Caracterização de compósito de matriz de poliuretano à base de óleo de mamona e resíduo de caroço de açaí

dc.contributor.advisor-co1CANDIDO, Verônica Scarpini
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8274665115727809pt_BR
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-3926-0403pt_BR
dc.contributor.advisor1FIGUEIRA, Bruno Apolo Miranda
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6852513231905237pt_BR
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-0507-8662pt_BR
dc.contributor.memberREIS, Marcos Allan Leite dos
dc.contributor.memberFERNANDEZ, Oscar Jesus Choque
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8252507933374637pt_BR
dc.contributor.member1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5573769619153861pt_BR
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-2226-2653pt_BR
dc.contributor.member1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0003-4975-5992pt_BR
dc.creatorLIMA JÚNIOR, Marcelo de Oliveira Lima
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1639890336538628pt_BR
dc.creator.ORCIDhttps://orcid.org/0009-0008-2517-5209pt_BR
dc.date.accessioned2026-07-21T02:12:48Z
dc.date.available2026-07-21T02:12:48Z
dc.date.issued2026-06-26
dc.description.abstractThe 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.resumoA 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.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.identifier.citationLIMA 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.urihttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/18306
dc.languagept
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCampus Universitário de Ananindeuapt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.sourceDisponível na internet via Sagittapt_BR
dc.subjectAçaípt_BR
dc.subjectPoliuretano de mamonapt_BR
dc.subjectResíduos lignocelulósicospt_BR
dc.subjectSustentabilidadept_BR
dc.subjectAmazôniapt_BR
dc.subjectCastor oil polyurethaneen
dc.subjectLignocellulosic wasteen
dc.subjectSustainabilityen
dc.subjectAmazonen
dc.subject.areadeconcentracaoCARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DOS MATERIAISpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOSpt_BR
dc.subject.linhadepesquisaTECNOLOGIA DOS MATERIAISpt_BR
dc.titleCaracterização de compósito de matriz de poliuretano à base de óleo de mamona e resíduo de caroço de açaípt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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