Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10400.22/22135 |
Resumo: | Os materiais compósitos têm vindo a ser cada vez mais incorporados na indústria, oferecendo boas propriedades mecânicas e químicas, aliadas a uma densidade inferior quando comparados com os materiais tradicionalmente utilizados, tais como os metais. Estes aspetos tornam a utilização de compósitos cada vez mais interessante, substituindo os materiais de engenharia mais comuns, sempre que seja possível e viável. Os compósitos termoendurecíveis são mais populares comercialmente devido à menor viscosidade apresentada durante o processamento. No entanto, atualmente não é possível, por meios convenientes, reciclar estes compósitos, tornando-os mais impactantes relativamente ao fim de vida das peças produzidas. Além disso, são mais nocivos para o ambiente devido às emissões de estireno durante o processo de endurecimento e também prejudiciais para o bem-estar dos operadores que os manuseiam. Os compósitos termoendurecíveis apresentam também alguns inconvenientes do ponto de vista do comportamento mecânico, apresentando um comportamento mais frágil com níveis de tenacidade inferiores, quando comparados com os de matriz termoplástica. Pelos razões anteriormente mencionados, os termoendurecíveis têm vindo a ser substituídos por termoplásticos enquanto matriz em materiais compósitos poliméricos. No entanto, os termoplásticos apresentam maior dificuldade na produção de compósitos, estando especialmente associados com a maior viscosidade apresentada durante o processamento. Ao contrário dos termoendurecíveis, os termoplásticos caracterizam-se por serem recicláveis e reprocessáveis, permitindo uma circularidade na utilização do polímero. Além disso, devido à inexistência de emissões químicas, o processamento de compósitos termoplásticos permite ambientes de trabalho mais limpos, para além do melhor comportamento mecânico possibilitado pelas melhores propriedades gerais destes polímeros. Nesta dissertação pré-impregnados de matriz termoplástica em forma de fita (ou Tape) foram produzidos por um processo de imersão de fibra numa solução fundida de polímero. As fibras de carbono foram utilizadas como reforço, combinando-as com três termoplásticos diferentes, nomeadamente o PET, o PA6 e o PC. O processamento dos pré-impregnados foi realizado pelo processo de pultrusão, que é um processo contínuo caraterizado pelo fabrico de perfis compósitos. A compressão a quente foi também utilizada para o fabrico de laminados compósitos. As caraterísticas de processamento destes foram devidamente descritas, e os compósitos finais submetidos a testes mecânicos como forma de avaliar a qualidade do processamento |
id |
RCAP_94b75c511601abc610493b618729c4f6 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:recipp.ipp.pt:10400.22/22135 |
network_acronym_str |
RCAP |
network_name_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
repository_id_str |
7160 |
spelling |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a QuenteProduction of Pre-Impregnated Thermoplastic Tapes and Processing by Pultrusion and Heated Compression MouldingMaterial CompósitoMatriz TermoplásticaPré-impregnadosFibra de CarbonoPultrusãoCompressão a QuenteLaminadoComposite MaterialsThermoplastic MatrixPre-impregnatedCarbon FibrePultrusionHeated Compression MouldingLaminateOs materiais compósitos têm vindo a ser cada vez mais incorporados na indústria, oferecendo boas propriedades mecânicas e químicas, aliadas a uma densidade inferior quando comparados com os materiais tradicionalmente utilizados, tais como os metais. Estes aspetos tornam a utilização de compósitos cada vez mais interessante, substituindo os materiais de engenharia mais comuns, sempre que seja possível e viável. Os compósitos termoendurecíveis são mais populares comercialmente devido à menor viscosidade apresentada durante o processamento. No entanto, atualmente não é possível, por meios convenientes, reciclar estes compósitos, tornando-os mais impactantes relativamente ao fim de vida das peças produzidas. Além disso, são mais nocivos para o ambiente devido às emissões de estireno durante o processo de endurecimento e também prejudiciais para o bem-estar dos operadores que os manuseiam. Os compósitos termoendurecíveis apresentam também alguns inconvenientes do ponto de vista do comportamento mecânico, apresentando um comportamento mais frágil com níveis de tenacidade inferiores, quando comparados com os de matriz termoplástica. Pelos razões anteriormente mencionados, os termoendurecíveis têm vindo a ser substituídos por termoplásticos enquanto matriz em materiais compósitos