Influência da variação granulométrica do rejeito de caulim nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos

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dc.contributor.advisor-co1BRANDÃO, Luis Felipe Alencar
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1087177611634286pt_BR
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-5421-5256pt_BR
dc.contributor.advisor1COSTA, Deibson Silva da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1521124351431087pt_BR
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-2165-2628pt_BR
dc.creatorTAVARES, Renan Vasconcelos
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9898237022118950pt_BR
dc.date.accessioned2024-05-17T13:36:56Z
dc.date.available2024-05-17T13:36:56Z
dc.date.issued2024-04-18
dc.description.abstractThrough reuse, this study sought to explore the potential of kaolin processing waste as a filler material in composites, given the large amount of waste available in the Amazon region, and thus develop combined materials with improved properties. This work consists of manufacturing polymer matrix composites with kaolin waste from an industry in the city of Barcarena, sieved in two particle size ranges (100 and 400 mesh of the Tyler series). It was manufactured using the hand lay-up method in silicone molds, without compression. The residue fractions were tested and used at 10% and 20% by mass. The matrix used was Crystal Orthophthalic Unsaturated Polyester, together with cobalt accelerator (1.5% v/v) and MEK-P initiator (1% v/v) for the crosslinking system. The apparent specific mass of the tailings was determined using the pycnometer method. The tailings were characterized by mineralogical analysis using X-ray diffraction and morphological analysis using scanning electron microscopy (SEM). The manufactured specimens were subjected to physical tests of Water Absorption, Apparent Porosity and Apparent Specific Mass, in accordance with ASTM standards D570, D2734 and D792, respectively. The mechanical properties were analyzed using the tensile test (ASTM D638). Finally, the rate of flame propagation was determined by the horizontal flammability test (ASTM D635). The mineralogical analysis of the tailings by XRD showed peaks of kaolinite and quartz, while the morphological analysis by SEM identified the pseudo-hexagonal shapes of the particles, as well as the variation in size between the particle sizes studied. In the physical tests, the physical properties of the composites increased as the particles were added to the polymer matrix. The tensile strength of the composites showed a decline in relation to the polymer matrix and was not an effective reinforcement, although the series of composites with 400 mesh particulates showed greater efficiency compared to the 100 mesh series. The horizontal flammability test made it possible to discuss the influence of kaolin's inorganic charge on polymer composites, as it is a good flame retardant agent, especially for the series with a 20% mass proportion of kaolin tailings, meeting ASTM D635 and CONTRAN 498 standards. Based on the study carried out, the application of kaolin tailings from processing is an alternative for the production of composites, with a view to improving the specific properties of the final material, and possible application, such as wall partitions, panels, and other places where high mechanical stress is not required.en
dc.description.resumoAtravés da reutilização, este estudo buscou explorar o potencial do rejeito do beneficiamento do caulim como material de carga em compósitos, visto a grande quantidade de resíduos disponíveis na região Amazônica, e assim desenvolvendo materiais combinados visando propriedades aprimoradas. Este trabalho consiste na fabricação de compósitos de matriz polimérica com rejeito de caulim advindo de uma indústria do município de Barcarena, peneirado em duas faixas granulométricas (100 e 400 mesh da série Tyler). A fabricação ocorreu pelo método hand lay-up em moldes de silicone, sem compressão. As frações de resíduo foram testadas e utilizadas em 10% e 20% em massa. A matriz utilizada foi a Poliéster Insaturada Ortoftálica Cristal, juntamente do acelerador de cobalto (1,5% v/v) e iniciador MEK-P (1% v/v), para o sistema de reticulação. A massa específica aparente do rejeito foi averiguada por meio do método do picnômetro. A caracterização do rejeito correspondeu a uma análise mineralógica, através da Difração de Raios X, e morfológica, por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os corpos de prova fabricados foram submetidos a ensaios físicos de Absorção de Água, Porosidade Aparente e Massa Específica Aparente, seguindo as normas ASTM D570, D2734 e D792, respectivamente. As propriedades mecânicas foram analisadas realizando-se o ensaio de tração (ASTM D638). Por fim, a taxa de propagação de chama foi determinada pelo ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D635). A análise mineralógica, por DRX, do rejeito apresentou picos de Caulinita e Quartzo, enquanto que a morfológica, por MEV, identificou os formatos pseudo-hexagonais das partículas, bem como a variação do tamanho entre as granulometrias estudadas. Nos ensaios físicos, os compósitos obtiveram um aumento das propriedades físicas conforme a inserção de particulado na matriz polimérica. A resistência à tração dos compósitos mostrou um declínio em relação a matriz polimérica, não sendo um reforço efetivo, apesar das séries de compósitos com particulados de 400 mesh apresentarem maior eficiência em comparação à série de 100 mesh. O ensaio de flamabilidade horizontal permitiu discutir a influência da carga inorgânica do caulim nos compósitos poliméricos, sendo um bom agente retardante de chamas, especialmente para as séries com proporção mássica de 20% de rejeito de caulim, se enquadrando nas normas ASTM D635 e CONTRAN 498. Com base no estudo realizado, a aplicação de rejeito de caulim advindo do beneficiamento é uma alternativa para a produção de compósitos, visando a melhora de propriedades especificas do material final, e possível aplicação, tais como divisórias de parede, painéis, e outros locais em que não se exija um esforço mecânico elevado.pt_BR
dc.identifier.citationTAVARES, Renan Vasconcelos. Influência da variação granulométrica do rejeito de caulim nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricos. Orientador: Deibson Silva da Costa. 2024. 79 f. Trabalho de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2024. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6991. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttps://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/6991
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.sourceDisponível na internet via Sagittapt_BR
dc.subjectCompósitos poliméricospt_BR
dc.subjectResíduos da mineraçãopt_BR
dc.subjectCaulimpt_BR
dc.subjectPropriedadespt_BR
dc.subjectPolymer compositesen
dc.subjectMining wasteen
dc.subjectKaolinen
dc.subjectPropertiesen
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOESpt_BR
dc.titleInfluência da variação granulométrica do rejeito de caulim nas propriedades mecânicas e de flamabilidade de compósitos poliméricospt_BR
dc.typeTrabalho de Curso - Graduação - Monografiapt_BR

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