Navegando por Assunto "Natural fibers"
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Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise da propriedade mecânica de tração e resistência à chama de compósitos poliméricos com fibras de Envira Cheirosa (Annona paludosa Abul.)(2024-12-13) MONTEIRO, Manoel Vinícius França; SOUSA, Ana Paula Souza de; http://lattes.cnpq.br/9161169241736758; https://orcid.org/0009-0006-9908-0099; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628A crescente demanda da indústria por materiais sustentáveis e de alto desempenho tem se intensificado frente à crescente preocupação com os impactos ambientais. Dessa forma, o uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos surge como uma alternativa promissora. Nesse contexto, este trabalho abordou o uso das fibras naturais de envira cheirosa (Annona paludosa Aubl.) como reforço em compósitos poliméricos de matriz poliéster, visando desenvolver materiais sustentáveis. O objetivo foi caracterizar a fibra de envira cheirosa, com caracterizações de morfologia da fibra, por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Massa Específica Aparente da fibra (MEA), pelo método do picnômetro, ensaio de flamabilidade e ensaio mecânico de tração, utilizando normas ASTM como D 635 e D 638, respectivamente; e avaliar o desempenho dos compósitos em propriedades físicas, resistência à tração e flamabilidade. A fabricação foi realizada pelo método Hand Lay-Up, nas frações mássicas de 1%, 3% e 5%, com fibras curtas no tamanho de 15 mm, e longas no tamanho de 160 mm. Na análise da morfologia, as fibras apresentaram uma superfície levemente rugosa. A massa específica da fibra apresentou valor de 1,154 g/cm³, estando de acordo com valores encontrados nas literaturas para fibras vegetais. Nos ensaios físicos, os compósitos mostraram maior porosidade e absorção de água a medida em que se aumentava a fração mássica de fibras. Quanto à flamabilidade, os compósitos com 5% de fibras longas apresentaram melhor resistência à chama. No ensaio de tração, a tensão máxima foi registrada nos compósitos com 5% de fibras longas, com aumento de 40% em relação a matriz plena, destacando a eficiência da orientação e interação matriz/reforço, ao mesmo tempo que a análise estatística por ANOVA validou a significância dos resultados obtidos nos ensaios físicos, de flamabilidade e de tração. A análise fractográfica evidenciou a adesão fibra/matriz e padrões de fratura coesiva e interfacial, confirmando o desempenho mecânico superior das amostras com maior fração de reforço. Dessa forma, concluiu-se que a envira cheirosa é uma alternativa promissora para compósitos poliméricos, combinando eficiência estrutural, sustentabilidade e viabilidade econômica.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Análise da variação dos comprimentos e frações mássicas das fibras sintéticas e naturais (vidro e juta) nas propriedades mecânicas dos compósitos(2019-12-12) OLIVEIRA, Adriane Pimentel; BARBOSA, Karla Suellen Lino; http://lattes.cnpq.br/0362422563990739; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087A indústria atualmente vem cada vez mais buscando materiais novos que apresentem resistência e menor custo. Os materiais compósitos são planificados para aperfeiçoar os desempenhos em determinadas aplicações, nesse sentido os materiais reforçados com fibras apresentam propriedades atraentes. Este trabalho tem por objetivo verificar a influência do comprimento e frações mássicas de compósitos com a inserção de fibras sintéticas de vidro e fios naturais de juta (Corchorus capsularis). O processo de fabricação dos compósitos foi por laminação manual hand lay up associada à prensagem em molde metálico. A matriz polimérica utilizada foi a resina poliéster isoftálica insaturada em conjunto com catalisador (1 %) e acelerador de cobalto (1,5 %) em v/v. As proporções de fibras inseridas nos compósitos foram de 2,5 % e 5 % em massa e nos comprimentos de 30 mm, 45 mm e 60 mm. O fio de juta e a fibra de vidro foram analisados morfologicamente através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), para verificar as características que os compõem. Os compósitos foram avaliados de acordo com as propriedades físicas através da massa específica aparente - MEA (ASTM D-792), porosidade aparente - PA (ASTM D-2734), e absorção de água – AA (ASTM D-570), além do comportamento mecânico de resistência à tração (ASTM D-3039). As