Caracterização físico química e otimização de formulações de poliuretano para a indústria elétrica.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1061 |
Resumo: | A presente dissertação de Mestrado teve a finalidade de estudar a reação de polimerização (cura) de uma resina comercial de poliuretano, usada como encapsulante de sensores, assim como sua caracterização físico e química, visando a otimização do processo do encapsulado e adequadas propriedades finais do material. A pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de conferir a estequiometria recomendada pelo fabricante, estudar o programa de cura de maneira a otimizar o processo de encapsulamento (melhores propriedades finais com o menor gasto energético) e, diminuição do desperdício de material. Para seguir os objetivos, primeiramente, os componentes da formulação foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho. Os resultados de FTIR confirmaram que o isocianato e poliol presentes na formulação comercial correspondem a um diisocianato aromático (difenil metano diisocianato, MDI) e um poliol poliéster, respectivamente. O estudo da estequiometria da reação foi realizado por calorimetria exploratória diferencial encontrando-se que a razão estequiométrica corresponde à composição poliol/MDI igual a 65/35. O estudo cinético da reação de polimerização (cura) foi conduzido por FTIR. A reação de cura foi estudada a 25ºC e 60ºC, seguindo o consumo do reagente MDI a partir da desaparição da banda do grupo isocianato (2245 cm⁻¹) em relação ao aparecimento da banda do grupo uretano (1221 cm⁻¹). Comprovou-se que a 25ºC a reação de cura segue uma cinética de primeira ordem em respeito ao MDI e a constante de velocidade encontrada foi de k= 0,0615 h⁻¹. A diferença da reação de cura a 60ºC que transcorre com uma constante de velocidade maior (k= 0,34 h⁻¹% em peso⁻¹) seguindo um mecanismo diferente, sugerindo seguir a lei cinética de segunda ordem em respeito ao MDI. Visando a otimização da cura a formulação poliol/MDI 65/35 foi estudada seguindo 3 programas diferentes (temperatura/tempo), as amostras chamadas PUA, PUB e PUC foram curadas a 25ºC/14h, 60ºC/6h e 25ºC/14h com póscura a 60ºC/6h, respectivamente. A caracterização físico química das amostras por DSC, analise termogravimétrica, intumescimento, determinação de densidade de ligações cruzadas, adsorção de umidade, analise elétrica, mostrou que a amostra PUC apresenta maior grau de reticulação, apresentando uma maior transição vítrea Tg, sendo mais estável termicamente entre 400 – 600ºC e, exibindo maior densidade de ligações cruzadas. Todas as amostras mostraram ser resistivas e apresentaram baixo teor de adsorção de umidade o que caracteriza a formulação como um bom material para encapsulamento de dispositivos elétricos. |
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2017-112018-01-17T16:08:24Z2018-01-17T16:08:24ZPALMA, José Wilson Carneiro. Caracterização físico química e otimização de formulações de poliuretano para a indústria elétrica. 2017. 55 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2017.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1061A presente dissertação de Mestrado teve a finalidade de estudar a reação de polimerização (cura) de uma resina comercial de poliuretano, usada como encapsulante de sensores, assim como sua caracterização físico e química, visando a otimização do processo do encapsulado e adequadas propriedades finais do material. A pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de conferir a estequiometria recomendada pelo fabricante, estudar o programa de cura de maneira a otimizar o processo de encapsulamento (melhores propriedades finais com o menor gasto energético) e, diminuição do desperdício de material. Para seguir os objetivos, primeiramente, os componentes da formulação foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho. Os resultados de FTIR confirmaram que o isocianato e poliol presentes na formulação comercial correspondem a um diisocianato aromático (difenil metano diisocianato, MDI) e um poliol poliéster, respectivamente. O estudo da estequiometria da reação foi realizado por calorimetria exploratória diferencial encontrando-se que a razão estequiométrica corresponde à composição poliol/MDI igual a 65/35. O estudo cinético da reação de polimerização (cura) foi conduzido por FTIR. A reação de cura foi estudada a 25ºC e 60ºC, seguindo o consumo do reagente MDI a partir da desaparição da banda do grupo isocianato (2245 cm⁻¹) em relação ao aparecimento da banda do grupo uretano (1221 cm⁻¹). Comprovou-se que a 25ºC a reação de cura segue uma cinética de primeira ordem em respeito ao MDI e a constante de velocidade encontrada foi de k= 0,0615 h⁻¹. A diferença