Estudo do Envelhecimento Acelerado em Materiais CompÃsitos Revestidos com Poliuretano Aplicados em Aerogeradores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alexandre de Souza Rios
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=8154
http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=8165
Resumo: Nas Ãltimas dÃcadas, existiu uma crescente demanda por aproveitamento do potencial eÃlico mundial. Essa tendÃncia està transformando as pÃs eÃlicas em uma das mais importantes aplicaÃÃes dos materiais compÃsitos polimÃricos. Alguns componentes de uma turbina eÃlica sÃo confeccionados em materiais compÃsitos polimÃricos e suas pÃs eÃlicas representam o maior uso desse material. Este trabalho tem como objetivo a avaliaÃÃo dos efeitos do envelhecimento acelerado em amostras de materiais compÃsitos revestidos com poliuretano utilizados em aerogeradores. O compÃsito à constituÃdo de resina epÃxi, reforÃado com fibras de vidro e revestido com poliuretano. O envelhecimento acelerado simula de forma intensificada os intemperismos naturais (radiaÃÃo solar, umidade e temperatura). As placas compÃsitas foram caracterizadas por ensaios nÃo-destrutivos de ultrassom e emissÃo acÃstica; ensaios mecÃnicos de traÃÃo e Izod; anÃlises tÃrmicas de termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC); microscopia Ãptica e grau de empoamento.Devido ao alto coeficiente de atenuaÃÃo caracterÃstico de materiais com mais de um constituinte e a consequenteausÃncia de sinal acÃstico de retorno, o ensaio por ultrassomnÃo logrou Ãxito. Mediante os avanÃos da degradaÃÃo acelerada, houve estabilidade nos valores mÃdios da velocidade de propagaÃÃo da onda e do coeficiente de atenuaÃÃo nos compÃsitos, por meio do ensaio de emissÃo acÃstica. Os ensaios mecÃnicos de traÃÃo e Izod mostraram que o envelhecimento acelerado interferiunas seguintes propriedades: mÃdulo de elasticidade, tensÃo de ruptura, alongamento mÃximo e resistÃncia ao impactoIzod. Pela tÃcnica de TGA, houve alteraÃÃo na temperatura mÃxima de degradaÃÃo e estabilizaÃÃo na massa residual com os avanÃos da degradaÃÃo acelerada. Por DSC, foi possÃvel detectar diminuiÃÃo na temperatura de transiÃÃo vÃtrea (Tg). A microscopia Ãptica revelou que nÃo houve alteraÃÃes na superfÃcie do revestimento de poliuretano e na interface poliuretano-epÃxi e ocorreu degradaÃÃo na interface fibra-matriz (face exposta à radiaÃÃo) nos compÃsitos mediante os progressos de envelhecimento acelerado. Entretanto, a mediÃÃo do grau de empoamento apresentou deteriorizaÃÃosuperficial do revestimento de poliuretano. Diante de todos os resultados encontrados, conclui-se que o envelhecimento acelerado influenciou no desempenho dos materiais utilizados em aerogeradores.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstudo do Envelhecimento Acelerado em Materiais CompÃsitos Revestidos com Poliuretano Aplicados em AerogeradoresStudy of Accelerated Aging in Composite Materials Coated with Polyurethane Used in Wind Turbines2012-05-25Judith Pessoa de Andrade Feitosa04522036353http://lattes.cnpq.br/5607366782144472Elineudo Pinho de Moura42250307334http://lattes.cnpq.br/7610478327010192 Wanderley Ferreira de Amorim Junior 87244152434http://lattes.cnpq.br/8131607733881361 00395085365http://lattes.cnpq.br/8461554296859291Alexandre de Souza RiosUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia e CiÃncia de MateriaisUFCBRCiÃncia dos MateriaisEnergia eÃlica DegradaÃÃo de materiaiscomposite materials wind blades non-destructive testing mechanical testing thermal analysis optical microscopy.MATERIAIS CONJUGADOS NAO METALICOSNas Ãltimas dÃcadas, existiu uma crescente demanda por aproveitamento do potencial eÃlico mundial. Essa tendÃncia està transformando as pÃs eÃlicas em uma das mais importantes aplicaÃÃes dos materiais compÃsitos polimÃricos. Alguns componentes de uma turbina eÃlica sÃo confeccionados em materiais compÃsitos polimÃricos e suas pÃs eÃlicas representam o maior uso desse material. Este trabalho tem como objetivo a avaliaÃÃo dos efeitos do envelhecimento acelerado em amostras de materiais compÃsitos