Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17448
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 14-Dez-2022 |
Autor(es): | SANTOS, Hudson Carlos Melo dos |
Afiliação do(s) Autor(es): | UFPA - Universidade Federal do Pará |
Primeiro(a) Orientador(a): | GOMES, Laércio Gouvêa |
Título: | Caracterização mecânica e análise fractográfica de compósitos poliméricos com fibras naturais do epicarpo do coco babaçu (Orbignya Speciosa) |
Citar como: | SANTOS, Hudson Carlos Melo dos. Caracterização mecânica e análise fractográfica de compósitos poliméricos com fibras naturais do epicarpo do coco babaçu (Orbignya Speciosa). Orientador: Laércio Gouvêa Gomes. 2022. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Industrial) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17448. Acesso em:. |
Resumo: | A pressão exercida sobre os recursos naturais, advinda do crescimento exponencial da demanda mundial conduz a atividade humana a um cenário sem precedentes. Pesquisadores vêm demonstrando inúmeros esforços por soluções sustentáveis, nesse cenário observa-se o crescimento contínuo no desenvolvimento de materiais compósitos com fibras vegetais. Neste trabalho, foram produzidos materiais de matriz poliéster ortoftálica pura e materiais compósitos com fibras vegetais do epicarpo do coco babaçu. Os compósitos foram fabricados de forma manual utilizando moldes de silicone. As fibras caracterizadas quanto a sua morfologia, através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), foram inseridas de modo aleatório com frações mássicas fixados em 3 % e 5 %, comprimento variando entre 10 mm e 20 mm. Os compósitos produzidos foram analisados quanto as suas propriedades mecânicas, através dos ensaios de tração e flexão segundo as normas ASTM D 638 e ASTM D 790, e análise fractográfica da superfície de fratura através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise morfológica da superfície das fibras evidenciou sua rugosidade e características presentes das fibras vegetais. Para os compósitos com 3 % de fibras obteve-se uma resistência à tração de 20,03 MPa enquanto que os compósitos com 5 % de fibras o resultado foi de 14,16 MPa, em relação à propriedade de resistência à flexão os resultados obtidos foram de 32,34 MPa para os compósitos com 3 % de fibras e 37,01 MPa para os compósitos com 5 % de fibras, em ambas propriedades (resistência à tração e resistência à flexão) houve redução das mesmas quando comparados com o material de matriz pura. No que diz respeito ao módulo de elasticidade, os compósitos tiveram um aumento dessa propriedade mecânica quando comparados com a matriz pura, ratificando que o aumento da rigidez do material se dá pelo aumento da fração das fibras, com os melhores resultados obtidos nos compósitos com 5 % de fibras, 0,486 GPa nos ensaios de tração e 27,10 GPa nos ensaios de flexão. As análises fractográficas das superfícies de fratura demonstraram resultados satisfatórios, quanto à identificação dos mecanismos de falhas e características presentes nos compósitos, como presença de bolhas de ar, vazios e o fenômeno de fibras sacadas da matriz (pull out), indicando baixa adesão na interface matriz/fibra. |
Abstract: | The pressure exerted on natural resources, arising from the exponential growth of world demand, leads human activity to an unprecedented scenario. Researchers have been demonstrating numerous efforts for sustainable solutions, in this scenario there is a continuous growth in the development of composite materials with vegetable fibers. In this work, pure orthophthalic polyester matrix materials and composite materials with plant fibers from the babassu coconut epicarp were produced. The composites were manufactured manually using silicone molds. The fibers characterized according to their morphology, through scanning electron microscopy (SEM), were randomly inserted with mass fractions set at 3% and 5%, length varying between 10 mm and 20 mm. The composites produced were analyzed for their mechanical properties, through tensile and flexural tests according to ASTM D 638 and ASTM D 790 standards, and fractographic analysis of the fracture surface through scanning electron microscopy (SEM). The morphological analysis of the surface of the fibers showed its roughness and characteristics present in vegetable fibers. For composites with 3% of fibers, a tensile strength of 20.03 MPa was obtained, while for composites with 5% of fibers, the result was 14.16 MPa. of 32.34 MPa for the composites with 3% of fibers and 37.01 MPa for the composites with 5% of fibers, in both properties (tensile strength and flexural strength) there was a reduction of the same when compared to the matrix material pure. With regard to the modulus of elasticity, the composites had an increase in this mechanical property when compared to the pure matrix, confirming that the increase in the stiffness of the material is due to the increase in the fiber fraction, with the best results obtained in composites with 5 % of fibers, 0.486 GPa in tensile tests and 27.10 GPa in bending tests. The fractographic analyzes of the fracture surfaces showed satisfactory results regarding the identification of failure mechanisms and characteristics present in the composites, such as the presence of air bubbles, voids and the phenomenon of fibers pulled out of the matrix (pull out), indicating low adhesion at the interface matrix/fiber. |
Palavras-chave: | Sustentabilidade Matriz Poliéster Resíduos Vegetais Babaçu Sustainability Polyester matrix Plant Waste Babassu |
Área de Concentração: | PROJETOS INDUSTRIAIS |
Linha de Pesquisa: | MATERIAIS E PROCESSOS DE FABRICAÇÃO |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletrônico:bibliotecaitec@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Industrial (Mestrado) - PPGEI/ITEC |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Dissertacao_CaracterizacaoMecanicaAnalise.pdf | 5,42 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons