Estudos das propriedades do compósito de poliuretano derivado de óleo vegetal com ATH e tecido de juta para uso aeronáutico

• Autor(a) principal: Ferrarini, Fernando
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4677
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::POLIMEROS, APLICACOES; Polímeros; Poliuretanas; Juta; Aeronaves - Indústrias; Poliuretanas - Propriedades térmicas; Polymers; Polyurethanes; Jute fiber; Airships - Industries; Polyurethanes - Thermal properties; Engenharia Mecânica

A indústria aeronáutica utiliza, em larga escala, polímeros derivados de petróleo e fibras sintéticas que não são biodegradáveis e demandam grande quantidade de energia na sua produção. O compósito de poliuretano derivado do óleo vegetal - PU - e tecido de fibras de juta são provenientes de fontes naturais de matéria-prima, são biodegradáveis e não utilizam solventes orgânicos voláteis. Em um acidente aeronáutico, a queima de componentes da aeronave gera calor, fumaça e gases tóxicos que podem impossibilitar a rápida evacuação das pessoas. Materiais poliméricos, quando em contato com uma fonte de calor, têm rápido aquecimento, alta taxa de liberação de gases combustíveis, baixos tempos de ignição e altas quantidades de CO liberadas. Para minimizar os problemas de inflamabilidade de polímeros, faz-se necessário o uso de aditivos retardantes de chamas. A alumina trihidratada – ATH – é um aditivo mineral inorgânico, atóxico e que tem propriedade como retardante de chama. As hidroxilas da ATH podem reagir com o isocianato, antes de reagir com as hidroxilas do poliol durante a reação de polimerização da PU. O objetivo deste estudo foi avaliar a possibilidade do uso do compósito de PU/juta em componentes de interiores de cabines de aeronaves, por meio de ensaios de inflamabilidade seguindo os requisitos da norma RBAC 25 da ANAC. Amostras com diferentes quantidades de ATH foram testadas pelo critério passa/não passa no teste de inflamabilidade. As amostras com ATH que cumpriram o requisito de inflamabilidade, e sem ATH, foram ensaiadas por flexão e tração, e analisadas por MEV e TGA/DTG com FTIR, sendo verificadas quanto à interferência da ATH nas propriedades mecânicas, na microestrutura do compósito e nos gases expelidos durante a degradação térmica. A amostra de compósito de PU/juta com 38% em massa de ATH cumpriu o requisito aeronáutico de inflamabilidade, e teve as melhores propriedades mecânicas, com 61,77 MPa de resistência à flexão, 4,18 GPa de módulo de elasticidade em flexão, 41,78 MPa de resistência à ruptura em tração, e módulo de elasticidade de 1,88 GPa. Essa amostra apresentou traços de monóxido de carbono e Nox nos gases expelidos da degradação térmica da análise de TGA/DTG com FTIR. Pode-se concluir que o material pode substituir os materiais compósitos utilizados no interior de cabines de aeronaves.