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Tipo: Dissertação
Data do documento: 20-Jan-2025
Autor(es): NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa
Primeiro(a) Orientador(a): CANDIDO, Verônica Scarpini
Primeiro(a) coorientador(a): OLIVEIRA, Michel Picanço
Título: Avaliação microestrutural e mecânica das fibras de cotia e dos compósitos de matriz poliéster
Agência de fomento: 
Citar como: NASCIMENTO, Damares da Cruz Barbosa. Avaliação microestrutural e mecânica das fibras de cotia e dos compósitos de matriz poliéster. Orientadora: Verônica Scarpini Candido. 2025. 129 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16796. Acesso em:.
Resumo: A busca por materiais sustentáveis e de baixo custo tem impulsionado o uso de fibras naturais no desenvolvimento de compósitos poliméricos, devido às suas propriedades mecânicas e sustentáveis. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo estudar e caracterizar uma nova fibra natural, além estudar as propriedades mecânicas dos compósitos confeccionados com fibras in natura (FC) e mercerizadas (FM) em percentual volumétrico de 10, 20 e 30%. As fibras e os compósitos foram caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória (DSC), Energia Dispersiva (EDS) e Espectroscopia Raman, além de caracterização mecânica. A caracterização física das fibras indicou uma densidade média em torno de 0,34 g/cm3. O FTIR das fibras FC e FM indicaram modificações químicas estruturais, que foram confirmadas com Raman, MEV e EDS. A estabilidade térmica da fibra de Cotia in natura aproximou-se das temperaturas de 145 e 272 ºC. As propriedades mecânicas das fibras FC e FM presentaram resistência média em torno de 151,32 e 99,98 MPa, respectivamente. O FTIR e o Raman dos compósitos apontaram poucas mudanças relacionadas à variação do tratamento químico, mas diferenças quando percentuais de fibras eram adicionadas. Os resultados de tração e flexão indicaram que as fibras FC são mais resistentes e rígidas, em relação a matriz, do que as fibras modificadas. O MEV confirmou a existência de defeitos e falhas que originaram a ruptura precoce dos compósitos com fibras FM. A ANOVA de F único e duplo confirmaram que ambos os fatores, modificação química e incremento em percentual volumétrico, tiveram impacto nas propriedades finais. Embora os resultados das fibras FM não tenham causado impacto positivo, as propriedades das fibras in natura destacam-se como reforços eficientes para aplicação em engenharia.
Abstract: The search for sustainable and low-cost materials has driven the use of natural fibers in the development of polymer composites, due to their mechanical and sustainable properties. The aim of this work is to study and characterize a new natural fiber, as well as to study the mechanical properties of composites made with in natura fibres (FC) and mercerized fibres (FM) in volumetric percentages of 10, 20 and 30%. The fibres and composites were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermogravimetry (TGA), Scanning Calorimetry (DSC), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) and Raman Spectroscopy, as well as mechanical characterization. The physical characterization of the fiber indicated an average density of around 0.34 g/cm3. The FTIR of the FC and FM fibers indicated chemical structural changes, which were confirmed with Raman, SEM and EDS. The thermal stability of Cotia fiber in natura was close to 145 and 272 ºC. The mechanical properties of the FC and FM fibers showed average strengths of around 151.32 and 99.98 MPa, respectively. The FTIR and Raman scans of the composites showed few changes related to the variation in chemical treatment, but differences when percentages of fibers were added. The tensile and flexural results indicated that the CF fibers were stronger and stiffer in relation to the matrix than the modified fibers. The SEM confirmed the existence of defects and flaws that caused early rupture of the composites with FM fibers. The single and double F ANOVA confirmed that both factors, chemical modification and increase in volume percentage, had an impact on the final properties. Although the results of the FM fibers did not have a positive impact, the properties of the in natura fibers stand out as efficient reinforcements for engineering applications.
Palavras-chave: Fibras naturais
Compósitos
Fibra de cotia
Mercerização
Amazônia
Natural fibers
Composites
Cotia fiber
Mercerization
Amazonian
Área de Concentração: CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÕES DE MATERIAIS
Linha de Pesquisa: TECNOLOGIA DOS MATERIAIS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Campus Universitário de Ananindeua
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte: Disponível na internet via Sagitta
Aparece nas coleções:Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua

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