poliméricos. No entanto, os termoplásticos apresentam maior dificuldade na produção de compósitos, estando especialmente associados com a maior viscosidade apresentada durante o processamento. Ao contrário dos termoendurecíveis, os termoplásticos caracterizam-se por serem recicláveis e reprocessáveis, permitindo uma circularidade na utilização do polímero. Além disso, devido à inexistência de emissões químicas, o processamento de compósitos termoplásticos permite ambientes de trabalho mais limpos, para além do melhor comportamento mecânico possibilitado pelas melhores propriedades gerais destes polímeros. Nesta dissertação pré-impregnados de matriz termoplástica em forma de fita (ou Tape) foram produzidos por um processo de imersão de fibra numa solução fundida de polímero. As fibras de carbono foram utilizadas como reforço, combinando-as com três termoplásticos diferentes, nomeadamente o PET, o PA6 e o PC. O processamento dos pré-impregnados foi realizado pelo processo de pultrusão, que é um processo contínuo caraterizado pelo fabrico de perfis compósitos. A compressão a quente foi também utilizada para o fabrico de laminados compósitos. As caraterísticas de processamento destes foram devidamente descritas, e os compósitos finais submetidos a testes mecânicos como forma de avaliar a qualidade do processamentoComposite materials have been increasingly incorporated in industry, offering good mechanical and chemical properties, allied with a lower density when compared to traditionally used materials, such as metals. These aspects make the use of composites increasingly interesting, replacing the most common engineering materials, whenever is possible and feasible. Thermosetting composites are more popular commercially due to the lower viscosity presented during processing. However, it is not currently possible by convenient means to recycle these composites, making them more impactful regarding the end of life of the parts produced. Moreover, environmentally, these are more harmful due to the styrene emissions during the hardening process and also prejudicial to the well-being of the operators that handle them. Thermosetting composites also present some drawbacks from the point of view of mechanical behaviour, presenting a more fragile behaviour with lower toughness levels, when compared to those of thermoplastic matrix. For the reasons previously mentioned, thermosets have been replaced by thermoplastic as a matrix in polymeric composite materials. However, thermoplastics present greater difficulties in the production of composites, being especially associated with the higher viscosity presented during processing. Unlike thermosettings, thermoplastics are characterised by being recyclable and reprocessable, allowing a circularity in the polymer usage. Furthermore, due to the inexistence of chemical emissions, thermoplastic composite processing allows cleaner working environments, in addition to the better mechanical behaviour made possible by the better general properties of these polymers. In this dissertation thermoplastic matrix prepregs in tape form was produced by a process of fibre immersion in a molten solution of polymer. Carbon fibres were used as reinforcement, combined with three different thermoplastics, namely PET, PA6 and PC. The processing of the prepregs was carried out by the pultrusion process, which is a continuous process characterised by the manufacturing of composite profiles. Heated compression moulding was also employed for the manufacturing of composite laminates. The processing characteristics of these was duly described, and the final composites were submitted to mechanical tests as a way to evaluate the processing quality.Silva, João Francisco Machado Gomes daRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoCarneiro, João Miguel Morais20222025-10-20T00:00:00Z2022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/22135TID:203113080enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T13:18:07Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/22135Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:41:53.290624Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
dc.title.none.fl_str_mv |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente Production of Pre-Impregnated Thermoplastic Tapes and Processing by Pultrusion and Heated Compression Moulding |
title |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
spellingShingle |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente Carneiro, João Miguel Morais Material Compósito Matriz Termoplástica Pré-impregnados Fibra de Carbono Pultrusão Compressão a Quente Laminado Composite Materials Thermoplastic Matrix Pre-impregnated Carbon Fibre Pultrusion Heated Compression Moulding Laminate |
