Integração entre a caracterização experimental e a simulação computacional de nanocompósitos de polipropileno / grafeno para aplicações automotivas - Hossoya, Eder Massaharu (2025)
A crescente demanda da indústria automotiva por materiais mais eficientes e sustentáveis tem impulsionado o desenvolvimento de novos compósitos poliméricos reforçados com nanomateriais, como o grafeno. Este trabalho investiga a obtenção e caracterização de nanocompósitos à base de polipropileno (PP) e grafeno, visando aplicações na indústria automotiva auxiliadas por métodos computacionais. Os nanocompósitos foram produzidos via extrusão no estado fundido, utilizando teores de 0,01%, 0,05% e 0,1% em massa de grafeno, seguido de moldagem por injeção. As propriedades dos materiais foram avaliadas por meio de diversas técnicas de caracterização, abrangendo aspectos mecânicos, térmicos e reológicos. Foram realizados ensaios de tração para determinar o módulo de elasticidade, resistência à tração e deformação na ruptura. Além disso, foram avaliados o índice de fluidez, calor específico, diagrama pressão-volume-temperatura (PVT), condutividade térmica e viscosidade. Essas análises permitiram comprarar as caracterização do polipropileno puro e nancompósito polipropileno / grageno e gerar um banco de dados utilizado no software Autodesk Moldflow para simular o processo de injeção. Os resultados demonstraram que a incorporação de grafeno ao PP resulta em melhorias significativas nas propriedades mecânicas, como rigidez e resistência à tração, além a estabilidade dimensional do produto, sem prejudicar o processo de injeção. O grafeno atuou como agente nucleante, promovendo uma cristalização mais eficiente e melhorando as propriedades estruturais do compósito. Este estudo valida o potencial dos nanocompósitos de PP/grafeno para aplicações industriais, destacando a possibilidade de reduzir o peso das peças, melhorar a eficiência mecânica e atender às exigências da indústria automotiva.