Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação

Influência da incorporação de argila e tecidos de fibra de juta (Corchorus capsularis) nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos

Concern for the environment in society generates several studies aiming to replace materials that already exist with others that have less impact on the environment. In view of this, natural fibers are good substitutes for reinforcements in polymeric matrix composite materials. Clay has as its main...

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Autor principal: AZEVEDO, Amanda Chaves de
Grau: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Idioma: por
Publicado em: 2019
Assuntos:
Materiais
Compósitos
Argila
Juta
Caracterização
Materials
Composites
Clay
Jute
Description
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::EXTRACAO E TRANSFORMACAO DE MATERIAIS
Acesso em linha: https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/2647
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spelling oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-26472020-03-28T20:27:48Z Influência da incorporação de argila e tecidos de fibra de juta (Corchorus capsularis) nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos AZEVEDO, Amanda Chaves de COSTA, Deibson Silva da http://lattes.cnpq.br/1521124351431087 https://orcid.org/0000-0002-4441-3857 Materiais Compósitos Argila Juta Caracterização Materials Composites Clay Jute Description CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::EXTRACAO E TRANSFORMACAO DE MATERIAIS Concern for the environment in society generates several studies aiming to replace materials that already exist with others that have less impact on the environment. In view of this, natural fibers are good substitutes for reinforcements in polymeric matrix composite materials. Clay has as its main characteristics the fact that it is a natural material that is easily found and that has interesting granulometry to study. The objective of this work is based on the manufacture of polymeric matrix composite materials with the incorporation of jute fiber and clay fabric for verification of physical, mechanical and flame retardant properties. Isophthalic polyester matrix composite materials were produced with jute fiber and clay fabric (100 mesh). The method used to do the composite plates was the hand lay up. The isophthalic polyester resin was used with 1.5 % (v/v) cobalt accelerator and 1.0 % (v/v) catalyst. Clay was used in proportions of 0 %, 5 %, 15 % and 25 % by mass. A layer of jute tissue was used. X-ray diffraction was performed to evaluation of clay mineralogical compositions. For the composites physical tests of apparent specific mass, apparent porosity and water absorption were performed using NBR 12766. Tests were also performed to verify tensile strength (ASTM D3039 standart) and flexural strength (ASTM D790 standard) of the specimens, as well as analysis of the fracture surface by Scanning Electron Microscopy (SEM). Was performed the flame retardation (ASTM D635 standard). Physical tests showed an increase in apparent specific mass. There was an increase in the composites resistance with clay and also with the jute, in relation to the full matrix. The best tensile strength result found was 23.05 MPa, related to clay-only composites. For the flexure test the highest result was 75.86 MPa, which was also for clay-only composites. In the fracture surface analysis (by SEM) it was observed good dispersion of the particulate in clay composites and some voids, in the jute fiber fabric composites it was observed voids, fibers arranged transversely to loading and difficulty of wettability of resin in fiber. The flammability test showed that the lowest burn rate recorded was 16.79 mm / min. The results demonstrated good mechanical and flame retardant characteristics for the composites. A preocupação com o meio ambiente, na sociedade, gera diversos estudos com o objetivo de substituir materiais que já existem por outros que causem menor impacto ao ambiente. Diante disso, as fibras naturais são boas substitutas no que se refere a reforços em materiais compósitos de matriz polimérica. Já a argila possui como características principais o fato de ser um material natural que é facilmente encontrado e que possui granulometria interessante para estudo. O objetivo do trabalho baseia-se na confecção de materiais compósitos de matriz polimérica com incorporação de tecido de fibra de juta e argila para verificação de propriedades físicas, mecânicas e de retardo à chama. Foram produzidos materiais compósitos de matriz poliéster isoftálica, com tecido de fibra de juta e argila (100 mesh). O método utilizado para fabricação das placas de compósitos