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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Avaliação da resistência à chamas de compósitos poliéster isoftálico insaturado com resíduo de lama vermelha e fibra de bambu
metadata.dc.creator: LIMA, Haianny Beatriz Saraiva
metadata.dc.contributor.advisor1: COSTA, Deibson Silva da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: MENDES, Bruno Henrique Alves
Issue Date: 14-Apr-2022
Citation: LIMA, Haianny Beatriz Saraiva. Avaliação da resistência à chamas de compósitos poliéster isoftálico insaturado com resíduo de lama vermelha e fibra de bambu. Orientador: Deibson Silva da Costa. 2022. 68 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2022. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/4100. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Foram 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.
Abstract: Polymeric matrix composite materials were manufactured with the insertion of natural bamboo fibers and industrial waste of red mud from the bauxite processing industry, taking into account sustainability, the wide availability of plant fibers in the Amazonia and the problem of industrial waste that can, through bad disposition, generate great environmental impacts. The production followed the manual manufacturing method hand lay-up in a silicone mold with pressure, with a mass percentage of 5 % for natural fibers in the size of 30 mm, and 20 % and 40 % for the industrial waste that passed through the process. of beneficiation obtaining granulometry of 325 Mesh from the Tyler series. The matrix used was unsaturated isophthalic polyester resin, with cobalt accelerator in the proportion of 1,5 % v/v and butanox M-50 catalyst in the proportion of 1 % v/v. The micrographic analysis of the fiber and residue was performed using a Scanning Electron Microscope (SEM) with Dispersive Energy System (EDS). After the preparation of the specimens, the physical tests of water absorption, apparent porosity and apparent specific mass were carried out according to ASTM D 570, ASTM D 2734 and ASTM D 792 standards. The flame propagation rate was determined through the horizontal flammability test (ASTM D 635) and, finally, the mechanical flexural strength test (ASTM D 790) was carried out with fracture surface analysis through MEV. The microstructural analysis showed particularities of the reinforcements, being possible to observe pores and roughness present in the fibers, as well as the morphology of the residue and different particle sizes. The Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) showed some elements present in the residue. In the physical tests, an increase in water absorption and apparent porosity was observed as the reinforcements (fiber and residue) were inserted. In the flammability tests, excellent results were noted in the flame retardancy for the composites with the insertion of the residue in the matrix, with emphasis on the mass fraction of 40 % of red mud that extinguished the flame. In the bending test the composites obtained better results than the full matrix. Through fractographic analysis, noted the presence of cracks, pores, bubbles, as well as a mechanism of displacement and fiber pullout. The manufactured materials are candidates in some applications, such as wall partitions, panels and materials that don’t require high mechanical effort, thus attributing usefulness to a residue that in principle would be discarded, degrading the environment.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOES
Keywords: Compósitos
Fibras naturais
Matriz polimérica
Resíduo industrial
Composites
Natural fibers
Polymer matrix
Industrial waste
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.source: Sagitta
Appears in Collections:Curso de Engenharia de Materiais - CANAN

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