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Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7972
Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo do desempenho térmico e mecânico de adesivo epóxi modificado com nanotubos de carbono e grafeno
Título(s) alternativo(s): Thermal and mechanical performance evaluation of carbon nanotubes and graphene reinforced epoxy adhesives
Autor: Silva, Ramon Luiz Rodrigues Macário da 
Primeiro orientador: Sampaio, Eduardo Martins
Primeiro membro da banca: Oliveira, Carlos Ivan Ribeiro de
Segundo membro da banca: Limaverde Filho, Aricelso Maia
Terceiro membro da banca: Silva, Glaura Goulart
Resumo: Nos últimos anos, soluções para reparo e colagem de superfícies metálicas através da utilização de adesivo epóxi, vêm sendo cada vez mais desenvolvidas e empregadas na indústria. Aplicações bem-sucedidas são vistas, particularmente, na indústria offshore, onde o polímero termofixo é utilizado no reparo de tubulações com perda de espessura ou furo transpassante, de cascos de embarcações e de outras estruturas metálicas em plataformas de petróleo. O material, em conjunto com fibras de reforço tem substituído a solda metálica tradicional em situações nas quais esta é inviável. No entanto, condições de operação, como pressão e temperatura, cada vez mais severas exigem o desenvolvimento de adesivos epóxi mais resistentes. Este trabalho tem como objetivo o estudo de propriedades mecânicas e térmicas de adesivo epóxi comercial, aditivado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e grafeno, bem como a avaliação da adesão e aderência através da resistência mecânica de juntas de cisalhamento coladas em substrato de aço. Para isso, foram produzidos compósitos de adesivo epóxi/nanotubos de carbono com 0,1% e 0,5% em peso de nanotubos de carbono, além de compósitos adesivos epóxi/grafeno com 0,1%, 0,5% em peso de grafeno. Cada concentração foi caracterizada mecanicamente através de ensaios de tração, flexão em três pontos e compressão uniaxial de acordo com normas ASTM para cada ensaio. A temperatura de transição vítrea do adesivo e outras propriedades térmicas foram avaliadas por Análise Dinâmico-Mecânica (DMA). Os resultados de ensaios mecânicos demonstraram melhorias de até 20% no módulo de elasticidade e 15 % na resistência à ruptura para as aditivações com nanotubos de carbono. Ganhos nas propriedades de aderência também foram observados, principalmente para a concentração com 0,5 % de MWCNT. A eficiência do processo de mistura da resina epóxi/nanocarga foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura, onde analisou-se a distribuição e dispersão das nanocargas na matriz epóxi.
Abstract: In the last years, repair solutions and metallic surface bonding using epoxy adhesives, has been increasingly developed and applied in the industry. Successful applications are recorded specially in the offshore industry, where the thermosetting polymer is used to repair pipelines which present thickness loss or holes through wall, vessels hull and other metallic structures in oil rigs. The material, combined with reinforcement fibers has been replacing traditional metallic welding where it is unfeasible. However, increasingly severe work conditions such as pressure and temperature, require the development of more resistant adhesives. This work objective is to analyze the mechanical and thermal properties of a commercial adhesive modified with Multi-Wall Carbon Nanotubes (MWCNT) and graphene, as well as evaluate adhesion and adherence of metallic bonded joints trough single-lap shear test. In this regard, it was produced epoxy/MWCNT and epoxy/graphene composites with 0,1 and 0,5% wt. concentration of MWCNT and graphene. Each different composition mechanically characterized by tensile test, three-point bending flexural test, uniaxial compression test accordingly to ASTM standards. Glass transition temperature (Tg) and other thermomechanical properties were evaluated using Dynamic Mechanical Analysis (DMA). Mechanical test results have shown enhancements of around 20% on Young modulus and 15% on break strength of epoxy/MWCNT composites. Improvements were also observed mainly for 0,5%wt nanofiller concentrations. The nanofiller s distribution and dispersion rate on the epoxy matrix were evaluated by Scanning Electronic Microscopy.
Palavras-chave: Epoxy adhesives
Carbon nanotubes
Graphene
Adhesion
Bonded joints
Composites
Adesivos
Resinas epóxi
Tubos
Adesão
Juntas (Engenharia) - Ensaios mecânicos
Materiais compostos
Materiais nanoestruturados
Nanotubos de carbono
Grafeno
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (IPRJ)
Citação: SILVA, Ramon Luiz Rodrigues Macário da. Estudo do desempenho térmico e mecânico de adesivo epóxi modificado com nanotubos de carbono e grafeno. 2018. 138 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7972
Data de defesa: 20-Ago-2018
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais (IPRJ)

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