Preparação e caracterização de compósitos condutores obtidos a partir da borracha natural com raspa de couro e negro de fumo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Obtenção e caracterização de fibras poliméricas e cerâmicas pela técnica de “blow-spinning”

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Características físicas e físico-química da casca de mangostão em três períodos da safra

Avaliaram-se as características físicas do fruto e físico-químicas da casca do mangostão colhido em diferentes períodos da safra (início, meio e fim). As características físicas dos frutos variam significativamente (p≤0,05) do início ao fim da safra, e observou-se que a média de peso dos frutos variou de 91,33 a 50,82 gramas, e a casca representa, em média, de 61,39 a 76,86% do peso total do fruto. A caracterização físico-química mostrou que a casca possui elevado teor de umidade (64,5 a 66%), fibras totais (24,9 a 29,1%), alta atividade de água (0,96 - 0,98), baixo valor energético (24,8 a 34,7 Kcal/100 g) e expressivo teor de antocianinas totais (25,9 a 63,9 mg/100 g), principalmente no período intermediário da safra.

Efeito da adição de lama vermelha como carga nas propriedades mecânicas de compósitos de poliéster insaturado reforçado com fibra natural de curauá (Ananas erectifolius)

Atualmente, devido à necessidade crescente de materiais de bom desempenho mecânico e devido questões ambientais, busca-se cada vez mais a substituição de fibras sintéticas usadas em compósitos (como a fibra de vidro) por fibras naturais. Uma fibra natural que já vem sendo utilizada pela indústria automobilística é a fibra de Curauá (Ananas erectifolius) e apresenta excelente resistência à tração. Na expectativa de melhorar certas propriedades dos compósitos e de reduzir a quantidade de resina, e desse modo o custo, busca-se também o uso de cargas incorporadas à matriz dos compósitos. Em trabalhos recentes têm-se estudado a lama vermelha (resíduo da indústria da bauxita) como carga devido sua alta disponibilidade e baixo custo, além de ser uma resíduo potencialmente perigoso para o ambiente. O objetivo desse trabalho foi analisar os efeitos da adição de lama vermelha em compósitos de poliéster reforçados com fibras naturais de Curauá (Ananas erectifolius). Os resultados mostraram que a utilização da lama vermelha como carga em proporções volumétricas maiores ou iguais a 20% e fibra de curauá em fração volumétrica de 5% provocou um efeito de reforço significativo.

Laminado de madeira reforçado com fibras naturais

Visando a aplicação de recursos naturais renováveis da Amazônia, entre estes as fibras naturais, neste trabalho é apresentada a proposta de fabricação e caracterização de laminados de madeira reforçado por compósitos de matriz poliéster e fibras naturais. A matriz é um poliéster teraftálica insaturada e pré-acelerada obtida comercialmente (Duverpoly 754) e o agente de cura um peróxido de MEK (butanox M-50) na proporção de 0,33% em volume. As fibras naturais usadas para cada amostra de laminado fabricado foram o tecido de fibras de tururi, fibras de sisal e fibras de curauá e as laminas de madeira usadas foram as conhecidas comercialmente como imbuia. O tecido de tururi foi usado de duas formas: sem abertura e com abertura de 100% em relação a largura original. As fibras de sisal e curauá foram cortadas em comprimentos de 50 mm na usados na forma de pré-preg. A fabricação do material laminado foi feita através da inserção intercalada de lâmina de material compósito entre as laminas de madeira seguido de pressão controlada através de uma prensa hidráulica com pressão constante de 2 toneladas, produzindo desta forma o laminado de madeira reforçado. Características mecânicas e microestruturais foram obtidas para a lâmina de madeira e para os laminados de madeira reforçados, obtendo-se a resistência a tração, da lamina de madeira e imagens microscópicas depois do ensaio de tração. As laminas de madeira antes do reforço, foram ensaiadas tendo duas orientações de 90° e 0° de orientação das fibras. O laminado de 0°grau apresentou o melhor resistência mecânica, com valor correspondente a 35,64 MPa comparado com o valor de 0,40 MPa para a lamina de 90°. Os ensaios dos laminados de madeira reforçados, de madeira/tururi sem abertura, madeira/tururi com abertura de 100%, madeira/sisal de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/curauá de comprimento de fibras de 50 mm, madeira/madeira com orientação de 90°a direção das fibras, alcançaram respectivamente os seguintes resultados de ensaio de tração: 61,33 MPa; 57,27 MPa; 49,27 MPA; 53,76 MPa e 68,29 MPa, sendo que o laminado de madeira/madeira apresentou o melhor resultado e a menor resistência mecânica foi registrado para o laminado de madeira reforçado por fibras de sisal. As imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura corroboraram com as propriedades mecânicas obtidas para cada situação do material e fibra fabricadas.