fraturas dos compósitos foram analisadas através do MEV. A análise morfológica apresentou uma fibra de vidro com áreas lisas e contínuas, e o fio de juta com um emaranhado de fibras e superfícies rugosas, características que influenciaram nos desempenhos físicos e mecânicos. As propriedades físicas de MEA, PA e AA aumentaram de 5 % a 60 % com a adição de fibra de vidro (FV) e 4 % a 98 % com adição de fibra de juta (FJ). A maior variação das caracterizações físicas foram as composições de FV 60 – 2,5 % e FJ 45 – 5 %. Os melhores resultados de caracterização mecânica à tração mostraram que as composições de FV 30 – 5 % e FJ 45 – 2,5 % apresentaram limite de resistência a tração de aproximadamente 28 MPa e 20 MPa, respectivamente. As frações de 5 % (FV) e 2,5 % (FJ) foram as que obtiveram melhores desempenhos mecânicos. As análises das superfícies de fratura determinaram os mecanismos de falhas presentes nos materiais, como ocorrência de fibras rompidas, “marcas de rios” e trincas. No geral, as propriedades físicas e mecânicas dos compósitos foram superiores em relação à matriz plena, tornando-os aptos a possíveis aplicações, como revestimentos internos em gerais.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Avaliação da resistência à chamas de compósitos poliéster isoftálico insaturado com resíduo de lama vermelha e fibra de bambu(2022-04-14) LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; MENDES, Bruno Henrique Alves; http://lattes.cnpq.br/5787125242125490; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087Foram fabricados materiais compósitos de matriz polimérica com inserção de fibras naturais de bambu e resíduo industrial de lama vermelha proveniente da indústria de beneficiamento da bauxita, levando em consideração a sustentabilidade, a grande disponibilidade de fibras vegetais na Amazônia e a problemática dos resíduos industriais que podem, através da má disposição, gerar grandes impactos ambientais. A produção seguiu o método de fabricação manual hand lay-up em molde de silicone com pressão, com percentual mássico de 5 % para as fibras naturais no tamanho de 30 mm, e de 20 % e 40 % para o resíduo industrial que passou pelo processo de beneficiamento obtendo granulometria de 325 Mesh da série Tyler. A matriz utilizada foi a resina poliéster isofitálica insaturada, com acelerador de cobalto na proporção de 1,5 % v/v e catalisador butanox M-50 na proporção de 1 % v/v. A análise micrográfica da fibra e do resíduo foi realizada através do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) com Sistema de Energia Dispersiva (EDS). Após etapa de confecção dos corpos de prova realizou-se os ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente segundo as normas ASTM D 570, ASTM D 2734 e ASTM D 792. A taxa de propagação de chama foi determinada através do ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635) e por fim realizou-se o ensaio mecânico de resistência à flexão (ASTM D 790) com análise de superfície de fratura através do MEV. A análise microestrutural evidenciou particularidades dos reforços, sendo possível observar poros e rugosidades presente nas fibras, assim como a morfologia do resíduo e diferentes tamanhos de partículas. A Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) apresentou alguns elementos presentes no resíduo. Nos ensaios físicos observou-se um aumento na absorção de água e porosidade aparente conforme foram inseridos os reforços (fibra e resíduo). Nos ensaios de flamabilidade notou-se excelentes resultados no retardo à chama para os compósitos com a inserção do resíduo na matriz com destaque para a fração mássica de 40 % de lama vermelha que extinguiu a chama. Nos ensaios de flexão os compósitos obtiveram resultados superiores ao da matriz plena. Através da análise fractográfica notou-se a presença de trincas, poros, bolhas, além de mecanismo de deslocamento e arrancamento de fibras. Os materiais fabricados se candidatam em algumas aplicações, tais como divisórias de parede, painéis e materiais que não exijam elevado esforço mecânico com isso atribuindo utilidade a um resíduo que a princípio seria descartado degradando o meio ambiente.