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Title: Obtenção, caracterização e aplicabilidade de um compósito com matriz de resina ortoftálica e reforços de tecidos de juta (Corchorus capsularis) hibridizado com fibra de vidro
Authors: Varela, Pedro Henrique de Almeida
Keywords: Compósito;Tecido de juta;Tecido de vidro;Resina ortoftálica
Issue Date: 28-Jul-2017
Citation: VARELA, Pedro Henrique de Almeida. Obtenção, caracterização e aplicabilidade de um compósito com matriz de resina ortoftálica e reforços de tecidos de juta (Corchorus capsularis) hibridizado com fibra de vidro. 2017. 120f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: A Fabricação de novos materiais compósitos é uma alternativa para substituir materiais convencionais, nesse intuito foi obtido e estudado a viabilidade do uso do Tecido Plano de Juta (TPJ) e tecido de fibra de vidro (TFV) em um compósito híbrido de matriz de resina poliéster ortoftálica. O processo de obtenção do compósito foi testado em relação ao número máximo de camadas que poderia ser utilizado, sem comprometer a sua processabilidade e a fabricação dos corpos de prova (CPs) em molde compressivo. Foram escolhidas e testadas duas configurações, híbridas e não híbridas, com 4, 6, 8 e 10 camadas de tecido plano de juta mais a resina ortoftálica e 4, 6, 8 e 10 camadas de tecido plano de juta intercalados com o tecido de fibra de vidro mais a resina ortoftálica. O compósito em suas duas configurações e várias formulações foi caracterizado para a determinação de suas principais propriedades através das analises de tração, flexão, impacto, densidade, absorção de umidade, condutividade térmica, envelhecimento, MEV, DRX e FRX. No compósito proposto o TPJ e o TFV tiveram função de carga de reforço, com predominância para o TFV uma vez que todas as formulações estudadas para o compósito híbrido apresentaram resistência mecânica superior à da resina. A configuração com 10 camadas de tecido de juta e 10 camadas de tecido de vidro 10TJV foi à configuração de melhor resultado de resistência à tração, à flexão e ao impacto. O melhor desempenho do compósito híbrido em relação à resina foi à resistência ao impacto chegando a alcançar valores bem superiores, na ordem de 1000% maior em relação à mesma. As propriedades térmicas do compósito híbrido foram competitivas com as da resina ortoftálica, trazendo boas possibilidades para aplicações térmicas. O MEV evidenciou que houve aderência entre o TPJ, o TFV e a resina para todas as configurações, porém ocorreram fissuras, vazios e desprendimento de feixes de fibra. O compósito proposto apresentou viabilidade para a fabricação de protótipos solares e eólicos, como foi demonstrada pela obtenção de uma pá a ser usada em aerogeradores do tipo darrieus, e de uma parábola que foi utilizada em um fogão solar multifocal.
Abstract: The manufacture of new composite materials is a cheaper alternative to replace conventional materials, in order to obtain the feasibility of using Jute Plane Tissue (TPJ) and fiberglass fabric (TFV) in a hybrid matrix composite Orthophthalic polyester resin. The process of obtaining the composite was tested in relation to the maximum number of layers that could be used, without compromising its processability and the manufacturing of the specimens (CPs) in compressive mold. Two hybrid and non-hybrid configurations were chosen and tested with 4, 6, 8 and 10 layers of jute flat fabric plus orthophthalic resin and 4, 6, 8 and 10 layers of jute flat fabric interspersed with the fiber fabric Glass plus orthophthalic resin. The composite in its two configurations and several formulations was characterized for the determination of its main properties through tensile, flexural, impact, density, moisture absorption, thermal conductivity, aging, MEV, DRX and FRX analyzes. In the proposed composite, the TPJ and TFV had a reinforcing load function, with a predominance of TFV, since all the formulations studied for the hybrid composite presented superior mechanical resistance to the resin. The configuration with 10 layers of jute fabric and 10 layers of glass 10TJV fabric was the configuration of best result of tensile, flexural and impact resistance. The best performance of the hybrid composite in relation to the resin was to the impact resistance reaching well higher values, in the order of 1000% greater in relation to the same. The thermal properties of the hybrid composite were competitive with those of the orthophthalic resin, giving good possibilities for thermal applications. The MEV showed that there was adhesion between the TPJ, the TFV and the resin for all configurations, but cracks, voids and fiber bundle detachment occurred. The proposed composite presented viability for the production of solar and wind turbine prototypes, as demonstrated by obtaining a shovel to be used in darrieus type wind turbines, and a parabola that was used in a multifocal solar cooker.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23955
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