Caracterização de compósito de matriz de poliuretano à base de óleo de mamona e resíduo de caroço de açaí
| dc.contributor.advisor-co1 | CANDIDO, Verônica Scarpini | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8274665115727809 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor-co1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-3926-0403 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | FIGUEIRA, Bruno Apolo Miranda | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6852513231905237 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-0507-8662 | pt_BR |
| dc.contributor.member | REIS, Marcos Allan Leite dos | |
| dc.contributor.member | FERNANDEZ, Oscar Jesus Choque | |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8252507933374637 | pt_BR |
| dc.contributor.member1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5573769619153861 | pt_BR |
| dc.contributor.member1ORCID | https://orcid.org/0000-0003-2226-2653 | pt_BR |
| dc.contributor.member1ORCID | https://orcid.org/0000-0003-4975-5992 | pt_BR |
| dc.creator | LIMA JÚNIOR, Marcelo de Oliveira Lima | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1639890336538628 | pt_BR |
| dc.creator.ORCID | https://orcid.org/0009-0008-2517-5209 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2026-07-21T02:12:48Z | |
| dc.date.available | 2026-07-21T02:12:48Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-26 | |
| dc.description.abstract | The growing environmental concern and the search for sustainable materials are driving research into composites with natural reinforcements. The use of natural fibers and particulates in polymeric matrices is a consolidated area in materials engineering due to promising results in mechanical performance. In this context, the large quantity of acai waste without proper disposal, combined with a castor oil-based polyurethane (COPU) polymeric matrix, represents a viable and sustainable option for the development of new materials. Therefore, the main objective of this work was to investigate the influence of particle size and volumetric fraction of acai (Euterpe oleracea) particulates on the properties of castor oil polyurethane (COPU) composites, aiming at the development of sustainable materials. The methodology involved the characterization of the particulates by optical microscopy, SEM/EDS, pycnometry, XRD, TGA/DTG, and FTIR, and the composites by mechanical tests (tensile, compression, flexural, Izod impact, Shore D hardness), water absorption, and flammability. The main results showed that the incorporation of acai particulates significantly altered the matrix properties. The 60G1 formulation (60% fine particulates) stood out for optimizing tensile strength (16.51 ± 1.62 MPa, 8% higher than the pure matrix) and compression (37.94 ± 2.17 MPa, a 544% gain), in addition to presenting the greatest reduction in burning rate (10.37 ± 1.86 mm/s, a 60% decrease) and suppression of dripping. Formulations 50G2 and 60G2 (intermediate particulates) exhibited the best performance in flexural strength (21.45 ± 1.75 MPa for 60G2). Shore D hardness increased with the addition of particulates, with 60G3 (coarse particulates) showing the highest value (64.9 ± 2.71). Water absorption increased due to the hygroscopic nature of the particulates but remained within acceptable limits for certain applications. Microstructural analysis by SEM revealed the presence of voids and interfacial failure, which negatively impacted mechanical properties, especially impact toughness. The application of these composites is promising in indoor environments, such as cladding panels. It is concluded that COPU/acai composites show great potential as engineering materials, with the 60G1 formulation offering the best balance of properties. To optimize performance, future studies should focus on reducing the void fraction and improving interfacial adhesion. | en |
| dc.description.resumo | A crescente preocupação ambiental e a busca por materiais sustentáveis impulsionam a pesquisa em compósitos com reforços naturais. A utilização de fibras e particulados naturais em matrizes poliméricas é uma vertente consolidada na engenharia de materiais, devido aos resultados promissores em desempenho mecânico. Nesse contexto, a grande quantidade de resíduos de açaí sem destinação correta, combinada com a matriz polimérica de poliuretano baseado em óleo de mamona (PUOM), representa uma opção viável e sustentável para o desenvolvimento de novos materiais. Desse modo, este trabalho teve como objetivo principal investigar a influência da granulometria e da fração volumétrica de particulados de açaí (Euterpe oleracea) nas propriedades de compósitos de poliuretano de mamona (PUOM), visando o desenvolvimento de materiais sustentáveis. A metodologia envolveu a caracterização dos particulados por microscopia óptica, MEV/EDS, picnometria, DRX, TGA/DTG e FTIR, e dos compósitos por ensaios mecânicos (tração, compressão, flexão, impacto Izod, dureza Shore D), absorção de água e flamabilidade. Os principais resultados demonstraram que a incorporação dos particulados de açaí alterou significativamente as propriedades da matriz. A formulação 60G1 (60% de particulados finos) destacou-se pela otimização da resistência à tração (16,51 ± 1,62 MPa, 8% superior à matriz pura) e compressão (37,94 ± 2,17 MPa, 544% de ganho), além de apresentar a maior redução na taxa de queima (10,37 ± 1,86 mm/s, 60% de diminuição) e supressão do gotejamento. As formulações 50G2 e 60G2 (particulados intermediários) exibiram o melhor desempenho em resistência à flexão (21,45 ± 1,75 MPa para 60G2). A dureza Shore D aumentou com a adição dos particulados, sendo a 60G3 (particulados grossos) a de maior valor (64,9 ± 2,71). A absorção de água aumentou devido ao caráter higroscópico dos particulados, mas permaneceu dentro de limites aceitáveis para certas aplicações. A análise microestrutural por MEV revelou a presença de vazios e falha interfacial, que impactaram negativamente as propriedades mecânicas, especialmente a tenacidade ao impacto. A aplicação desses compósitos é promissora em ambientes internos, como painéis de revestimento. Conclui-se que os compósitos de PUOM/açaí apresentam um grande potencial como materiais de engenharia, com a formulação 60G1 oferecendo o melhor balanceamento de propriedades. Para otimizar o desempenho, estudos futuros devem focar na redução da fração de vazios e na melhoria da adesão interfacial. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | pt_BR |
| dc.identifier.citation | LIMA JÚNIOR, Marcelo de Oliveira. Caracterização de compósito de matriz de poliuretano à base de óleo de mamona e resíduo de caroço de açaí. Orientador: Bruno Apolo Miranda Figueira. 2026. 2018 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2026. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18306. Acesso em:. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18306 | |
| dc.language | pt | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Pará | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Campus Universitário de Ananindeua | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFPA | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.source | Disponível na internet via Sagitta | pt_BR |
| dc.subject | Açaí | pt_BR |
| dc.subject | Poliuretano de mamona | pt_BR |
| dc.subject | Resíduos lignocelulósicos | pt_BR |
| dc.subject | Sustentabilidade | pt_BR |
| dc.subject | Amazônia | pt_BR |
| dc.subject | Castor oil polyurethane | en |
| dc.subject | Lignocellulosic waste | en |
| dc.subject | Sustainability | en |
| dc.subject | Amazon | en |
| dc.subject.areadeconcentracao | CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DOS MATERIAIS | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS | pt_BR |
| dc.subject.linhadepesquisa | TECNOLOGIA DOS MATERIAIS | pt_BR |
| dc.title | Caracterização de compósito de matriz de poliuretano à base de óleo de mamona e resíduo de caroço de açaí | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
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