title_short |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
title_full |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
title_fullStr |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
title_full_unstemmed |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
title_sort |
Produção de Fitas Termoplásticas Pré-impregnadas e Processamento por Pultrusão e por Compressão a Quente |
author |
Carneiro, João Miguel Morais |
author_facet |
Carneiro, João Miguel Morais |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Silva, João Francisco Machado Gomes da Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Carneiro, João Miguel Morais |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Material Compósito Matriz Termoplástica Pré-impregnados Fibra de Carbono Pultrusão Compressão a Quente Laminado Composite Materials Thermoplastic Matrix Pre-impregnated Carbon Fibre Pultrusion Heated Compression Moulding Laminate |
topic |
Material Compósito Matriz Termoplástica Pré-impregnados Fibra de Carbono Pultrusão Compressão a Quente Laminado Composite Materials Thermoplastic Matrix Pre-impregnated Carbon Fibre Pultrusion Heated Compression Moulding Laminate |
description |
Os materiais compósitos têm vindo a ser cada vez mais incorporados na indústria, oferecendo boas propriedades mecânicas e químicas, aliadas a uma densidade inferior quando comparados com os materiais tradicionalmente utilizados, tais como os metais. Estes aspetos tornam a utilização de compósitos cada vez mais interessante, substituindo os materiais de engenharia mais comuns, sempre que seja possível e viável. Os compósitos termoendurecíveis são mais populares comercialmente devido à menor viscosidade apresentada durante o processamento. No entanto, atualmente não é possível, por meios convenientes, reciclar estes compósitos, tornando-os mais impactantes relativamente ao fim de vida das peças produzidas. Além disso, são mais nocivos para o ambiente devido às emissões de estireno durante o processo de endurecimento e também prejudiciais para o bem-estar dos operadores que os manuseiam. Os compósitos termoendurecíveis apresentam também alguns inconvenientes do ponto de vista do comportamento mecânico, apresentando um comportamento mais frágil com níveis de tenacidade inferiores, quando comparados com os de matriz termoplástica. Pelos razões anteriormente mencionados, os termoendurecíveis têm vindo a ser substituídos por termoplásticos enquanto matriz em materiais compósitos poliméricos. No entanto, os termoplásticos apresentam maior dificuldade na produção de compósitos, estando especialmente associados com a maior viscosidade apresentada durante o processamento. Ao contrário dos termoendurecíveis, os termoplásticos caracterizam-se por serem recicláveis e reprocessáveis, permitindo uma circularidade na utilização do polímero. Além disso, devido à inexistência de emissões químicas, o processamento de compósitos termoplásticos permite ambientes de trabalho mais limpos, para além do melhor comportamento mecânico possibilitado pelas melhores propriedades gerais destes polímeros. Nesta dissertação pré-impregnados de matriz termoplástica em forma de fita (ou Tape) foram produzidos por um processo de imersão de fibra numa solução fundida de polímero. As fibras de carbono foram utilizadas como reforço, combinando-as com três termoplásticos diferentes, nomeadamente o PET, o PA6 e o PC. O processamento dos pré-impregnados foi realizado pelo processo de pultrusão, que é um processo contínuo caraterizado pelo fabrico de perfis compósitos. A compressão a quente foi também utilizada para o fabrico de laminados compósitos. As caraterísticas de processamento destes foram devidamente descritas, e os compósitos finais submetidos a testes mecânicos como forma de avaliar a qualidade do processamento |
publishDate |
2022 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2022 2022-01-01T00:00:00Z 2025-10-20T00:00:00Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/10400.22/22135 TID:203113080 |
url |
http://hdl.handle.net/10400.22/22135 |
identifier_str_mv |
TID:203113080 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
eng |
language |
eng |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação instacron:RCAAP |
instname_str |
Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação |
instacron_str |
RCAAP |
institution |
RCAAP |
reponame_str |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
collection |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1799131505476239360 |