Caracterização de compósito fibra de Curauá/poliuretano derivado de óleo de mamona sem agentes de acoplamento

• Autor(a) principal: Fogaça, Alvaro José Rinaldi
• Data de Publicação: 2017
• Outros Autores: Lima, Dennis Akio Kato de
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• 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/1/10465
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA DO PRODUTO::DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO; Materiais compostos; Mamona; Poliuretanas; Energia - Fontes alternativas; Engenharia mecânica; Composite materials; Castor beans; Polyurethanes; Renewable energy sources; Mechanical engineering

O desenvolvimento de novos compósitos fabricados a partir de matérias-primas renováveis e biodegradáveis e na ausência de métodos que envolvam solventes ou tratamentos nas fibras recebe grande atenção das indústrias automobilística e aeronáutica devido às boas propriedades mecânicas, baixa densidade destes materiais, baixo custo das matérias-primas e à grande influência que o desenvolvimento sustentável exerce na economia. Neste trabalho, propôs-se a análise das propriedades mecânicas de compósitos a base da fibra extraída das folhas de curauá e poliuretano derivado do óleo de mamona, sem a utilização de agentes de acoplamento, buscando a composição que resulta nas melhores propriedades para o uso industrial. A fibra de curauá vem se demonstrando um excelente material para aplicações em compósitos, já que apresenta maior resistência à tração em relação a outras fibras naturais, como o sisal e a juta. O poliuretano do óleo de mamona, comparado com o derivado do petróleo, apresenta vantagens como a biodegradabilidade, fácil obtenção e baixo custo. As fibras utilizadas são curtas e sua orientação na matriz poliuretânica é aleatória. São utilizados três valores de pressão na moldagem: 4,3 MPa, 2,6 MPa e 1,3 MPa. Outros parâmetros variados são a proporção mássica fibra/matriz (50%, 60% e 70% de fibra) e temperatura do molde durante e compressão (temperatura ambiente, 60°C, 75°C e 90°C). A avaliação dos compósitos obtidos foi feita através de ensaios de flexão e de inchamento, análise termogravimétrica (TGA) e observação no microscópio eletrônico de varredura (MEV). As amostras com fração mássica de fibra de 70% demonstraram resistência à flexão muito baixa em comparação às demais proporções, inferior a 5MPa. Os resultados revelam que para 1,3MPa o curauá não aumentou a resistência à flexão do poliuretano. Para 4,3MPa e 2,6MPa, os compósitos apresentaram resistência à flexão média entre 19 e 55MPa. O aumento da pressão e da temperatura causa uma ampliação da resistência à flexão para as amostras feitas com aquecimento durante a moldagem. O ensaio de inchamento resultou em um aumento de 9% do volume inicial. Conclui-se que é possível obter compósitos verdes de alta resistência com os materiais e métodos analisados neste trabalho.