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Título: Estudo das propriedades termofísicas com variação da expansibilidade de compósito desenvolvido com matriz PUR-NOP e carga funcional de argilomineral
Autor(es): Rahn, Marco Aurélio dos Santos
Palavras-chave: Compósito PUR-NOP;Expansibilidade;Propriedades termofísicas;Composite PUR-NOP;Expandability;Thermophysical properties
Data do documento: 11-Jul-2011
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: RAHN, Marco Aurélio dos Santos. Estudo das propriedades termofísicas com variação da expansibilidade de compósito desenvolvido com matriz PUR-NOP e carga funcional de argilomineral. 2011. 183 f. Tese (Doutorado em Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.
Resumo: In this study were conducted experimental procedures for determination of variation of the expandability of rigid polyurethane foam (PUR) from a natural oil polyol (NOP), specifically the Castor oil plant, Ricinus communis, pure and additions of the vermiculite in phase dispersed in different percentage within a range from 0% to 20%, mass replacement. From the information acquired, were defined the parameters for production of bodies of test, plates obtained through controlled expansion, with the final volume fixed. Initially, the plates were subjected to thermal performance tests and evaluated the temperature profiles, to later be extracted samples duly prepared in accordance with the conditions required for each test. Was proceeded then the measurement of the coefficient of thermal conductivity, volumetric capacity heat and thermal diffusivity. The findings values were compared with the results obtained in the tests of thermal performance, contributing to validation of the same. Ultimately, it was investigated the influence that changes in physical-chemical structure of the material had exerted on the variation of thermophysical quantities through gas pycnometry, scanning electron microscopy (SEM) combined with energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy (EDXRF), infrared spectroscopy using Fourier transform (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). Based on the results obtained was possible to demonstrate that all load percentage analyzed promoted an increase in the potential expansion (PE) of the resin. In production of the plates, the composites with density near at the free expansion presented high contraction during the cure, being the of higher density adopted as definitive standard. In the thermal performance tests, the heating and cooling curves of the different composites had presented symmetry and values very close for lines of the temperature. The results obtained for the thermophysical properties of composites, showed little difference in respect of pure foam. The percentage of open pores and irregularities in the morphology of the composites were proportionate to the increment of vermiculite. In the interaction between the matrix and dispersed phase, there were no chemical transformations in the region of interface and new compounds were not generated. The composites of PUR-NOP and vermiculite presented thermal insulating properties near the foam pure and percentage significantly less plastic in its composition, to the formulation with 10% of load
metadata.dc.description.resumo: Neste estudo, foram realizados procedimentos experimentais para determinação da variação da expansibilidade da espuma rígida de poliuretano (PUR) de um poliol de óleo natural (NOP), especificamente o de mamona, Ricinus communis, puro e acrescido de vermiculita na fase dispersa, em distintos percentuais, dentro de uma faixa de 0% a 20%, de substituição em massa. A partir das informações adquiridas, foram definidos os parâmetros para produção dos corpos de prova, placas obtidas através de expansão controlada, com volume final fixo. Inicialmente, as placas foram submetidas a testes de desempenho térmico, sendo avaliados os perfis de temperatura, para posteriormente serem extraídas amostras, devidamente preparadas conforme as condições exigidas para cada ensaio. Procedeu-se então a medição do coeficiente de condutividade térmica, capacidade térmica volumétrica e difusividade térmica. Os valores encontrados foram comparados com os resultados obtidos nos testes de desempenho térmico, contribuindo para validação dos mesmos. Por fim, foi investigada a influência que as alterações na estrutura físico-química do material, exerceram sobre a variação das grandezas termofísicas, por meio de picnometria a gás, microscopia eletrônica de varredura (MEV) combinada com espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva (EDXRF), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise térmica diferencial (DTA). Com base nos resultados obtidos foi possível demonstrar que todos os percentuais de carga analisados promoveram um aumento do potencial de expansão (PE) da resina. Na produção das placas, os compósitos com densidade próxima à expansão livre apresentaram grande contração na cura, sendo adotados os de maior densidade como padrão definitivo. Nos ensaios de desempenho térmico, as curvas de aquecimento e resfriamento dos diferentes compósitos apresentaram simetria e valores muito próximos para as linhas de temperatura. Os resultados obtidos para as propriedades termofísicas dos compósitos, demonstraram pouca diferença em relação aos da espuma pura. O percentual de poros abertos e irregularidades na morfologia dos compósitos foram proporcionais ao incremento da vermiculita. Na interação entre matriz e fase dispersa não ocorreram transformações químicas na região de interface e não foram gerados novos compostos. Os compósitos de PUR-NOP e vermiculita apresentaram propriedades isolantes térmicas próximas as da espuma pura e percentual significativamente menor de plástico em sua composição, para a formulação com 10% de carga
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/15575
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