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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35557| Título: | Avaliação de propriedades físicas e mecânicas de compósitos verde de espuma rígida de pu de óleo vegetal com serragem de Pinus taeda e fibras de Agave sisalana |
| Título(s) alternativo(s): | Evalution of physical and mechanical properties of green composites of vegetable oil pu rigid foam with Pinus taeda sawdust and Agave sisalana fibers |
| Autor(es): | Paula, Caroline Rodrigues Pereira de |
| Orientador(es): | Silva, Carlos Henrique da |
| Palavras-chave: | Espumas plásticas Poliuretanas Polímeros Materiais compostos - Propriedades mecânicas Nanocompósitos (Materiais) Fibras Sustentabilidade Plastic foams Polyurethanes Polymers Composite materials - Mechanical properties Nanocomposites (Materials) Fibers Sustainability |
| Data do documento: | 4-Mar-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | PAULA, Caroline Rodrigues Pereira de. Avaliação de propriedades físicas e mecânicas de compósitos verde de espuma rígida de pu de óleo vegetal com serragem de Pinus taeda e fibras de Agave sisalana. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | Materiais poliméricos provenientes do petróleo podem causar impactos negativos ao meio ambiente e à saúde devido à sua origem não renovável e à presença de solventes prejudiciais. Por outro lado, a espuma de poliuretano derivada de óleos vegetais é biodegradável, proveniente de fontes renováveis e isenta de solventes prejudiciais à saúde em sua composição. A serragem de Pinus taeda, um dos principais resíduos do setor madeireiro, e a fibra de sisal proveniente da planta Agave sisalana, cultivada no Brasil, são materiais que podem ser empregados na fabricação de compósitos. O objetivo deste trabalho foi analisar física e mecanicamente compósitos de espuma rígida com serragem de Pinus taeda e fibras de Agave sisalana, produzidos com diferentes parâmetros de produção, com base no estudo realizado por Paula (2017). A partir dos resultados obtidos pelas análises dos parâmetros de prensagem da espuma rígida, foram avaliados os parâmetros de fabricação de 16 combinações diferentes dos compósitos produzidos com espuma rígida, serragem e sisal. A espuma rígida e os compósitos foram caracterizados por densidade, micrografias de MEV e resistência à flexão. Sendo a composição com maior resistência à flexão reproduzida e avaliada por análises de densidade, absorção de água e inchamento em espessura, absorção acústica, análise termogravimétrica, resistência à flexão pós-irradiação com UVA, flamabilidade e perfuração. Todos os dados foram analisados estatisticamente. Não foram encontradas na literatura análises de parâmetro de prensagem de espuma similares com a mesma abordagem feita nesse trabalho. Espumas rígidas de poliuretano derivado de óleos vegetais produzidas sob pressão de 4 MPa, durante 20 minutos em temperatura ambiente, tiveram densidade média de 249 kg/m³ e tensão máxima em ensaio de flexão de 3,07MPa. Compósitos com 50% de espuma rígida, 45% de serragem e 5% de sisal com prensagem a 25ºC durante 20 minutos apresentaram densidade média de 767 kg/m³ e resistência à tensão de flexão de 19,76MPa, valores superiores aos encontrados por Paula (2017), sugerindo que o empacotamento e o recobrimento das fibras foram adequados, favorecendo a transmissão de tensões. Além disso, esses compósitos mostraram-se resistentes ao inchamento causado pela água, sendo indicados para uso estrutural e não estrutural. |
| Abstract: | Polymeric materials made from petroleum can have a negative impact on the environment and health due to their non-renewable origin and the presence of harmful solvents. On the other hand, polyurethane foam derived from vegetable oils is biodegradable, comes from renewable sources and is free of solvents that are harmful to health. Pinus taeda sawdust, one of the main waste products from the timber sector, and sisal fiber from the Agave sisalana plant, grown in Brazil, are materials that can be used to make composites. The aim of this work was to physically and mechanically analyze rigid foam composites with Pinus taeda sawdust and Agave sisalana fibers, produced with different production parameters, based on the study carried out by Paula (2017). Based on the results obtained from the analysis of the rigid foam pressing parameters, the manufacturing parameters of 16 different combinations of composites produced with rigid foam, sawdust and sisal were evaluated. The rigid foam and composites were characterized by density, SEM micrographs and flexural strength. The composite with the highest flexural strength was reproduced and evaluated by density analysis, water absorption and swelling in thickness, acoustic absorption, thermogravimetric analysis, flexural strength after UVA irradiation, flammability and perforation. All data was statistically analyzed. No similar analyses of foam pressing parameters were found in the literature with the same approach as in this work. Rigid polyurethane foams derived from vegetable oils produced under a pressure of 4 MPa for 20 minutes at room temperature had an average density of 249 kg/m³ and a maximum flexural stress of 3.07MPa. Composites with 50% rigid foam, 45% sawdust and 5% sisal pressed at 25ºC for 20 minutes had an average density of 767 kg/m³ and a flexural stress resistance of 19.76MPa, values higher than those found by Paula (2017), suggesting that the packing and covering of the fibers were adequate, favoring the transmission of stresses. In addition, these composites were resistant to swelling caused by water and are suitable for structural and non-structural use. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35557 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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