da reação de cura a 60ºC que transcorre com uma constante de velocidade maior (k= 0,34 h⁻¹% em peso⁻¹) seguindo um mecanismo diferente, sugerindo seguir a lei cinética de segunda ordem em respeito ao MDI. Visando a otimização da cura a formulação poliol/MDI 65/35 foi estudada seguindo 3 programas diferentes (temperatura/tempo), as amostras chamadas PUA, PUB e PUC foram curadas a 25ºC/14h, 60ºC/6h e 25ºC/14h com póscura a 60ºC/6h, respectivamente. A caracterização físico química das amostras por DSC, analise termogravimétrica, intumescimento, determinação de densidade de ligações cruzadas, adsorção de umidade, analise elétrica, mostrou que a amostra PUC apresenta maior grau de reticulação, apresentando uma maior transição vítrea Tg, sendo mais estável termicamente entre 400 – 600ºC e, exibindo maior densidade de ligações cruzadas. Todas as amostras mostraram ser resistivas e apresentaram baixo teor de adsorção de umidade o que caracteriza a formulação como um bom material para encapsulamento de dispositivos elétricos.Caracterização físico química e otimização de formulações de poliuretano para a indústria elétrica.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá55 p.PoliuretanoCaracterizaçãoIndustria elétricaPolyuretaneCaracterizationEletrical IndustryLEYVA, Maria Elena GonzálezQUEIROZ, Álvaro Antônio Alencar deMateriais para EngenhariaNão MetaisPALMA, José Wilson CarneiroPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para EngenhariaIFQ - Instituto de Física e Químicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_palma_2017.pdfdissertacao_palma_2017.pdfapplication/pdf1904634https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1061/1/dissertacao_palma_2017.pdf416e1e8846cddc895ca3c4942d72e9dfMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1061/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/10612024-04-03 14:48:13.269oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-03T17:48:13Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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A presente dissertação de Mestrado teve a finalidade de estudar a reação de polimerização (cura) de uma resina comercial de poliuretano, usada como encapsulante de sensores, assim como sua caracterização físico e química, visando a otimização do processo do encapsulado e adequadas propriedades finais do material. A pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de conferir a estequiometria recomendada pelo fabricante, estudar o programa de cura de maneira a otimizar o processo de encapsulamento (melhores propriedades finais com o menor gasto energético) e, diminuição do desperdício de material. Para seguir os objetivos, primeiramente, os componentes da formulação foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho. Os resultados de FTIR confirmaram que o isocianato e poliol presentes na formulação comercial correspondem a um diisocianato aromático (difenil metano diisocianato, MDI) e um poliol poliéster, respectivamente. O estudo da estequiometria da reação foi realizado por calorimetria exploratória diferencial encontrando-se que a razão estequiométrica corresponde à composição poliol/MDI igual a 65/35. O estudo cinético da reação de polimerização (cura) foi conduzido por FTIR. A reação de cura foi estudada a 25ºC e 60ºC, seguindo o consumo do reagente MDI a partir da desaparição da banda do grupo isocianato (2245 cm⁻¹) em relação ao aparecimento da banda do grupo uretano (1221 cm⁻¹). Comprovou-se que a 25ºC a reação de cura segue uma cinética de primeira ordem em respeito ao MDI e a constante de velocidade encontrada foi de k= 0,0615 h⁻¹. A diferença da reação de cura a 60ºC que transcorre com uma constante de velocidade maior (k= 0,34 h⁻¹% em peso⁻¹) seguindo um mecanismo diferente, sugerindo seguir a lei cinética de segunda ordem em respeito ao MDI. Visando a otimização da cura a formulação poliol/MDI 65/35 foi estudada seguindo 3 programas diferentes (temperatura/tempo), as amostras chamadas PUA, PUB e PUC foram curadas a 25ºC/14h, 60ºC/6h e 25ºC/14h com póscura a 60ºC/6h, respectivamente. A caracterização físico química das amostras por DSC, analise termogravimétrica, intumescimento, determinação de densidade de ligações cruzadas, adsorção de umidade, analise elétrica, mostrou que a amostra PUC apresenta maior grau de reticulação, apresentando uma maior transição vítrea Tg, sendo mais estável termicamente entre 400 – 600ºC e, exibindo maior densidade de ligações cruzadas. Todas as amostras mostraram ser resistivas e apresentaram baixo teor de adsorção de umidade o que caracteriza a formulação como um bom material para encapsulamento de dispositivos elétricos. |
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