Investigação da falha prematura por stress cracking em PET - efeito de carga nanoparticulada e uso da técnica de emissão acústica.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Tese |
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/6407 |
Resumo: | Este estudo visa investigar o efeito de carga nanoparticulada (silicato em camadas) na falha prematura por stress cracking (ESC) em poli(tereftalato de etileno) (PET), bem como avaliar o uso da técnica de emissão acústica (EA) na análise desse tipo de falha. Uma argila montmorilonítica sódica (Cloisite Na+) foi utilizada como carga e como agente de ESC utilizou-se soluções aquosas de hidróxido de sódio em diferentes concentrações. Os ensaios foram conduzidos sob tração e sob relaxação de tensão. Os resultados evidenciam que a quantidade de solução presente na superfície da amostra influencia no dano causado por ESC, mais especificamente na quantidade de trincas formadas e na sua velocidade de propagação. O ataque químico, que ocorre simultaneamente aos efeitos de ESC, também é função da quantidade de solução e da velocidade de propagação das trincas, que por sua vez está correlacionada à tensão localizada provocada pela nanocarga nos híbridos PET/argila. Quanto maiores os teores de carga e menor a interação com o polímero, maior a concentração de tensão. A interação com o polímero por sua vez depende da morfologia da argila, e esta afeta de maneira diferenciada o processo de falha por ESC. Quanto maior o estado de agregação e ordenação das lamelas de argila, maior a concentração de tensão localizada e a velocidade de propagação da trinca, com pouco ou nenhum fissuramento superficial visível. A resistência ao ESC sob tração é afetada com a mesma intensidade, independente do teor de carga utilizado. Houve casos em que o híbrido PET/argila mostrou-se mais resistente ao ESC, sugerindo que a argila pode atuar como barreira ao fluido agressivo. A técnica de EA por sua vez, se mostrou eficiente na análise da falha por ESC, sendo possível detectar com maior precisão as mudanças ocorridas no material e correlacionar com o dano ocasionado. |
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Investigação da falha prematura por stress cracking em PET - efeito de carga nanoparticulada e uso da técnica de emissão acústica.The investigation of premature of pet by stress cracking-efect nanoparticle of clay and the use of acoustic emission.Stress CrackingEmissão AcústicaPolitereftalato de Etileno - PETMontmoriloníticaDegradação Hidrolítica e Química do PETCargas NanoparticuladasHydrolytic and Chemical Degradation of PETNanoparticulate ChargesEngenharia de Materiais.Este estudo visa investigar o efeito de carga nanoparticulada (silicato em camadas) na falha prematura por stress cracking (ESC) em poli(tereftalato de etileno) (PET), bem como avaliar o uso da técnica de emissão acústica (EA) na análise desse tipo de falha. Uma argila montmorilonítica sódica (Cloisite Na+) foi utilizada como carga e como agente de ESC utilizou-se soluções aquosas de hidróxido de sódio em diferentes concentrações. Os ensaios foram conduzidos sob tração e sob relaxação de tensão. Os resultados evidenciam que a quantidade de solução presente na superfície da amostra influencia no dano causado por ESC, mais especificamente na quantidade de trincas formadas e na sua velocidade de propagação. O ataque químico, que ocorre simultaneamente aos efeitos de ESC, também é função da quantidade de solução e da velocidade de propagação das trincas, que por sua vez está correlacionada à tensão localizada provocada pela nanocarga nos híbridos PET/argila. Quanto maiores os teores de carga e menor a interação com o polímero, maior a concentração de tensão. A interação com o polímero por sua vez depende da morfologia da argila, e esta afeta de maneira diferenciada o processo de falha por ESC. Quanto maior o estado de agregação e ordenação das lamelas de argila, maior a concentração de tensão localizada e a velocidade de propagação da trinca, com pouco ou nenhum fissuramento superficial visível. A resistência ao ESC sob tração é afetada com a mesma intensidade, independente do teor de carga utilizado. Houve casos em que o híbrido PET/argila mostrou-se mais resistente ao ESC, sugerindo que a argila pode atuar como barreira ao fluido agressivo. A técnica de EA por sua vez, se mostrou eficiente na análise da falha por ESC, sendo possível detectar com maior precisão as mudanças ocorridas no material e correlacionar com o dano ocasionado.The objective of this study is to investigate the effect of