Material compósito de matriz frágil reforçado com fibras naturais de sisal e malva: caracterização e correlações das propriedades e mecânicas

Este estudo propõe avaliar o comportamento mecânico dos compósitos de matriz cimentícia reforçados com fibras de sisal e malva. Correlacionar o comportamento dos materiais com variação do tipo e do comprimento das fibras. O material base utilizado na fabricação do compósito foi cimento, areia, água e fibra de sisal e malva. Usou-se u traço 1 : 2 : 0,5 (cimento, areia e água), com adição de 1% de fibras em relação ao peso da mistura. As fibras foram previamente cortadas no comprimento de 15 mm e 25 mm e adicionadas manualmente à mistura. As correlações dos compósitos foram obtidos através do ensaio de flexão em três pontos, seguindo norma RILEM 49. As características micro-estruturais foram avaliadas através do uso do microscópio eletrônico de varredura.Os resultados obtidos indicam que a inserção de fibras na matriz cimentícia diminui a força máxima aplicada no corpo de prova, porém houve um ganho na tenacidade e na pseudo ductilidade do material após o aparecimento da 1ª trinca. As fibras mais longas mostraram melhor desempenho com um pequeno destaque às fibras de MALVA.

Contribuição para o estudo microquímico e anatômico da casca e validação de um método espectrofotométrico para quantificação de alcalóides totais de Himatanthus lancifolius (Muell. Arg.) Woodson

Para o registro de fitoterápicos e disponibilização deles para os usuários, a ANVISA estabelece parâmetros de eficácia, qualidade e segurança e, estipula requisitos de controle semelhantes àqueles aplicados aos medicamentos sintéticos. Este trabalho relata a investigação da casca de Himatanthus lancifolius e seus extratos, a fim de contribuir para a padronização dos derivados desta espécie vegetal; os ensaios foram desenvolvidos utilizando amostras comerciais Q e S e uma autêntica, E, fornecida pela EMBRAPA. A comparação microquímica, anatômica e cromatográfica de Q, S e E não permite que se caracterizem as amostras comerciais como H. lancifolius. A presença de uleína não pôde ser caracterizada em qualquer amostra, mesmo em E. Os dados de CCD e CLAE mostram que as três amostras têm perfil cromatográfico diferente. As características morfológicas e a caracterização microquímica das cascas de H. lancifolius mostram córtex com grupos de fibras do floema primário inclusos, com cristais e lactíferos na região do floema secundário, e positividade para alcalóides, flavonóides, açúcares redutores e amido. O método de quantificação desenvolvido mostra alta seletividade a 281nm, o que confere confiança para a detecção dos alcalóides. O método é robusto, de acordo com o regulamento em vigor e mostra linearidade, precisão e robustez, ao lado da acessibilidade, sendo ainda de fácil execução. A fração de alcalóides totais do extrato aquoso da amostra coletada (E) representa 0,219% do extrato seco. Espera-se com este trabalho ter contribuído para reduzir a insuficiência de métodos de controle da qualidade para fitoterápicos preparados a partir de Himatanthus lancifolius.

