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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7979
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Desenvolvimento de compósitos binários de polietileno de alta densidade carregados com alumina e com fibra de vidro |
Título(s) alternativo(s): | Development of binary high-density polyethylene composites loaded with alumina and glass fiber |
Autor: | Silva, Gabriel Muylaert Camargo da ![]() |
Primeiro orientador: | Rocha, Marisa Cristina Guimarães |
Primeiro membro da banca: | Oliveira, Carlos Ivan Ribeiro de |
Segundo membro da banca: | Marques, Maria de Fátima Vieira |
Resumo: | No presente trabalho, foi investigado o efeito da incorporação de alumina (Al2O3) e de fibra de vidro (FV), ao polietileno de alta densidade (PEAD). Foram investigados também os efeitos do uso do polietileno graftizado com anidrido maleico (PE-g-MA) como agente compatibilizante, do tratamento superficial da alumina com vinil-trietóxi-silano (VTES), bem como do tratamento superficial da fibra de vidro com γ-aminopropil-trietóxi-silano, sobre as propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas dos compósitos produzidos, PEAD/Fibra de Vidro e PEAD/Al2O3, respectivamente. O comportamento mecânico dos materiais obtidos foi avaliado em tração, flexão e sob carga de impacto. As propriedades térmicas foram determinadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). A morfologia foi analisada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O tratamento das fibras de vidro com o γ-aminopropil-trietóxi-silano não provocou a obtenção de compósitos com propriedades superiores as do PEAD sendo, portanto, preferível utilizar compósitos de PEAD com fibras de vidro não tratadas, se os parâmetros de desempenho requeridos do material forem a obtenção de melhores propriedades mecânicas em flexão e tração. O compósito que apresentou melhores propriedades, dentre os compósitos carregados com fibra de vidro, foi o PEAD/9,8%FVnt. O tratamento da alumina com o VTES não promoveu alterações significativas nas propriedades térmicas, com exceção de um aumento na estabilidade térmica do compósito onde 1,1% v/v de alumina tratada foi incorporada a matriz de PEAD. Com relação as propriedades mecânicas, o tratamento da alumina não provocou alterações no módulo de elasticidade, mas aumentou; em relação a alumina não tratada, a resistência à tração, o módulo de flexão e a resistência à flexão dos compósitos produzidos, entretanto, somente houve um aumento nas propriedades de flexão quando comparadas às do PEAD puro. Em relação à resistência ao impacto, o tratamento das cargas provocou uma redução dessa propriedade. O compósito que apresentou melhores propriedades, dentre os compósitos carregados com alumina, foi o PEAD/3,3%Al2O3t. A utilização do agente compatibilizante não mostrou alterações significativas nas propriedades térmicas e mecânicas obtidas, embora, a análise morfológica dos compósitos com utilização do agente compatibilizante aparentemente mostrou que houve uma melhor interação entre a matriz e as cargas. |
Abstract: | In this work, composite materials made from high density polyethylene (HDPE) and alumina (Al2O3), as well as from high density polyethylene and glass fiber (GF) were developed, aiming to improve the polymer thermal and mechanical properties. The effect of each reinforcement element on the polymer properties was evaluated. The influence of some process variables such as: the surface treatment of alumina with vinyltrietoxisilane (VTES), the addition of a coupling agent, polyethylene grafted with maleic anhydride (PE-g-MA), the surface treatment of glass fiber with γ-aminopropyltriethoxy-silane, on the properties of the composites, HDPE/ Glass Fiber and HDPE/Al2O3, respectively, were also investigated. The tensile, flexural and impact properties of the obtained materials were determined. The thermal properties were evaluated through differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The morphology of the samples was examined by using scanning electron microscopy (SEM). The composites with treatment glass fibers with γ- aminopropyltriethoxy-silane did not obtained better properties in compare with the unloaded HDPE and it is therefore preferable to use HDPE composites with untreated glass fibers if the required performance parameters of material is to obtain better mechanical properties in tensile and flexural. The composite that presented the best properties among the composites loaded with fiberglass was HDPE / 9.8% FVnt. The treatment of alumina with VTES did not promote significant changes in thermal properties, except for an increase in thermal stability of the composite where 1.1% v/v of treated alumina was incorporated into the HDPE matrix. Regarding the mechanical properties, the treatment of the alumina did not cause changes in the Young Modulus, but increased, in relation to the untreated alumina, the tensile resistance, the flexural modulus and the resistance of the composites produced, however, only in flexural properties was observed an increase when compared to pure HDPE. Regarding the impact resistance, the treatment of alumina caused a reduction on this property. The composite that presented the best properties among the composites loaded with alumina was HDPE/3.3%Al2O3t. The use of compatibilizing agent did not show significant changes in the thermal and mechanical properties obtained, although, the morphological analysis of the composites with the use of the compatibilizing agent apparently showed that there was a better interaction between the matrix and the loads. |
Palavras-chave: | High-density polyethylene Binary composites Fiberglass Alumina Coupling agente Superficial treatment Polietileno de alta densidade Compósitos binários Fibra de vidro Alumina Agente de acoplamento Tratamento superficial Compositos poliméricos Polietileno Plastico reforçado Termoplasticos |
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 |
Citação: | SILVA, Gabriel Muylaert Camargo da. Desenvolvimento de compósitos binários de polietileno de alta densidade carregados com alumina e com fibra de vidro. 2019. 107 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2019. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7979 |
Data de defesa: | 19-Fev-2019 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais |
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