Avaliação do comportamento de vida útil e flamabilidade de um nanocompósito de polipropileno modificado com aditivos funcionais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maia, Anderson, 1973-
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633222
Resumo: Orientador: Marcos Akira D'Ávila
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spelling Avaliação do comportamento de vida útil e flamabilidade de um nanocompósito de polipropileno modificado com aditivos funcionaisEvaluation of the life and flammability behavior of a modified polypropylene nanocomposite with functional additivesCompósitosNanocompósitos poliméricosRetardantes de combustãoAgentes estabilizantesPigmentosCompositePolymer nanocompositesCombustion retardersStabilizing agentsPigmentsOrientador: Marcos Akira D'ÁvilaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Compósitos e nanocompósitos poliméricos estabilizados com aditivos Retardantes ao fogo, agentes estabilizadores de radiação UV, antioxidantes e pigmentos de alta solidez e reforços minerais ainda não apresentam consumo representativo e ampla aplicação. Isto devido não somente a dificuldade de balanceamento de formulações, mas muitas vezes por características antagônicas que as misturas físicas de seus componentes podem oferecer. Fatores ainda, tais como, alto valor desses aditivos, perdas durante o processamento, falhas na modelagem do processo caracterizada pelo método de incorporação ou erros de formulações levam muitas vezes a falhas de aplicação e limitação de uso para determinadas áreas da engenharia de produtos que precisam suportar e atender pré-requisitos bastante rigorosos durante o uso. Mercados como de fios e cabos, construção civil, automotivo, embalagens de transporte ou qualquer artefato que precise dentro de sua aplicação atender a condições propicias de estabilidade ao intemperismo, adequado comportamento ao fogo e boas propriedades mecânicas são fortes candidatos serem estudados. No projeto de pesquisa foi avaliado formulações capazes de atender uma serie destas aplicações e esclarecer potenciais mecanismos que podem gerar falhas durante seu uso final. Foi qualificado o estado da arte das melhores matérias primas a serem empregadas bem como o processo mais adequado de incorporação afim de não gerar mecanismos de degradação ou perda durante o uso. Foi planejado também soluções que possam a levar a uma potencial otimização de custos das formulações uma vez que os componentes empregados nas formulações deste tipo podem gerar alto custo de execução atuando de forma a não ter viabilidade de seu uso. Para viabilizar melhor incorporação na fase de preparação dos corpos de prova foi produzido concentrados de aditivos e pigmentos a fim de garantir melhor sua dispersão dentro da matriz de polipropileno e assim os concentrados obtidos foram adicionados na matriz de polipropileno copolímero a fim de gerar modificação da resina e assim garantir melhor desempenho para aplicação final. Foram preparados os corpos de prova. Todos os corpos- de prova foram disponibilizados para análise sob duas condições fundamentais, ou seja, não envelhecido e envelhecido. Foram realizados a caracterização física química e ótica em ambas as condições utilizando técnicas de Espectrometria de plasma induzido, Cromatografia Líquida de Alta eficiência, Termogravimétrica, Análise elementar, Envelhecimento acelerado, Calorimetria Exploratória de Varredura, Resistência ao Impacto, Resistência a tração, variação colorimétrica e Flamabilidade. Através dos resultados obtidos observou-se uma excelente estabilidade do retardante ao fogo, excelente solidez a luz do pigmento aplicado, o aspecto positivo da adição do reforço mineral talco, uma boa efetividade de incorporação das matérias-primas, a não geração de processos degradativos que poderiam consumir os estabilizantes durante o processamento, entretanto alguns aspectos acerca da aplicação da nanoargila observou-se que deve ser consideradas melhorias em sua aplicaçãoAbstract: Polymer composites and nanocomposites stabilized with fire retardant additives, such as: stabilizers of UV radiation, antioxidants and pigments of high strength and mineral reinforcements still do not present representative consumption and wide application. This is due not only to the difficulty of balancing formulations, but often due to the antagonistic characteristics that the physical mixtures of their components can offer. Further factors such as high value of these additives, losses during processing, failures in process modeling characterized by incorporation method or formulation errors often lead to application failures and use limitation for certain areas of product engineering that need Support and meet fairly stringent prerequisites during use. Markets such as wires and cables, civil construction, automotive, transport packaging or any artifact that needs within its application to meet conditions conducive to stability to weathering, appropriate fire behavior and good mechanical properties are strong candidates to be studied. In the research project was evaluated formulations able to attend a series of these applications and to clarify potential mechanisms that can generate failures during their final use. The state of the art was qualified for the best raw materials to be used as well as the most appropriate process of incorporation in order not to generate mechanisms of degradation or loss during use. It was also planned solutions that could lead to a potential cost optimization of the formulations since the components used in the formulations of this type can generate a high cost of execution, acting in a way that does not have feasibility of its use. In order to make possible better incorporation in the preparation phase of the specimens, additives and pigments concentrates were produced in order to better ensure their dispersion within the polypropylene matrix and thus the obtained concentrates were added in the polypropylene copolymer matrix in order to generate the resin modification and thus Performance. The specimens were prepared. All test specimens were available for analysis under two fundamental conditions, that is, not aged and aged. The chemical and optical physical characterization was performed in both conditions using Induced Plasma Spectrometry, High Performance Liquid Chromatography, Thermogravimetry, Elemental Analysis, Accelerated Aging, Scanning Calorimetry, Impact Resistance, Tensile Strength, Variation Colorimetric and Flammability. An excellent fire retardant stability, excellent light fastness of the applied pigment, the positive aspect of the addition of the talc mineral reinforcement, a good incorporation of the raw materials, and the non-generation of degradation processes were observed. Could consume the stabilizers during the processing, however some aspects about the application of nanoclay it was observed that it must be considered improvements in its applicationMestradoMateriais e Processos de FabricaçãoMestre em Engenharia Mecânica[s.n.]D'Avila, Marcos Akira, 1972-Zavaglia, Cecília Amélia de CarvalhoTorin, Rondes Ferreira da SilvaUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMaia, Anderson, 1973-20172017-08-17T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (115 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633222MAIA, Anderson. Avaliação do comportamento de vida útil e flamabilidade de um nanocompósito de polipropileno modificado com aditivos funcionais. 2017. 1 recurso online (115 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1633222. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/994551Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-04-16T12:22:46Zoai::994551Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-04-16T12:22:46Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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