Processamento de compósitos de polipropileno/pó de madeira em extrusora de dupla rosca.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19307 |
Resumo: | Neste trabalho, compósitos de polipropileno heterofásico (PP) com 10%, 20% e 30% de pó de madeira foram processados em extrusora de dupla rosca corrotacional modular operada com diferentes velocidades de rotação das roscas e diferentes vazões de alimentação. Os parâmetros de processo registrados pelo equipamento (temperatura e pressão de descarga, vazão e energia específica, etc.), foram estudados e o processo simulado com ajuda do software comercial WinTXS™. O processamento virtual permitiu obter variáveis de processo de difícil acesso inacessíveis experimentalmente (tempo de residência, preenchimento da câmara, perfis axiais de pressão e temperatura, etc.). Os compósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, microscopia ótica e índice de fluidez. As propriedades mecânicas em tração, flexão e impacto foram determinadas e o efeito do teor de carga e das condições de processamento nessas propriedades foi avaliado. As mesmas composições foram preparadas em misturador interno e analisadas para determinar o efeito da carga na degradação incipiente da matriz durante o processamento. Os resultados obtidos foram satisfatórios. Foi demonstrada a viabilidade de processar PP e compósito PP/pó de madeira e foi possível ajustar o software de simulação nas mesmas condições de operação da extrusora real. Os ensaios de caracterização mostraram a boa distribuição da carga, melhoras significativas nas propriedades mecânicas e o aumento da cristalinidade com o teor de carga. A amostra com 10% de pó de madeira mostrou algumas características excepcionais: maior alongamento na ruptura e resistência ao impacto no compósito extrudado e maior taxa de degradação no produto processado em misturador interno. |
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Processamento de compósitos de polipropileno/pó de madeira em extrusora de dupla rosca.Processing of polypropylene composites/wood powder in double screw extruderPolypropyleneWood flourCompoundsExtrusionSimulationPolipropilenoPó de madeiraCompósitosExtrusãoSimulaçãoCompositesPolvo de maderaExtrusiónSimulaciónExtrusora de dupla roscaCompósitos de polipropileno/pó de madeiraEngenharia de Materiais e MetalúrgicaNeste trabalho, compósitos de polipropileno heterofásico (PP) com 10%, 20% e 30% de pó de madeira foram processados em extrusora de dupla rosca corrotacional modular operada com diferentes velocidades de rotação das roscas e diferentes vazões de alimentação. Os parâmetros de processo registrados pelo equipamento (temperatura e pressão de descarga, vazão e energia específica, etc.), foram estudados e o processo simulado com ajuda do software comercial WinTXS™. O processamento virtual permitiu obter variáveis de processo de difícil acesso inacessíveis experimentalmente (tempo de residência, preenchimento da câmara, perfis axiais de pressão e temperatura, etc.). Os compósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, microscopia ótica e índice de fluidez. As propriedades mecânicas em tração, flexão e impacto foram determinadas e o efeito do teor de carga e das condições de processamento nessas propriedades foi avaliado. As mesmas composições foram preparadas em misturador interno e analisadas para determinar o efeito da carga na degradação incipiente da matriz durante o processamento. Os resultados obtidos foram satisfatórios. Foi demonstrada a viabilidade de processar PP e compósito PP/pó de madeira e foi possível ajustar o software de simulação nas mesmas condições de operação da extrusora real. Os ensaios de caracterização mostraram a boa distribuição da carga, melhoras significativas nas propriedades mecânicas e o aumento da cristalinidade com o teor de carga. A amostra com 10% de pó de madeira mostrou algumas características excepcionais: maior alongamento na ruptura e resistência ao impacto no compósito extrudado e maior taxa de degradação no produto processado em misturador interno.In this work, compounds of heterophasic polypropylene (PP) with 10%, 20% and 30% of wood flour were processed in a modular corrotational twin-screw extruder operated with different screw speeds and feed rates. Process parameters recorded by the equipment (temperature and discharge pressure, flow and specific energy, etc.) were studied and the process simulated using WinTXS™, a commercial process simulation software. Virtual processing allowed to experimentally obtain difficult accesse process variables (residence time, chamber filling, axial pressure and temperature profiles, etc.). The compounds were characterized by differential scanning calorimetry, optical microscopy and melt flow rate. Tensile, flexural and impact properties were determined, and the effect of loading content and processing conditions on these properties were evaluated. The same compositions were prepared in an internal mixer and analyzed to determine the effect of the filler on incipient degradation during processing. The results were satisfactory. The feasibility of processing PP and PP/wood flour compounds was demonstrated and it was possible to adjust the simulation software at the operating conditions of the actual extruder. Characterization tests showed good filler distribution, significant improvements in mechanical properties and increased crystallinity with filler content. The sample with 10% of wood flour showed some exceptional characteristics: greater elongation at break and impact strength on the extruded compounds, higher rate of degradation in the product processed in the internal mixer.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGCANEDO, Eduardo Luis.CANEDO, E. L.http://lattes.cnpq.br/8605089230775808AZEVEDO, Joyce Batista.AZEVEDO, J. B.http://lattes.cnpq.br/1078191261050953MELO , Tomás Jeferson Alves de.CARVALHO , Laura Hecker de.MORAIS , Dayanne Diniz de Sousa.PEREIRA, Camila Ariana Becker.2018-05-302021-06-09T18:24:06Z2021-06-092021-06-09T18:24:06Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19307PEREIRA, C. A. B. Processamento de compósitos de polipropileno/pó de madeira em extrusora de dupla rosca. 2018. 149 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19307porFAPESBinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-23T13:51:34Zoai:localhost:riufcg/19307Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512022-09-23T13:51:34Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Neste trabalho, compósitos de polipropileno heterofásico (PP) com 10%, 20% e 30% de pó de madeira foram processados em extrusora de dupla rosca corrotacional modular operada com diferentes velocidades de rotação das roscas e diferentes vazões de alimentação. Os parâmetros de processo registrados pelo equipamento (temperatura e pressão de descarga, vazão e energia específica, etc.), foram estudados e o processo simulado com ajuda do software comercial WinTXS™. O processamento virtual permitiu obter variáveis de processo de difícil acesso inacessíveis experimentalmente (tempo de residência, preenchimento da câmara, perfis axiais de pressão e temperatura, etc.). Os compósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial, microscopia ótica e índice de fluidez. As propriedades mecânicas em tração, flexão e impacto foram determinadas e o efeito do teor de carga e das condições de processamento nessas propriedades foi avaliado. As mesmas composições foram preparadas em misturador interno e analisadas para determinar o efeito da carga na degradação incipiente da matriz durante o processamento. Os resultados obtidos foram satisfatórios. Foi demonstrada a viabilidade de processar PP e compósito PP/pó de madeira e foi possível ajustar o software de simulação nas mesmas condições de operação da extrusora real. Os ensaios de caracterização mostraram a boa distribuição da carga, melhoras significativas nas propriedades mecânicas e o aumento da cristalinidade com o teor de carga. A amostra com 10% de pó de madeira mostrou algumas características excepcionais: maior alongamento na ruptura e resistência ao impacto no compósito extrudado e maior taxa de degradação no produto processado em misturador interno. |
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