foi o hand lay up. A resina poliéster isoftálica foi utilizada com 1,5 % (v/v) de acelerador de cobalto e 1,0 % (v/v) de catalisador. As proporções de argila utilizadas foram de 0 %, 5 %, 15 % e 25 % em massa. A fibra de juta foi utilizada em forma de tecido. Realizou-se a Difração de Raios-X para avaliação das composições mineralógica da argila. Para os compósitos foram realizados ensaios físicos de massa específica aparente, porosidade aparente e absorção de água, utilizando a NBR 12766. Executou-se, também, ensaios de resistência à tração (norma ASTM D3039) e resistência à flexão (norma ASTM D790) dos corpos de prova, além de análises da superfície de fratura por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi realizado o ensaio de retardo à chama (norma ASTM D635). Os testes físicos mostraram aumento na massa específica aparente. Houve aumento das resistências de compósitos com argila e, também, com os que se empregou a juta, em relação a matriz plena. O melhor resultado de resistência à tração encontrado foi de 23,05 MPa, relacionado a compósitos apenas com argila. Para o ensaio de flexão o maior resultado foi de 75,86 MPa que, também, foi para compósitos apenas com argila. Nas análises de superfícies das fraturas (por meio do MEV) observou-se boa dispersão do particulado em compósitos com argila e alguns vazios, nos compósitos com tecido de fibra de juta foi observado vazios, fibras dispostas em sentido transversal ao carregamento e dificuldade de molhabilidade da resina na fibra. O ensaio de flamabilidade demonstrou que a menor taxa de queima registrada foi de 16,79 mm/min. Os resultados demonstraram boas características mecânicas e de retardo à chama dos compósitos. 2019-12-19T16:28:32Z 2019-12-19T16:28:32Z 2019-12-03 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação AZEVEDO, Amanda Chaves de. Influência da incorporação de argila e tecidos de fibra de juta (Corchorus capsularis) nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos. Orientador: Deibson Silva da Costa. 2019. 79 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2019. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/2647. Acesso em:. https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/2647 por Acesso Aberto 1 CD-ROM
institution Biblioteca Digital de Monografias - UFPA
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description Concern for the environment in society generates several studies aiming to replace materials that already exist with others that have less impact on the environment. In view of this, natural fibers are good substitutes for reinforcements in polymeric matrix composite materials. Clay has as its main characteristics the fact that it is a natural material that is easily found and that has interesting granulometry to study. The objective of this work is based on the manufacture of polymeric matrix composite materials with the incorporation of jute fiber and clay fabric for verification of physical, mechanical and flame retardant properties. Isophthalic polyester matrix composite materials were produced with jute fiber and clay fabric (100 mesh). The method used to do the composite plates was the hand lay up. The isophthalic polyester resin was used with 1.5 % (v/v) cobalt accelerator and 1.0 % (v/v) catalyst. Clay was used in proportions of 0 %, 5 %, 15 % and 25 % by mass. A layer of jute tissue was used. X-ray diffraction was performed to evaluation of clay mineralogical compositions. For the composites physical tests of apparent specific mass, apparent porosity and water absorption were performed using NBR 12766. Tests were also performed to verify tensile strength (ASTM D3039 standart) and flexural strength (ASTM D790 standard) of the specimens, as well as analysis of the fracture surface by Scanning Electron Microscopy (SEM). Was performed the flame retardation (ASTM D635 standard). Physical tests showed an increase in apparent specific mass. There was an increase in the composites resistance with clay and also with the jute, in relation to the full matrix. The best tensile strength result found was 23.05 MPa, related to clay-only composites. For the flexure test the highest result was 75.86 MPa, which was also for clay-only composites. In the fracture surface analysis (by SEM) it was observed good dispersion of the particulate in clay composites and some voids, in the jute fiber fabric composites it was observed voids, fibers arranged transversely to loading and difficulty of wettability of resin in fiber. The flammability test showed that the lowest burn rate recorded was 16.79 mm / min. The results demonstrated good mechanical and flame retardant characteristics for the composites.
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