nanoparticulate fillers in the failure of poly (ethylene terephthalate) (PET) by stress cracking (ESC), and to evaluate the use of acoustic emission (AE) technique on the analysis of this failure. A sodic montmorillonite clay (Cloisite Na+) was used as a filler and PET and composites were exposed sodium hydroxide (NaOH) aqueous solutions in different concentrations as ESC agents. The tests were conducted under tensile and stress relaxation. The results showed that the amount of NaOH solution on the sample surface influences on the ESC damage, specifically in cracks formation and their propagation. The chemical attack, which occurs simultaneously to the ESC effects, is also a function of the solution quantity and the cracks propagation speed, which in turn is correlated to the stress concentration caused by nanofillers in the hybrid PET/clay. Higher filler amount and less interaction with the polymer causes higher stress concentration. The interaction with the polymer, on the other hand, depends on the clay morphology, and this affects in a different way the mechanism of ESC failure. Higher state of aggregation and ordering of clay lamellae induces a greater stress concentration and crack propagation rate with little or no visible surface cracking. The resistance to stress cracking in tension is affected to the same degree, regardless of the amount of filler. In some situations the hybrid PET/clay was more resistant to ESC, suggesting that it may act as a barrier to aggressive fluid. The AE technique proved to be efficient in the analysis of ESC, and can detect more accurately the changes in the material and to correlate with the failure.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGRABELLO, Marcelo Silveira.RABELLO, M. C.http://lattes.cnpq.br/0384726674523131SILVA, Suédina Maria de Lima.SILVA, S. M. L.http://lattes.cnpq.br/6437959556217825BALZER, Palova Santos.WELLEN, Renate Maria Ramos.SANTOS, Marco Antônio dos.FERREIRA, Heber Carlos.TEÓFILO, Edvânia Trajano.2013-08-092019-08-30T20:01:31Z2019-08-302019-08-30T20:01:31Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/6407TEÓFILO, Edvânia Trajano. Investigação da falha prematura por stress cracking em PET - efeito de carga nanoparticulada e uso da técnica de emissão acústica. 2013. 186f. (Tese de Doutorado 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, 2013. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/6407porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2022-09-14T18:39:52Zoai:localhost:riufcg/6407Biblioteca 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:48512022-09-14T18:39:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Este estudo visa investigar o efeito de carga nanoparticulada (silicato em camadas) na falha prematura por stress cracking (ESC) em poli(tereftalato de etileno) (PET), bem como avaliar o uso da técnica de emissão acústica (EA) na análise desse tipo de falha. Uma argila montmorilonítica sódica (Cloisite Na+) foi utilizada como carga e como agente de ESC utilizou-se soluções aquosas de hidróxido de sódio em diferentes concentrações. Os ensaios foram conduzidos sob tração e sob relaxação de tensão. Os resultados evidenciam que a quantidade de solução presente na superfície da amostra influencia no dano causado por ESC, mais especificamente na quantidade de trincas formadas e na sua velocidade de propagação. O ataque químico, que ocorre simultaneamente aos efeitos de ESC, também é função da quantidade de solução e da velocidade de propagação das trincas, que por sua vez está correlacionada à tensão localizada provocada pela nanocarga nos híbridos PET/argila. Quanto maiores os teores de carga e menor a interação com o polímero, maior a concentração de tensão. A interação com o polímero por sua vez depende da morfologia da argila, e esta afeta de maneira diferenciada o processo de falha por ESC. Quanto maior o estado de agregação e ordenação das lamelas de argila, maior a concentração de tensão localizada e a velocidade de propagação da trinca, com pouco ou nenhum fissuramento superficial visível. A resistência ao ESC sob tração é afetada com a mesma intensidade, independente do teor de carga utilizado. Houve casos em que o híbrido PET/argila mostrou-se mais resistente ao ESC, sugerindo que a argila pode atuar como barreira ao fluido agressivo. A técnica de EA por sua vez, se mostrou eficiente na análise da falha por ESC, sendo possível detectar com maior precisão as mudanças ocorridas no material e correlacionar com o dano ocasionado. |
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