Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi

SANTOS, Avener Gleidson Andrade

Dissertação

Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi

In recent decades, the search for materials with high mechanical performance and that are in accordance with sustainability requirements has become increasing. In the context of sustainability, the United Nations (UN) established in 2015 the Sustainable Development Goals (SDGs), in order to guide th...

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Autor principal:	SANTOS, Avener Gleidson Andrade
Grau:	Dissertação
Idioma:	por
Publicado em:	Universidade Federal do Pará 2023
Assuntos:	Fibras naturais Sustentabilidade Compósitos Poliméricos Natural fibers Sustainability Composites Polymeric CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA TECNOLOGIA DOS MATERIAIS CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MATERIAIS
Acesso em linha:	http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/15380

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The use of waste to produce new materials is beneficial, because the use of these materials represents a solution for environmentally friendly disposal, thus covering the requirements established by the SDGs. The use of natural fibers in the production of new materials has increased significantly in the last decade. The use of natural fibers as reinforcement in polymer matrix composites is already well established. This is due to the fact that some fibers have high mechanical performance and good thermal stability, two highly attractive properties in composite materials. Composites reinforced with natural fibers have a vast field of application, and can be used in civil construction, aerospace, and automotive industries, among others. In this scenario, the use of tururi fabric as a reinforcement agent in composites of polymeric matrix emerges as a viable alternative for sustainable disposal of this waste coming from the harvesting stage of its fruits. Thus, this study aims to characterize the tururi fibrous tissue by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), as well as to determine physical properties such as density, moisture content and weight. The composites were produced using a 2.5, 5.0 and 7.5% by mass percentage of reinforcement. Additionally, tensile, flexural and charpy impact tests were performed. The characterizations revealed that the tururi fibrous tissue is composed of fibers of various diameters and has regions of bifurcation, indicating that the tissue can act in different ways when incorporated as reinforcement. The density, moisture content and weight had average values of 1.17 g/cm3, 16.58% and 146.61 g/m2, respectively. The thermal analysis revealed good thermal stability for the tururi fabric. The mechanical tests pointed out that as the incorporation of reinforcement occurred, the composites tested in traction had a loss of resistance, presenting a loss of 15MPa in relation to the matrix. When requested in flexion the composites reinforced with up to 2.5% showed better mechanical performance, with values of 63.9 MPa. The impact test revealed that the energy absorption capacity increased by 371% compared to the matrix, which indicates that the fabric acted as a good reinforcement agent. FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas Nas últimas décadas, tornou-se crescente a busca por materiais que apresentem elevado desempenho mecânico e que estejam de acordo com os requisitos da sustentabilidade. No contexto da sustentabilidade, a Organização das Nações Unidas (ONU) estabeleceu em 2015 os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), afim de nortear os caminhos para um desenvolvimento sustentável. A utilização de resíduos para produção de novos materiais é benéfica, pois a utilização destes representa uma solução de destinação ambientalmente correta, abrangendo assim os quesitos estabelecidos pelos ODS. A utilização de fibras naturais na produção de novos materiais teve um aumento expressivo na última década. O uso de fibras naturais como reforço em compósitos de matriz polimérica já é bem consolidada. Isso se deve ao fato de algumas fibras apresentam elevado desempenho mecânico e boa estabilidade térmica, duas propriedades altamente atraentes em materiais compósitos. Os compósitos reforçados com fibras naturais têm um vasto campo de aplicação, podendo ser utilizados em indústrias de construção civil, aeroespacial, automobilística, entre outras. Neste cenário, a utilização do tecido de tururi como agente de reforço em compósitos de matriz polimérica surge como uma alternativa viável para destinação sustentável deste resíduo oriundo da etapa de coleta de seus frutos. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo caracterizar o tecido fibroso de tururi por meio de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x, análise termogravimétrica e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), assim como determinar propriedades físicas como massa específica, teor de umidade e gramatura. Os compósitos foram produzidos utilizando um percentual de 2,5, 5,0 e 7,5% em massa de reforço. Adicionalmente foram realizados ensaios de tração, flexão e impacto charpy. As caracterizações realizadas revelaram que o tecido fibroso de tururi é composto por fibras de diâmetros variados e possui regiões de bifurcação, indicando que o tecido pode atuar de diferentes formas quando incorporado como reforço. A massa especifica, teor de umidade e gramatura tiveram valores médios de 1,17 g/cm3, 16,58% e 146,61 g/m2, respectivamente. A análise térmica revelou boa estabilidade térmica para o tecido de tururi. Os ensaios mecânicos apontaram que conforme ocorreu a incorporação de reforço, os compósitos ensaiados em tração tiveram perda de resistência, apresentando uma perda de 15MPa em relação à matriz. Ao serem solicitados em flexão os compósitos reforçados com até 2,5% apresentaram melhor desempenho mecânico, com valores de 63,9 MPa. O ensaio de impacto relevou que a capacidade de absorção de energia aumento em 371% em relação à matriz, o que indica que o tecido atuou como bom agente de reforço. UFPA - Universidade Federal do Pará 2023-03-07T16:40:43Z 2023-03-07T16:40:43Z 2023-01-30 Dissertação SANTOS, Avener Gleidson Andrade. Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi. Orientadora: Verônica Scarpini Cândido. 2023. 98 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/15380. Acesso em:. http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/15380 por Acesso Aberto http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Campus Universitário de Ananindeua UFPA Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais Disponível na internet via Sagitta
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Caracterização do tecido fibroso de tururi e avaliação de propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster reforçados com tecido fibroso de tururi

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