Desenvolvimento e caracterização de um eco-compósito de poliuretano de mamona e fibra de lã canina

The Sustainability has been evidence in the world today; organizations have sought to be more and more into this philosophy in their processes, whether products or attendance. In the present work were manufactured eco-composites with animal fiber (dog wool) that is currently discarded into the en...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Silva, Francisco Claudivan da
Outros Autores: Ladchumananandasivam, Rasiah
Formato: doctoralThesis
Idioma:por
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Eco-compósitos
Fibras têxteis
lã canina
sustentabilidade
isolamento térmico.
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20680
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Desenvolvimento e caracterização de um eco-compósito de poliuretano de mamona e fibra de lã canina
description The Sustainability has been evidence in the world today; organizations have sought to be more and more into this philosophy in their processes, whether products or attendance. In the present work were manufactured eco-composites with animal fiber (dog wool) that is currently discarded into the environment without any use. Project phases consisted on the initial treatment of fibers with alkaline solution (NaOH) at 0.05 mols for removal of impurities, developing methods to convert these fibers (reinforcement) blended with castor oil polyurethane (matrix) in eco-composite with different proportions (5%, 10%, 15% and 20%). Fiber properties were evaluated by analysis of SEM, XRD and FTIR. The composites were produced by compression molding with dimensions 30x30x1cm. For characterization of the composites the following tests were performed: mechanical (tensile, compression, shore hardness A) according the standards and testing water absorption, moisture regain and biodegradation. The analysis of thermal properties on fibers and composites were by TG, DSC, thermal conductivity, resistivity, heat capacity and thermal resistance. Analyzing the results of these tests, it was observed that the composite reinforced with 20% showed a better thermal performance between others composites and dimensional stability when compared to commercial thermal insulation. Also is possible to observe a balance in moisture absorption of the composite being shown with its higher absorption rate in this same sample (20%). The micrographs show the fiber interaction regions with polyurethane to fill the empty spaces. In hardness and compression testing can identify that with increasing percentage of the fiber material acquires a greater stiffness by making a higher voltage is used for forming necessary. So by the tests performed in eco-composites, the highest percentage of fiber used as reinforcement in their composition obtained a better performance compared to the remaining eco-composites, reaching values very close to the PU.
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Project phases consisted on the initial treatment of fibers with alkaline solution (NaOH) at 0.05 mols for removal of impurities, developing methods to convert these fibers (reinforcement) blended with castor oil polyurethane (matrix) in eco-composite with different proportions (5%, 10%, 15% and 20%). Fiber properties were evaluated by analysis of SEM, XRD and FTIR. The composites were produced by compression molding with dimensions 30x30x1cm. For characterization of the composites the following tests were performed: mechanical (tensile, compression, shore hardness A) according the standards and testing water absorption, moisture regain and biodegradation. The analysis of thermal properties on fibers and composites were by TG, DSC, thermal conductivity, resistivity, heat capacity and thermal resistance. Analyzing the results of these tests, it was observed that the composite reinforced with 20% showed a better thermal performance between others composites and dimensional stability when compared to commercial thermal insulation. Also is possible to observe a balance in moisture absorption of the composite being shown with its higher absorption rate in this same sample (20%). The micrographs show the fiber interaction regions with polyurethane to fill the empty spaces. In hardness and compression testing can identify that with increasing percentage of the fiber material acquires a greater stiffness by making a higher voltage is used for forming necessary. So by the tests performed in eco-composites, the highest percentage of fiber used as reinforcement in their composition obtained a better performance compared to the remaining eco-composites, reaching values very close to the PU. A sustentabilidade tem sido cada dia mais um tema em evidência no mundo, atualmente organizações têm buscado estar cada vez mais dentro desta filosofia em seus processos, produtos ou serviços. No presente trabalho foram fabricados ecocompósitos com a fibra animal (lã canina) que atualmente é descartada no meio ambiente sem nenhum aproveitamento. As fases do projeto consistiram em tratamento inicial das fibras em solução alcalina (NaOH) à 0,05 mols para retirada das impurezas presentes, e desenvolver métodos para converter estas fibras (reforço) misturadas com o poliuretano de mamona (matriz) em eco-compósito com distintas proporções (5%, 10%, 15% e 20%). Foram estudadas as propriedades da fibra pela análise de MEV, DRX e FTIR. Os compósitos foram fabricados em molde por compressão com dimensões 30x30x1cm com um tempo de cura de 24 horas. Para caracterização dos compósitos foram realizados os seguintes ensaios normatizados: mecânicos (tração, compressão, dureza shore A), testes absorção de água, moisture regain e biodegradação. As propriedades térmicas nas fibras e compósitos foram analisadas por TG, DSC, condutividade térmica, resistividade, capacidade calorifica, resistência térmica e dilatometria. Analisando os resultados destes testes, observou-se que o compósito reforçado com 20% apresentou um melhor comportamento térmico em relação aos demais compósitos e estabilidade dimensional quando comparado aos isolantes térmicos comerciais. Sendo também possível observar um equilíbrio na absorção de umidade dos compósitos sendo evidenciado com o seu maior índice de absorção nesta mesma amostra (20%). As micrografias demonstram as regiões de interação da fibra com o poliuretano com preenchimento dos espaços vazios. Nos testes de dureza e compressão podemos identificar que com o aumento do percentual de fibras o material adquire uma maior rigidez fazendo se necessária uma maior tensão utilizada para deformação. Portanto mediante os testes realizados nos eco-compósitos, o de maior percentual de fibra utilizado como reforço em sua composição obteve melhor desempenho frente aos demais eco-compósitos, chegando a valores bem próximos ao do PU. 2016-06-10T23:41:42Z 2016-06-10T23:41:42Z 2015-12-14 doctoralThesis SILVA, Francisco Claudivan da. Desenvolvimento e caracterização de um eco-compósito de poliuretano de mamona e fibra de lã canina. 2015. 111f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20680 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

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