Síntese sustentável, caracterização físico-química e estudo das propriedades mecânica e elétrica de polímeros de óleo de soja e suas formulações com a borracha de silicone
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Data de Publicação: | 2018 |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2423 |
Resumo: | O crescente aumento da utilização da energia elétrica no último século demanda a crescente utilização de isoladores poliméricos (IP) para o isolamento das partes da linha de transmissão com diferença de potencial elétrico em relação à terra ou outro condutor além de se evitar que correntes elétricas circulem entre as partes isoladas. Devido ao fato dos IP diminuírem os custos em projetos de linhas de transmissão espera-se que sua utilização aumente significativamente nas próximas décadas. Atualmente o desenvolvimento de novos materiais está fortemente dirigido para a busca do desenvolvimento sustentável, caracterizado por suprir as necessidades tecnológicas da geração de energia atual sem comprometer a capacidade de atender às gerações futuras. Nesse contexto, a utilização de matérias-primas renováveis torna-se uma vertente importante no desenvolvimento de IP para a elétrica de potência. Visando atender essas demandas do mundo moderno, este trabalho teve o objetivo de sintetizar e caracterizar formulações de borracha de silicone (SiR) ecologicamente corretas para a IP. O óleo de soja foi escolhido para a síntese do polímero verde acrilado com HEMA (PVH), já que o Brasil é o segundo maior produtor deste óleo de fonte renovável no mundo. Através de técnicas de caracterização físico-química como teor de gel, espectrofotometria no infravermelho, análises térmicas e ressonância magnética nuclear, o PVH contendo 35% de HEMA em sua formulação e utilizando 50kGy de raios gama (PVH 3550) se mostrou mais estável e foi escolhido como a formulação mais adequada para a adição às borrachas de silicone (SiR) comerciais W (SiRW) e B (SiRB). A mistura do PVH às SiR resultou em misturas poliméricas mais hidrofóbicas, e mais resistentes mecanicamente e ao calor do que as SiR´s comerciais. Quanto ás caracterizações elétricas, o PVH 3550 apresentou alta rigidez dielétrica e resistência ao trilhamento elétrico. Os resultados obtidos nesse trabalho permitem concluir que as formulações desenvolvidas a partir do PVH possuem potencial para ser utilizado na fabricação de isoladores poliméricos para a utilização em redes de alta tensão. |
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Nesse contexto, a utilização de matérias-primas renováveis torna-se uma vertente importante no desenvolvimento de IP para a elétrica de potência. Visando atender essas demandas do mundo moderno, este trabalho teve o objetivo de sintetizar e caracterizar formulações de borracha de silicone (SiR) ecologicamente corretas para a IP. O óleo de soja foi escolhido para a síntese do polímero verde acrilado com HEMA (PVH), já que o Brasil é o segundo maior produtor deste óleo de fonte renovável no mundo. Através de técnicas de caracterização físico-química como teor de gel, espectrofotometria no infravermelho, análises térmicas e ressonância magnética nuclear, o PVH contendo 35% de HEMA em sua formulação e utilizando 50kGy de raios gama (PVH 3550) se mostrou mais estável e foi escolhido como a formulação mais adequada para a adição às borrachas de silicone (SiR) comerciais W (SiRW) e B (SiRB). A mistura do PVH às SiR resultou em misturas poliméricas mais hidrofóbicas, e mais resistentes mecanicamente e ao calor do que as SiR´s comerciais. Quanto ás caracterizações elétricas, o PVH 3550 apresentou alta rigidez dielétrica e resistência ao trilhamento elétrico. Os resultados obtidos nesse trabalho permitem concluir que as formulações desenvolvidas a partir do PVH possuem potencial para ser utilizado na fabricação de isoladores poliméricos para a utilização em redes de alta tensão.The increasing use of electric energy in the last century demands the increasing use of polymeric insulators (IPs) in order to isolate parts of the transmission line with difference of electric potential in relation to the earth or other conductor in addition to avoiding that electrical currents circulate between the isolated parts. Due to the fact that IPs reduce costs in transmission line projects, it is expected that their use will increase significantly in the coming decades. Currently the development of new materials is strongly directed towards the pursuit of sustainable development, characterized by meeting the technological needs of the current power generation without compromising the ability to serve future generations. This way, the use of renewable raw materials becomes an important aspect in the development of IP's for the electric power. In order to meet the demands of the modern world, this work had the objective of synthesizing and characterizing ecologically correct silicone rubber (SiR) formulations for IP. Soybean oil was chosen for the synthesis of green polymer acrylated with HEMA (PVH), since Brazil is the second largest producer of this renewable source oil in the world. By using physicochemical characterization techniques such as gel content, infrared spectrophotometry, thermal analysis and nuclear magnetic resonance, the PVH containing 35% HEMA in its formulation and using 50kGy of gamma rays (PVH 3550) was shown to be more stable and was chosen as the most suitable formulation for the addition to commercial silicone rubbers (SiR) W (SiRW) and B (SiRB). The mixture of PVH in SiR's resulted in more hydrophobic polymer mixtures, and more mechanically and heat resistant than commercial SiR's. Regarding the electrical characterization, the PVH 3550 showed high dielectric strength and resistance to electrical treeing. The results obtained in this work allow to conclude that the formulations developed from PVH have good potential to be used in the manufacture of polymeric insulators for power electric.Agência 1porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Materiais para EngenhariaUNIFEIBrasilIFQ - Instituto de Física e QuímicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICAPolímero vegetalIsoladores poliméricosPolímero de óleo sojaTrilhamento elétricoArborescênciaSíntese sustentável, caracterização físico-química e estudo das propriedades mecânica e elétrica de polímeros de óleo de soja e suas formulações com a borracha de siliconeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisQUEIROZ, Alvaro Antonio dehttp://lattes.cnpq.br/3129798508009056http://lattes.cnpq.br/2091481744660938CARNEIRO, Tessa Martins de CarvalhoCARNEIRO, Tessa Martins de Carvalho. Síntese sustentável, caracterização físico-química e estudo das propriedades mecânica e elétrica de polímeros de óleo de soja e suas formulações com a borracha de silicone. 2018. 118 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2018.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2423/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2018012.pdfTese_2018012.pdfapplication/pdf5271228https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2423/1/Tese_2018012.pdf68c74c45b90fed9148e4450febb2e24bMD51123456789/24232024-04-04 09:21:25.212oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-04T12:21:25Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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