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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Análise da variação dos comprimentos e frações mássicas das fibras sintéticas e naturais (vidro e juta) nas propriedades mecânicas dos compósitos
metadata.dc.creator: OLIVEIRA, Adriane Pimentel
metadata.dc.contributor.advisor1: COSTA, Deibson Silva da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: BARBOSA, Karla Suellen Lino
Issue Date: 12-Dec-2019
Citation: OLIVEIRA, Adriane Pimentel. Análise da variação dos comprimentos e frações mássicas das fibras sintéticas e naturais (vidro e juta) nas propriedades mecânicas dos compósitos. Orientador: Deibson Silva da Costa. 2020. 54 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2019. Disponível em: https://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/2678. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: A 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.
Abstract: The industry is now increasingly looking for new materials that have strength and lower cost. Composite materials are designed to improve performance in certain applications, so fiber reinforced materials have attractive properties. This work aims to verify the influence of the length and mass fractions of composites with the insertion of synthetic glass fibers and natural jute yarn (Corchorus capsularis). The manufacturing process of the composites was by manual lamination associated with metal mold pressing. The polymeric matrix used was unsaturated isophthalic polyester resin homogenized with catalyst (1 %) and cobalt accelerator (1,5 %) in v/v. The proportions of fibers inserted in the composites were 2,5 % and 5 % by mass and in the lengths of 30 mm, 45 mm, 60 mm. Jute yarn and fiberglass were morphologically analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) to verify their characteristics. The composites were evaluated according to their physical properties through apparent density – MEA (ASTM D-792), apparent porosity – PA (ASTM D-2734), and water absorption – AA (ASTM D570), in addition to the mechanical behavior of tensile strength (ASTM D3039). The fractures of the composites were analyzed by SEM. The morphological analysis showed a fiberglass with smooth and continuous areas, and the jute yarn with a tangle of fibers and rough surfaces characteristics that influenced the physical and mechanical performances. The physical properties of MEA, PA and AA increased from 5 % to 60 % with the additions of fiberglass (FV) and 4 % to 98 % with the addition of jute fiber (FJ). The greatest variation of the physical characterizations were the compositions of FV 60 – 2,5 % and FJ 45 – 5 %. The best results of mechanical tensile characterization showed that the FV 30 – 5 % and FJ 45 – 2,5 % composition presented tensile strength limit of approximately 28 MPa and 20 MPa respectively. The 5 % (FV) and 2,5 % (FJ) fractions had the best mechanical performances. Fracture surface analysis determined the failure mechanisms present in the materials such as occurrence of broken fibers, “river marks” and cracks. Generally, the physical and mechanical properties of the composites were superior to the full matrix making them suitable for possible applications such as general internal coatings.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::CONFORMACAO MECANICA
Keywords: Materiais compósitos
Fibras naturais
Fibras sintéticas
Composite materials
Natural fibers
Synthetic fibers
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Curso de Ciência e Tecnologia - CANAN

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