Estudo da aplicabilidade do sistema pultrudado de fenólica/fibras de carbono em cabos condutores

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Fractografia quantitativa: correlação entre dimensão fractal e tenacidade à fratura em compósitos fibra de carbono/epóxi

The fracture surfaces express the sequence of events of energy release due to crack propagation by linking the relief of the fracture to the loading stresses. This study aims to evaluate the heterogeneity of the critical zone for the advancement of the crack along its entire length in a thermoset composite carbon fiber and epoxy matrix, fractured in DCB testing (Double Cantilever Beam) and ENF (End-Notched Flexure). Investigations were made from image stacks obtained by optical reflection of extended depth from focus reconstruction. The program NIH Image J was used to obtain elevation map and fully focused images of the fracture surface, whose topographies were quantitatively analyzed. The monofractal behavior for DCB samples was assessed as being heterogeneous along the crack front and along the crack for all the conditionings. For the samples fractured in ENF test, there was a strong positive correlation to the natural condition, considering the fibers at 0° for the monofractal dimension and structural dimension (Df and Ds). For fibers at 90° to crack propagation, there was a moderate positive correlation for the textural dimension of natural condition. However, for the samples under ultraviolet condition and those subjected to thermal cycles, there was no correlation between the fractal dimension and fracture toughness in mode II

Caracterização de compósitos produzidos por VARTM para aplicações aeronáuticas

In recent years the aeronautic industries has increased investment in areas of technological research aiming at materials that offer better performance, safety, weight reduction and fuel consumption. For this reason the most studied materials are polymeric materials, due to their higher mechanical strength and higher stiffness. This work evaluated characteristics of two composite laminates produced from the same process, but they differed only in regions where the resin was injected and the vacuum position. The composite laminates were SC-79 resin reinforced with glass fiber fabric (plain weave) processed via VARTM. For this reason the material was subjected to mechanical tests such as: tensile, and fatigue following standards ASTM D 3039 and ASTM D 3479, respectively. The latter was observed the S-N curve. It was performed the ultrassonic C-scan analysis to check impregnation of the fiber. Considering that the process was the same for the two laminates, with small variations in the injection and in vacum ports, it was expected to find similar characteristics

Reciclagem de poliestireno expandido: compósito com fibras de sisal para confecção de placas de circuito impresso

In this work polystyrene composites reinforced with recycled sisal fibers were processed, in order to apply in the manufacture of printed circuit boards. A thermoplastic matrix of recycled polystyrene was used, this material came from waste expanded polystyrene (EPS) used in appliance's packages. Composites were prepared with 15% and 25% of sisal fibers. To obtain the composites, wasted EPS and natural sisal fibers were chosen, to encourage recycling and reuse of household waste and also the use of renewable resources. The composites were analyzed by standard tensile and flexural test, in order to verify the mechanical properties of the material. The characterization of the composite was done by scanning electron microscopy (SEM) , thermogravimetry (TGA / DTG) , differential scanning calorimetry (DSC) and dielectric analysis . The analysis of the results showed that the percentage of fibers in the composite influences directly the thermal and mechanical properties. Plates with a lower percentage of fibers showed superior properties at a higher percentage. The composite material obtained is easy to process and it's use is feasible for the confection of printed circuit boards, considering it's mechanical, thermal and insulative properties

Análise da influência da concentração de feixeis de fibras de bambu em ensaios de piso

Bamboo has one of the highest growth rates among plants, however, its lignifications (which confers resistance) takes around a few years and, therefore, certain physical characteristics and mechanical, that depend on this process will only be acquired between the three to six years old. In addition, bamboo also has significant density variations in different parts of the stem, both in the radial direction as the axial. In particular the radial direction, where the density found in the inner and outer (near the bark) of a single stem can range on average from 0.5 to 0.9 g/cm3. Thus, the application of bamboo as a floor, there to examine whether both sides of the bamboo (internal and external), provide resistance properties required for that purpose. In this study sought to characterize and quantify the influence of the concentration of fiber bundles in the inner and outer sides of rules or bamboo strips of bamboo flooring through testing service. Analyses performed were based on ASTM D 2394- 83 for wooden floors and derivatives. This was necessary because of the absence of a specific prohibition of the use and testing of floors made of bamboo and its products. The data were analyzed by ball indentation test shooting, test for resistance to abrasion, indentation test for stress / load treadmill test and by indentation loads applied to small areas - test the jump. The results of the tests were extremely friendly bamboo, even this presents considerable differences between the resistances obtained from assay of the cover of the inner and outer face, being comparable with those of many commonly used to manufacture wood flooring. This comparison was made possible by information from technical trials of several floors made with wood

