Desenvolvimento de um processo para incorporação de fios de juta em matriz termoplástica e caracterização dos compósitos.
Ano de defesa: | 2008 |
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Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Campina Grande
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Programa de Pós-Graduação: |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS
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Departamento: |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
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Link de acesso: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1811 |
Resumo: | As fibras vegetais são utilizadas em compósitos polimérlcos devido ao seu baixo peso e custo e por apresentarem boas propriedades mecânicas, Além disto, são provenientes de fontes renováveis, não são tóxicas e apresentam urna baixa abrasividade. Devido a isto, os compósitos produzidos com fibras naturais podem ser considerados ecologicamente amiqáveis. As fibras vegetais são mais utilizadas como reforço em matrizes termofixas, porém nos últimos anos vem crescendo o interesse per compósitos com matriz termoplástica, Normalmente, para esta última, são utilizadas fibras curtas. Entretanto, a utilização de fibras curtas não gera produtos com boas propriedades mecânicas. Porém quando as fibras vegetais são alinhadas, longas e contínuas, suas potencialidades rnáxlmas de reforço são repassadas ao compósito. Sendo assim neste trabalho foi desenvolvida uma técnica para se incorporar fibras longas, alinhadas e contínuas de juta em matrizes termoplástica. 0 processo se caracteriza por utilizar dois passos distintos, a saber: 1) filament winding - onde fios da fibra desejada são dispostos sabre uma placa rnetálica envolvida por filmes da matriz termoplástica, seguido de 2) recobrimento da placa com outros filmes de matriz termoplástica e compressão do conjunto a quente. 0 produto obtido (placas contendo fibras longas e alinhadas, recobertas por matriz termoplástica) e então empilhado na sequência de orientação desejada e consolidado por compressão a quente mais uma vez para formar os compósitos propriamente ditos. Os compósitos obtidos foram caracterizados mecanicamente (em tração, flexão e impacto), em função do teor de fibra, do fio de juta utilizado (classificados como 10/1 formado por uma única perna; e 10/2 - formado por duas pernas) e do índice de fluidez da matriz. Os resultados demonstraram que a incorporação dos fios de juta a matriz termoplástica provoca aumentos significativos na resistência a tração;,no módulo de elasticidade (tanto em tração, quanta em flexão) e 80 dobramento. Por outro lado, a reslstência ao impacto dos compósitos foi reduzida se comparada ada matriz . |
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CARVALHO, Laura Hecker de.CARVALHO, L. H.http://lattes.cnpq.br/6358009621640820D'ALMEIDA, José Roberto Moraes.CANEDO, Eduardo Luís.ARAÚJO, Carlos José.RABELLO, Marcelo Silveira.CAVALCANTE, J. M. F.http://lattes.cnpq.br/8062271481072466CAVALCANTE, Joselito Medeiros de Freitas.As fibras vegetais são utilizadas em compósitos polimérlcos devido ao seu baixo peso e custo e por apresentarem boas propriedades mecânicas, Além disto, são provenientes de fontes renováveis, não são tóxicas e apresentam urna baixa abrasividade. Devido a isto, os compósitos produzidos com fibras naturais podem ser considerados ecologicamente amiqáveis. As fibras vegetais são mais utilizadas como reforço em matrizes termofixas, porém nos últimos anos vem crescendo o interesse per compósitos com matriz termoplástica, Normalmente, para esta última, são utilizadas fibras curtas. Entretanto, a utilização de fibras curtas não gera produtos com boas propriedades mecânicas. Porém quando as fibras vegetais são alinhadas, longas e contínuas, suas potencialidades rnáxlmas de reforço são repassadas ao compósito. Sendo assim neste trabalho foi desenvolvida uma técnica para se incorporar fibras longas, alinhadas e contínuas de juta em matrizes termoplástica. 0 processo se caracteriza por utilizar dois passos distintos, a saber: 1) filament winding - onde fios da fibra desejada são dispostos sabre uma placa rnetálica envolvida por filmes da matriz termoplástica, seguido de 2) recobrimento da placa com outros filmes de matriz termoplástica e compressão do conjunto a quente. 