Efeito da incorporação de lignina kraft epoxidada no comportamento mecânico de adesivo epóxi
Ano de defesa: | 2022 |
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Efeito da incorporação de lignina kraft epoxidada no comportamento mecânico de adesivo epóxiADESÃORESINAS EPOXICOMPORTAMENTO MECÂNICOARCANLIGNINA KRAFTADHESIONEPOXY RESINSMECHANICAL BEHAVIOURKRAFT LIGNINPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS - UFABCOrientador: Prof. Dr. Demetrio Jackson dos SantosCoorientador: Prof. Dr. Francisco Yastami NakamotoTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2022.Diversos tipos de adesivos tem sido amplamente utilizados em aplicacoes industriais, dentre os quais, o adesivo epoxi ocupa uma posicao de destaque, devido a sua versatilidade de propriedades e volume de aplicacao, em escala industrial. Recentemente, materiais de origens renovaveis tem sido uma alternativa de materia-prima para o desenvolvimento de adesivos, inclusive adesivos de base epoxi. A partir desta possibilidade, esse trabalho consistiu em avaliar a influencia da adicao da lignina kraft epoxidada no comportamento mecanico de adesivo epoxi. A lignina e uma materia-prima de origem renovavel, disponivel em escala industrial como subproduto da industria de papel e celulose, com estrutura rigida, incorporada na base epoxi neste trabalho, formando um copolimero. Assim, as propriedades mecanicas do adesivo desenvolvido foram investigadas por meio de um dispositivo Arcan, que permitiu analisar a aplicacao de diversos tipos de esforcos puros e combinados (tracao e cisalhamento) na regiao da camada adesiva. As espessuras dos filmes adesivos variaram de 200 ate 800 ƒÊm. As propriedades mecanicas tambem foram simuladas a partir de analise por elementos finitos (FEA) e modelos analiticos. Inicialmente, buscou-se modificar a lignina por epoxidacao e comprovar as mudancas quimicas e estruturais da lignina. Posteriormente, foi investigado como a incorporacao da lignina epoxidada afetou as propriedades mecanicas do adesivo e a adesao pratica da juncao adesiva. Por fim, foi obtido o envelope de falha da juncao adesiva, por meio do criterio de escoamento de Drucker-Prager e apresentado um modelo matematico para predicao da resistencia mecanica da juncao adesiva, utilizando elementos finitos. Desta forma, este trabalho contribuiu para a compreensao nas alteracoes causadas pela incorporacao de lignina kraft epoxidada no comportamento mecanico de adesivo epoxi.Various types of adhesives have been widely used for industrial applications, among which the epoxy adhesives occupy a prominent position in volume of application, due to their versatility regarding their properties. Recently, materials from renewable resources have been an alternative application for adhesives. In this context, this work aims to investigate the influence of the addition of modified lignin on the mechanical behavior of epoxy adhesives. Lignin is a natural polymer available on an industrial scale, as a by-product of the paper and cellulose industry. This polyphenol has a rigid structure and can be incorporated into epoxy base forming a copolymer. The mechanical properties were investigated by a small ArcanLs device, which allows the investigation off different types of stresses (tensile, shear, combined) in the adhesive region. The thickness of the adhesive films varied from 200 to 800 ƒÊm. The mechanical properties were simulated by finite element analysis (FEA), analytical models. Initially, it sought to modify lignin by epoxidation and to prove the chemical and structural modifications of lignin. Posteriorly, was to investigate, how the incorporation of the modified lignin in the epoxy base affects the mechanical properties of the adhesive, and the practical adhesion of the adhesive joint. Finally, the failure envelope of the adhesive junction was obtained using Drucker-Prager criterion and presenting a mathematical model for predicting the mechanical strength of the adhesive joint, using finite elements. Thus, this work contributed to the understanding of the changes caused by the incorporation of epoxidized kraft lignin in the mechanical behavior of epoxy adhesive.Santos, Demétrio Jackson dosNakamoto, Francisco YastamiBatalha, Gilmar FerreiraSantos, Givanildo Alves dosAntunes, Renato AltobelliVidotti, Suel EricFernando, Paulo Henrique Lixandrão2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf135 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124420http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124420&midiaext=80879Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=124420porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-07-05T15:47:20Zoai:BDTD:124420Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-07-05T15:47:20Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false |
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