Investigação de gradiente de propriedades ao longo da espessura em amostras de PVDF exposto a fluido nitrogenado
| Ano de defesa: | 2022 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais UFRJ |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/11422/28411 |
Resumo: | In this work, PVDF samples were aged in nitrogen fluid at 93°C and 120°C, for up to 100 days, to investigate the effect of aging on the mechanical, thermal and microstructure properties of the polymer along its thickness. The samples were divided into three groups and were subjected to different aging conditions: samples completely exposed to the fluid, samples partially exposed to the fluid, control group, which consisted of samples exposed to air at high temperature, for evaluation only of the thermal effect over the polymer. After aging, the samples were sectioned into three regions of their thickness, each of which was characterized by TGA, DSC and instrumented microindentation analysis. With the results obtained, it was verified that only the temperature did not impose great changes in the thermal and mechanical behavior of the PVDF, the contact with the fluid induced a high mass gain and promoted changes both in the mechanical properties, EIT and HIT, as in the crystallinity, microstructure and melting temperature, originally presented by the polymer. The second heating in the DSC showed that these changes were permanent. A property gradient was also identified along the thickness of the samples partially in contact with the fluid, evidencing how the presence of the fluid is a key factor for the reordering of the crystalline structure and for the changes in the material properties, which occur gradually and heterogeneously in the different regions of the thickness of the samples, as the diffusion of the fluid from the surface to the interior of the polymer progresses. |
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Investigação de gradiente de propriedades ao longo da espessura em amostras de PVDF exposto a fluido nitrogenadoFluoreto de Polivinilideno (PVDF)Fluido nitrogenadoGradiente de PropriedadesComportamento térmicoComportamento mecânicoPropriedades mecânicasCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOESIn this work, PVDF samples were aged in nitrogen fluid at 93°C and 120°C, for up to 100 days, to investigate the effect of aging on the mechanical, thermal and microstructure properties of the polymer along its thickness. The samples were divided into three groups and were subjected to different aging conditions: samples completely exposed to the fluid, samples partially exposed to the fluid, control group, which consisted of samples exposed to air at high temperature, for evaluation only of the thermal effect over the polymer. After aging, the samples were sectioned into three regions of their thickness, each of which was characterized by TGA, DSC and instrumented microindentation analysis. With the results obtained, it was verified that only the temperature did not impose great changes in the thermal and mechanical behavior of the PVDF, the contact with the fluid induced a high mass gain and promoted changes both in the mechanical properties, EIT and HIT, as in the crystallinity, microstructure and melting temperature, originally presented by the polymer. The second heating in the DSC showed that these changes were permanent. A property gradient was also identified along the thickness of the samples partially in contact with the fluid, evidencing how the presence of the fluid is a key factor for the reordering of the crystalline structure and for the changes in the material properties, which occur gradually and heterogeneously in the different regions of the thickness of the samples, as the diffusion of the fluid from the surface to the interior of the polymer progresses.Neste trabalho amostras de PVDF foram envelhecidas em fluido nitrogenado a 93°C e 120°C, por até 100 dias, para investigar o efeito do envelhecimento sobre as propriedades mecânicas, térmicas e na microestrutura do polímero ao longo de sua espessura. As amostras foram divididas em três grupos, e foram submetidas a diferentes condições de envelhecimento: amostras completamente expostas ao fluido, amostras parcialmente expostas ao fluido, grupo de controle, que consistiu em amostras expostas ao ar sob temperatura elevada, para avaliação apenas do efeito térmico sobre o polímero. Após o envelhecimento as amostras foram seccionadas em três regiões da sua espessura. Cada uma delas foi caracterizada por análises de TGA, DSC e microindentação instrumentada. Com os resultados obtidos verificou-se que apenas a temperatura não exerceu grandes mudanças nos comportamentos térmico e mecânico do PVDF. O contato com o fluido induziu a elevado ganho de massa e promoveu alterações tanto nas propriedades mecânicas, EIT e HIT, quanto na cristalinidade, microestrutura e temperatura de fusão. O segundo aquecimento no DSC mostrou que essas alterações foram permanentes. Um gradiente de propriedades foi observado ao longo da espessura das amostras parcialmente em contato com o fluido apenas nos dias iniciais de envelhecimento, evidenciando como a presença do fluido é um fator chave na reordenação da estrutura cristalina e para as mudanças nas propriedades do material, que ocorrem de maneira gradual e heterogênea nas diferentes regiões da espessura das amostras, na medida que a difusão do fluido a partir da superfície para o interior do polímero progrideUniversidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de MateriaisUFRJCosta, Marysilvia Ferreira dahttp://lattes.cnpq.br/7399947651945314http://lattes.cnpq.br/6180168571876961Soares, Bluma Guentherhttp://lattes.cnpq.br/2021830350525161Silva, Antônio Henrique Monteiro da Fonseca Thomé dahttp://lattes.cnpq.br/0460991389512568Souza, Josefa Nágila Cabral de2026-02-09T17:16:39Z2026-02-11T03:00:09Z2022-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSOUZA, Josefa Nágila Cabral de. Investigação de gradiente de propriedades ao longo da espessura em amostras de PVDF exposto a fluido nitrogenado. 2022. 96 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.http://hdl.handle.net/11422/28411porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2026-02-11T03:00:09Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/28411Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2026-02-11T03:00:09Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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In this work, PVDF samples were aged in nitrogen fluid at 93°C and 120°C, for up to 100 days, to investigate the effect of aging on the mechanical, thermal and microstructure properties of the polymer along its thickness. The samples were divided into three groups and were subjected to different aging conditions: samples completely exposed to the fluid, samples partially exposed to the fluid, control group, which consisted of samples exposed to air at high temperature, for evaluation only of the thermal effect over the polymer. After aging, the samples were sectioned into three regions of their thickness, each of which was characterized by TGA, DSC and instrumented microindentation analysis. With the results obtained, it was verified that only the temperature did not impose great changes in the thermal and mechanical behavior of the PVDF, the contact with the fluid induced a high mass gain and promoted changes both in the mechanical properties, EIT and HIT, as in the crystallinity, microstructure and melting temperature, originally presented by the polymer. The second heating in the DSC showed that these changes were permanent. A property gradient was also identified along the thickness of the samples partially in contact with the fluid, evidencing how the presence of the fluid is a key factor for the reordering of the crystalline structure and for the changes in the material properties, which occur gradually and heterogeneously in the different regions of the thickness of the samples, as the diffusion of the fluid from the surface to the interior of the polymer progresses. |
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