0 produto obtido (placas contendo fibras longas e alinhadas, recobertas por matriz termoplástica) e então empilhado na sequência de orientação desejada e consolidado por compressão a quente mais uma vez para formar os compósitos propriamente ditos. Os compósitos obtidos foram caracterizados mecanicamente (em tração, flexão e impacto), em função do teor de fibra, do fio de juta utilizado (classificados como 10/1 formado por uma única perna; e 10/2 - formado por duas pernas) e do índice de fluidez da matriz. Os resultados demonstraram que a incorporação dos fios de juta a matriz termoplástica provoca aumentos significativos na resistência a tração;,no módulo de elasticidade (tanto em tração, quanta em flexão) e 80 dobramento. Por outro lado, a reslstência ao impacto dos compósitos foi reduzida se comparada ada matriz .Vegetable fibers can and are used to reinforce polymer matrices with varying degrees of success. The interest in investigating the viability of incorporating these fibers into polymers is associated with their availability, lightweight, low cost, good set of mechanical properties and environmental concerns as these fibers come from renewable sources, are non toxic, non abrasive to processing equipment and degrade fairly easily. Thus, omposites reinforced with these fibers would be considered to be ecofriendly. The use of vegetable fibres as reinforcement in thermoset matrices is well established. In the lastdecades, thermoplastic/vegetable fiber composites are being intensively investigated. However, in general, thermoplastic composites are reinforced with short fibers as these matrices are commonly extruded and/or injection molded, which limits composite property enhancement. Thus, in order to obtain thermoplasticlvegetable fiber composites with better mechanical properties, we have developed a method to manufacture long, continuous, aligned thermoplastic composites. The process consists of aligning and winding fiber yams around a metal plate, sandwiching them with plastic films and compression molding. The plates can then be stacked in different arrangements and consolidated byhot compression. In this work the tensile, flexural and impact properties of PP and LOPE/jute yarn composites, manufactured by the method described, were determined. Two polypropylene (PP) and one polyethylene (LOPE) matrices with different molecular weights were used asthe matrix and two jute yearns (classified as 10/1 and 1012) were used as reinforcement and used In the manufacture of composites having different fiber contents and orientations. Our data shows that the method proposed is viable and that significant property enhancements were achieved. Tensile strength and modulus significantly increased with fiber incorporation and content, although for the latter, better properties were achieved for composites having 2 reinforcing layers. It is believed this behavior may be associated with fiber impregantion and/or interface quality. The same trend was observed for flexural modulus and strength. Composite impact strenghts were significantly smaller than those of the matrices which is thought to be due to the incorporation of relatively rigid fibers into very ductile matrices. In general, higher moduli (tensile and flexural) were achieved by composites reinforced with the thinner thread (10/1), while those reinforced with the thicker jute thread ended to display higher strenght (tensile, flexural and impact).Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T11:38:32Z No. of bitstreams: 1 JOSELITO MEDEIROS DE FREITAS CAVALCANTE - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 4844942 bytes, checksum: 947da18e736837f36133a2d6f473ad54 (MD5)Made available in DSpace on 2018-09-26T11:38:32Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia de Processos) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2008. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1811info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGORIGINALJOSELITO MEDEIROS DE FREITAS CAVALCANTE - TESE (PPGEP) 2008.pdfJOSELITO MEDEIROS DE FREITAS CAVALCANTE - TESE (PPGEP) 2008.pdfapplication/pdf4871775http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/1811/3/JOSELITO+MEDEIROS+DE+FREITAS+CAVALCANTE+-+TESE+%28PPGEP%29+2008.pdf3e417fc87dfa4934de8942b13f1c99b1MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/1811/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/18112022-10-05 14:42:21.724oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-10-05T17:42:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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