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Estudo termo-hídrico e caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibra vegetal: simulação 3D e experimentação.

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dc.creator.ID SANTOS, D. G. pt_BR
dc.contributor.advisor1 LIMA, Antonio Gilson Barbosa de.
dc.contributor.advisor1ID LIMA, A. G. B. pt_BR
dc.contributor.referee1 CARVALHO, Laura Hecker de.
dc.contributor.referee2 AMORIM JÚNIOR, Wanderley Ferreira de.
dc.contributor.referee3 BEZERRA, Ana Flávia Câmara.
dc.contributor.referee4 VIEIRA, Fernando Fernandes.
dc.description.resumo Fibras vegetais são altamente higroscópicas, e quando usadas como reforço em compósitos poliméricos podem afetar as propriedades mecânicas do compósito. Neste trabalho avaliou-se a sorção de água e caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibras de sisal nas condições seco e saturado com água em diferentes temperaturas (25, 50, 70°C). A matriz polimérica utilizada foi a resina poliéster insaturada (Resapol 10-316). Foram moldados por compressão corpos de prova de tração de seção transversal retangular (ASTM D 3039), corpos de prova de impacto (ASTM D 256) e corpos de prova de dimensões 20x20x3mm3 e 20x20x6mm3 para os ensaios de sorção em água (ASTM D 570). Utilizou-se compósitos na condição seco com teores de fibras em massa de: 20; 25,5; 37; 44,6 e 50%. Os compósitos confeccionados com 44,6% de fibras de sisal apresentaram as melhores propriedades mecânicas; logo novas amostras foram submetidas a testes de imersão em água nas temperaturas de 25, 50 e 70°C e suas propriedades mecânicas avaliadas na condição saturada. Foi desenvolvido um modelo matemático (Lei de Fick) e sua solução analítica para predizer a distribuição de umidade no interior do compósito ao longo do processo e estimar o coeficiente de difusão de massa. Resultados do teor de umidade médio e distribuição do teor de umidade no sólido foram apresentados e analisados. Verificou-se que quanto maior a temperatura do banho de água, menor o tempo para atingir a saturação máxima, menor o valor das propriedades mecânicas em tração e impacto, e maior o coeficiente de difusão de massa no interior do sólido. Os estudos também indicaram que as amostras com maior relação área/volume apresentaram maiores taxas de difusão.
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia de Processos. pt_BR
dc.title Estudo termo-hídrico e caracterização mecânica de compósitos de matriz polimérica reforçados com fibra vegetal: simulação 3D e experimentação. pt_BR
dc.date.issued 2017-03-03
dc.description.abstract Vegetables fibers are highly hygroscopic, and when used as reinforcement in polymeric composites can affect the mechanical properties of the composite. This study was carried out to evaluate the mechanical characterization and water sorption of polymeric matrix composites reinforced with sisal fibers in the dry and water saturated conditions at different temperatures (25, 50, 70°C). It was used an unsaturated polyester resin matrix (Resapol 10-316). Samples were made in rectangular cross section for tensile test (ASTM D 3039) and impact test (ASTM D 256), and others samples with dimensions of 20 x 20 x 3 mm3 and 20 x 20 x 6 mm3 for water sorption tests (ASTM D 570). With the aim of analyzing the tensile strength and the impact of the composite (dry conditions), samples were fabricated with fiber content (by weight): 20; 25.5; 37; 44.6 and 50%. The composites made with 44.6% sisal fibers presented the best mechanical properties, and new samples were subjected to water baths at different temperatures (25, 50 and 70°C), and their mechanical properties evaluated in the saturated condition. A mathematical model (Fick's Law) and its analytical solution were developed to predict the distribution of moisture inside the composite throughout the process and to estimate the mass diffusion coefficient. Results of the average moisture content and distribution of the moisture content in the solid are presented and analyzed. The results exhibited how higher water bath temperature the sample takes less time to reach maximum saturation, lowest value of the mechanical properties of tensile and impact, and larger is the mass diffusion coefficient inside the solid. The studies also indicated that the samples with larger area/volume ratio presented higher diffusion rates.
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27996
dc.date.accessioned 2022-11-24T22:06:59Z
dc.date.available 2022-11-24
dc.date.available 2022-11-24T22:06:59Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Compósitos de matriz polimérica pt_BR
dc.subject Polímeros pt_BR
dc.subject Fibra vegetal pt_BR
dc.subject Simulação 3D pt_BR
dc.subject Estudo termo-hídrico pt_BR
dc.subject Caracterização mecânica - compósitos de matriz polimérica pt_BR
dc.subject Fibras de sisal pt_BR
dc.subject Poliéster insaturado pt_BR
dc.subject Sorção de água pt_BR
dc.subject Polymer matrix composites pt_BR
dc.subject Polymers pt_BR
dc.subject Plant fiber pt_BR
dc.subject 3D simulation pt_BR
dc.subject Thermo-hydro study pt_BR
dc.subject Mechanical characterization - polymeric matrix composites pt_BR
dc.subject Sisal fibers pt_BR
dc.subject Unsaturated polyester pt_BR
dc.subject Water sorption pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SANTOS, Danielton Gomes dos.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Thermo-hydric study and mechanical characterization of polymeric matrix composites reinforced with vegetable fiber: 3D simulation and experimentation. pt_BR
dc.description.sponsorship CNPq pt_BR
dc.description.sponsorship Capes pt_BR
dc.identifier.citation SANTOS, Danielton Gomes dos. Análise petrofísica e petrográfica de padrões internacionais de arenitos e carbonatos. 2017. 172f. (Tese de Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2017. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/27996 pt_BR


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