Processamento de peças em materiais compósitos para o projeto BAJA SAE

The weight of a vehicle has always been considered an extreme important factor, because it interferes in the performance, steering, consume, environmental impact, wear of components, among the others. Because of the new demand, consume reduction aim and gases emission increased the necessity to manufacture lighter vehicles, guaranteeing the complying with the gas emission international law. Besides the legal demand, the low weight will certainly be essential for the competitiveness for the next generation of vehicles. It is with this thinking the composite materials have been introduced in the automobilist industry, because those materials show an excellent relation of strength/weight, providing a reduction of consume and the increase of load capacity. Those factors justify the increase of interest of industry and the necessity of optimization of those materials and of their process. For this research, the field of application will be the Baja SAE Project, a project that is fully developed by engineering students, where they build a prototype single seat, off-road category, for use on hilly slopes with obstacle. This research aims to study two key components of the prototype are made of composite materials, analyzing all the processing. In addition, there is the analysis of the viability of this production parts to a Baja SAE vehicle, in order to increase their performance and reduce their weight without reducing the safety and robustness of the prototype. It was possible to achieve weight reduction of the steering subsystem with manufacturing the flywheel hybrid composite (carbon/glass) and the replacement of SAE 1010 steel by hybrid composite (carbon/aramid) in CVT box. The importance of this study is to obtain a good project for the vehicle of technical and scientific manner, contributing to the know-how to the team and providing a basis for optimization for upcoming projects

Influência do condicionamento ambiental sobre as propriedades viscoelásticas de compósitos aramida/epóxi

The increasing application of structural composites in the aerospace industry is mainly due to its low specific weight coupled with its excellent mechanical properties when in service. As a result of climatic variations that pass the aircraft is of paramount importance to study the influence of weathering on this type of material when subjected to such changes. The purpose of this work is to evaluate the mechanical behavior of specimens of kevlar fiber /epoxy matrix composites, by dynamic mechanical thermal analysis (DMA) and interlaminar shear strength tests (ILSS), after passing through three environmental conditioning: saline fog, hygrothermal and ultraviolet radiation. From the results, we concluded that the laminate was molded supplied homogeneously, not presenting problems such as porosity, delaminations or cracks inside. After a period of 625 hours of exposure to hygrothermal conditioning, we observed a 1,2% maximum of absorption of moisture. Samples subjected to the conditioning by UV irradiation (600 hours) and salt spray showed a reduction of about 24,30% and 32,30%, respectively, on the shear strength (ILSS). In DMA analysis is not observed significant changes on the glass transition temperature. However, when considering the storage modulus of the samples conditioned by UV radiation (1200 hours), salt spray and hygrothermal conditioning there is an increase of 5,34% , 7,19% and 5,57% respectively

Estudo de compósitos de madeira com reforço em bambu para utilização em mobiliário

Bamboo has been studied because of its peculiar mechanical properties and numerous possibilities of use, besides being a fast-growing grass and short cutting cycle. This study aimed to analyze the mechanical characteristics of wood-bamboo composite material, where the samples were developed from the combination of layers of bamboo as a structural reinforcement in solid pieces of pine and EGP panel parts. The species of wood used was Pinus taeda, and the bamboo species Guadua angustifolia and Dendrocalamus giganteus. All work was conducted at the Universidade Estadual Paulista - UNESP in the laboratory of Physical and Mechanical Properties of Wood. Tests including the density and tension parallel to grain of the bamboo species used and the static bending of composites in order to use this in the furniture industry. For the tests have been used as a basis the requirements of the normative document NBR 7190/97. The values obtained in the tests showed a significant increase in strength and stiffness compared to unreinforced parts, where there was an increase in MOE and MOR in static bending in all specimens used in evidence. The results showed the possibility of reducing sections in furniture components and the possibility of improving the mechanical properties of parts with defects found in wood of Pinus Itapeva region of São Paulo