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Compósitos híbridos com fibras de bambu (Bambusa vulgaris) e lama vermelha: efeito do tratamento químico na resistência à tração dos compósitos(2019-06-25) FARIAS, Dorivane Cohen; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; SANTOS, Alessandro José Gomes dos; http://lattes.cnpq.br/4473253556335182A vasta área da ciência e da engenharia de materiais apresentam uma grande diversidade de aplicações, entre elas, destaca-se a produção de compósitos poliméricos incorporados com uma grande variedade de materiais de fontes naturais, de fácil acessibilidade, de grande abundância e considerados sustentáveis. Neste trabalho, foram produzidos compósitos de matriz polimérica incorporados com lama vermelha e compósitos híbridos com lama vermelha e fibras de bambu tratadas quimicamente e não tratadas, para análise mecânica de tração e fractográfica. A matriz polimérica utilizada foi à resina poliéster isoftálica insaturada juntamente com acelerador de cobalto (1,5 % v/v) e catalisador (1 % v/v). Os colmos de bambu foram coletados no Campus Profissional I (um) da Universidade Federal do Pará. As fibras foram extraídas manualmente, cortadas nos comprimentos de 15 mm e submetidas a tratamentos químicos em solução alcalina com 5 % de hidróxido de sódio (NaOH). A lama vermelha, proveniente da empresa Hydro Alunorte, foi peneirada manualmente em peneira de granulometria 100 mesh e caracterizada por meio da Difração de Raios – X (DRX). Os compósitos seguiram o processo de fabricação pelo método de laminação manual (hay layup). As proporções de lama vermelha inseridas nos compósitos foram de 10 %, 20 %, 30 % e 40 %. Para os compósitos híbridos foram inseridas as seguintes proporções: 3 %/10 %, 3 %/20 %, 3 %/30 % e 3 %/40 % (Fibra/Resíduo). Sendo confeccionados 10 (dez) corpos de prova para cada série fabricada. Os compósitos produzidos foram analisados quanto sua resistência à tração de acordo com a norma ASTM D3039. As análises fractográficas foram realizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Como melhor resultado para compósitos com incorporação de resíduo teve-se a proporção 20 % com um limite de 36,63 MPa. Para compósitos híbridos com inserção de fibras não tratadas e resíduo, o melhor limite de resistência à tração foi de 36,25 MPa para a proporção de 3 % de fibras e 10 % de resíduo, já para compósitos híbridos com inserção de fibras tratadas e resíduo, o melhor resultado foi para proporção 3 %/10 % com um limite de 35,30 MPa. A fractografia realizada nas morfologias das fraturas dos compósitos demonstraram mecanismos como: trincas na matriz, descolamento e desfibrilamento de fibras, fibras rompidas e fibras arrancadas (pull-out).Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Compósitos poliméricos com fibras de açaí (Euterpe oleracea Mart.): caracterizações físicas, de resistência à chama e mecânicas(2025-02-25) FERNANDES, Jennifer Ferreira; LIMA, Haianny Beatriz Saraiva; Haianny Beatriz Saraiva Lima; https://orcid.org/0009-0008-6771-7520; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628O açaí é o principal produto florestal não madeireiro consumido no Brasil, além de ter um alto valor nutricional o fruto é utilizado para fabricação de cosméticos. Porém, há preocupação com o descarte irregular dos caroços em rios e ruas. Dessa forma, o trabalho objetivou caracterizar as fibras do caroço do açaí e incorporá-las em matriz polimérica para posterior realização de ensaios físicos, resistência à chama, mecânicos e análise fractográfica dos compósitos. Os caroços foram lavados para remoção de impurezas e as fibras foram extraídas manualmente para determinação da massa específica pelo método do picnômetro, a caracterização morfológica por meio do Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e posterior aplicação na fabricação dos compósitos. A fabricação, iniciou-se com uma matriz de resina poliéster ortoftálica, iniciador de cura butanox 1% (v/v) e a fibra de açaí em frações mássicas de 1%, 2% e 3%, a partir do método de fabricação hand lay up em molde de silicone com aplicação de compressão de 47,5 N. Os compósitos produzidos foram submetidos aos ensaios físicos de Absorção de Água (AA), Porosidade Aparente (PA) e Massa Específica Aparente (MEA) que seguiram as normas ASTM D570, ASTM D2734 e ASTM D792, respectivamente. O ensaio de flamabilidade, seguiu os parâmetros da norma ASTM D635. Os ensaios mecânicos foram realizados em conformidade com as normas, sendo a de tração ASTM D638 e flexão ASTM D790. A massa específica foi de 1,109 g/cm³ e obteve resultado semelhante com os estudos pesquisados. Diante a fibra analisada, notou-se uma morfologia irregular, rugosa, com possíveis ceras e contendo