionados com fontes renováveis e vegetais. / In addition to improving the physical and mechanical properties of composites, the use of vegettable fibers minimizes environmental pollution and production costs of these materials. In this work, caroá and coconut fibers were used as reinforcement of a commercial, natural source polymer, known as biopoli. Composites containing 13, 23, 30 and 40% w/w caroa or coconut fibers were manufactures and their mechanical, flexural and impact performances were determined. A study on the thermal aging of the composites at a constant temperature (110 °C) was also performed. Fibers and composites were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the best mechanical properties were achieved for composites containing between 30 and 23%(w/w) fiber (caroa or coconut). For example, the tensile strength was higher for the composite containing 30% caroá fiber (36.94 MPa) and for the one with 23% (13.3 MPa) coconut fiber. Thermal aging test showed that there was significant loss on the tensile strength of the composites as a function of thermal exposure. Flexural strength, tensile and flexural moduli were hardly affected by thermal exposure, whereas the impact strength values showed a gradual decrease of up to 65 and 85.33% for composites made with coconut and caroa fibera, respectively, after 40 days of thermal exposure. Matrix and composites made with 23% w/w of fibers (caroa or coconut) with and without synthetic enamel coating subjected to accelerated aging cycles by exposure to ultraviolet (UV) light/humidity/temperature. The results show a reduction in tensile strength and in impact resistance with exposure time. The surface coating minimized the damage caused by aging in all samples (matrix and composites). Water sorption studies were conducted on boiling water and at room temperature on samples coated and uncoated with resin and or enamel. Our data suggests that resin coating reduced water pick up but enamel coating was ineffective and actually increased water pick up kinetics and content, which was attributed to the enamel chemical composition. Finally, we performed the acoustic emission test in the matrix and composites made with 13 and 40% caroá fiber and 40% coconut fiber, the results showed a higher number of hits in the composites compared to the polymer matrix, assigned the detachment of the interface, delamination and also because the largest number and route of cracks occurred in the composites. Given the set of properties obtained it can be concluded that the composites containing 23% fiber caroá and coconut are options to be used in furniture, panels and partitions environments, mainly because these composites having less environmental impact, since they are made from renewable plant sources and.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/233 |
| Date | 22 January 2018 |
| Creators | BEZERRA, Ana Flávia Câmara. |
| Contributors | CARVALHO, Laura Hecker de., SANTANA, Lisiane Navarro de Lima, SILVA, Suédina Maria de Lima., LIMA, Antonio Gilson Barbosa de., FREITAS, Roberto Fernando de Souza., FONSECA, José Luís Cardozo. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. |
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