revestidos com poliuretano utilizados em aerogeradores. O compÃsito à constituÃdo de resina epÃxi, reforÃado com fibras de vidro e revestido com poliuretano. O envelhecimento acelerado simula de forma intensificada os intemperismos naturais (radiaÃÃo solar, umidade e temperatura). As placas compÃsitas foram caracterizadas por ensaios nÃo-destrutivos de ultrassom e emissÃo acÃstica; ensaios mecÃnicos de traÃÃo e Izod; anÃlises tÃrmicas de termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC); microscopia Ãptica e grau de empoamento.Devido ao alto coeficiente de atenuaÃÃo caracterÃstico de materiais com mais de um constituinte e a consequenteausÃncia de sinal acÃstico de retorno, o ensaio por ultrassomnÃo logrou Ãxito. Mediante os avanÃos da degradaÃÃo acelerada, houve estabilidade nos valores mÃdios da velocidade de propagaÃÃo da onda e do coeficiente de atenuaÃÃo nos compÃsitos, por meio do ensaio de emissÃo acÃstica. Os ensaios mecÃnicos de traÃÃo e Izod mostraram que o envelhecimento acelerado interferiunas seguintes propriedades: mÃdulo de elasticidade, tensÃo de ruptura, alongamento mÃximo e resistÃncia ao impactoIzod. Pela tÃcnica de TGA, houve alteraÃÃo na temperatura mÃxima de degradaÃÃo e estabilizaÃÃo na massa residual com os avanÃos da degradaÃÃo acelerada. Por DSC, foi possÃvel detectar diminuiÃÃo na temperatura de transiÃÃo vÃtrea (Tg). A microscopia Ãptica revelou que nÃo houve alteraÃÃes na superfÃcie do revestimento de poliuretano e na interface poliuretano-epÃxi e ocorreu degradaÃÃo na interface fibra-matriz (face exposta à radiaÃÃo) nos compÃsitos mediante os progressos de envelhecimento acelerado. Entretanto, a mediÃÃo do grau de empoamento apresentou deteriorizaÃÃosuperficial do revestimento de poliuretano. Diante de todos os resultados encontrados, conclui-se que o envelhecimento acelerado influenciou no desempenho dos materiais utilizados em aerogeradores.In recent decades, there has been a growing demand for utilization of wind power worldwide. This trend is transforming wind blades in one of the most important applications of polymeric composites. Some components of a wind turbine are made of polymeric composites and wind blades represent the largest use of this material. This study aims to assess the effects of accelerated aging in samples of composite materials coated with polyurethane used in wind turbines. The composite is made of epoxy resin reinforced with glass fibers and coated with polyurethane. The accelerated aging test simulates an enhanced form natural weathering (solar radiation, humidity and temperature). The composite plates were characterized by non-destructive testing of ultrasonic waves and acoustic emission; tensile tests and Izod; thermal analyzes thermogravimetricanalysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC); optical microscopy and the degree of chalking. Because of the high attenuation coefficient characteristic of materials with more than one constituency and the consequent absence of acoustic feedback, the ultrasound test didn`t succeed. Through the advances in accelerated degradation was stable on mean average velocity of wave propagation and attenuation coefficient of the composite by means of acoustic emission test. The tensile tests and Izod showed that the accelerated aging interfered with the following properties: modulus of elasticity, tensile strength,ultimate elongation and Izod impact. By the technique of TGA, there was change in maximum temperature of degradation and stabilization in the residual mass with the advances in accelerated degradation. By DSC it was possible to detect a decrease in glass transition temperature (Tg). The optical microscope demonstrated that no changes in the surface of the coating polyurethane and polyurethane-epoxy interface and degradation occurred in the fiber-matrix interface (the exposed radiation face) in the composite by the progress of accelerated aging. However, measuring the degree of deterioration showed chalking surface of the polyurethane coating. 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