canais de pontuação. Nos ensaios físicos dos compósitos houve um aumento da AA e PA após inserção das fibras quando comparado com a matriz plena e a MEA que está de acordo com a regra da mistura. No ensaio de flamabilidade os compósitos obtiveram resultados inferiores ao limite estabelecido pelas normas ASTM D635 e CONTRAN 498, assim os compósitos apresentaram bons resultados. No ensaio mecânico de tração e flexão, as fibras atuaram como carga de enchimento na matriz, porém, quando comparadas com outras literaturas, obtiveram resultados superiores. Na análise fractográfica, observou-se que quanto maior a fração de fibra no compósito, maior a quantidade de defeitos. Desse modo, o desempenho da fibra de açaí possibilita realizar aplicações e aumentar o desenvolvimento econômico e sustentável diante das caracterizações e ensaios abordados.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Determinação das propriedades mecânicas de compósitos de matriz epóxi reforçados com fibras de caranã(2022-12-14) LEITE, Olívia Lopes; CÂNDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809; https://orcid.org/0000-0002-3926-0403O uso de fibras naturais como reforço em compósitos poliméricos tem sido amplamente estudado com o passar dos anos, a região amazônica se destaca por abrigar alta diversidade vegetal, no entanto ainda pouco exploradas cientificamente. Neste contexto, destaca-se a fibra de caranã, que apresenta propriedades promissoras para aplicações em engenharia. Este trabalho busca caracterizar a fibra de caranã, bem como avaliar a eficiência nas propriedades mecânicas da sua incorporação de 10, 20 e 30% em volume na matriz epóxi. A fibra apresentou densidade geométrica média de 0.38 g/cm3, seção transversal porosa, circular, com orifício no centro da seção e superfície longitudinal heterogênea marcada pela presença de rugosidades. O FTIR indicou a presença de grupos funcionais característicos para a fibra e revelou que a adição de fibras gera um aumento gradativo da interação ativa entre a matriz epóxi e os grupos moleculares da fibra de caranã; para as propriedades de tração o percentual de 30% em volume de fibras apresenta-se como o mais eficaz, aumentando a resistência à tração em 4,5% e a rigidez em 8,8% do compósito em relação à matriz interação das caranã com a matriz epóxi. As propriedades de flexão não demonstraram melhoras a partir da incorporação de fibras de caranã na matriz epóxi, entre os mecanismos que levaram o material a falha encontram-se a presença de porosidades e dificuldade na distribuição de fibras no interior da matriz.Trabalho de Curso - Graduação - Monografia Acesso aberto (Open Access) Efeito do tratamento químico da polpa de cana-de-açúcar (saccaharum officinarum) nas propriedades físicas e mecânicas dos compósitos poliméricos(2025-03-25) FERNANDES, Thamina Iris Rendeiro; BRANDÃO, Luis Felipe Alencar; http://lattes.cnpq.br/1087177611634286; Luis Felipe Alencar; COSTA, Deibson Silva da; http://lattes.cnpq.br/1521124351431087; https://orcid.org/0000-0002-2165-2628As fibras provenientes do resíduo da cana-de-açúcar podem ser utilizadas na fabricação de compósitos poliméricos, apresentando vantagens tanto no âmbito ambiental quanto no econômico. Este trabalho teve como proposta avaliar o efeito do tratamento químico das fibras naturais provenientes do bagaço de cana-de-açúcar nas propriedades de compósitos poliméricos. As fibras foram caracterizadas por análises de sólidos solúveis totais (SST), massa específica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A fabricação dos compósitos foi realizada manualmente, utilizando moldes de silicone e diferentes proporções de fibras (0%, 1%, 2% e 3%). Os compósitos foram avaliados quanto à massa específica aparente, porosidade, absorção de água e resistência à tração. Os resultados indicaram que o tratamento alcalino removeu impurezas e aumentou a densidade das fibras, além de reduzir a porosidade e a absorção de água nos compósitos. No entanto, o tratamento não resultou em aumento da resistência à tração, sendo que o maior valor obtido (26,246 MPa) ocorreu no compósito com 2% de fibras sem tratamento. Os resultados demonstram que as fibras de bagaço de cana-de-açúcar podem ser utilizadas no desenvolvimento de compósitos mais leves e com menor absorção de água. No entanto, a influência do tratamento alcalino na resistência mecânica deve ser mais investigada para otimizar seu uso como reforço estrutural.