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dc.contributor.advisor1Leandro Soares de Oliveirapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7570834418239102pt_BR
dc.contributor.referee1Paulo Eustáquio de Fariapt_BR
dc.contributor.referee2Marcio Arêdes Martinspt_BR
dc.contributor.referee3Juan Carlos Campos Rubiopt_BR
dc.contributor.referee4Francisco Antônio Rocco Lahrpt_BR
dc.creatorWashington Moreira Cavalcantipt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/3605851213970938pt_BR
dc.date.accessioned2023-04-25T18:06:18Z-
dc.date.available2023-04-25T18:06:18Z-
dc.date.issued2022-10-28-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/52457-
dc.description.abstractSince the last decade, scientists and developers in the fields of materials engineering have shown concern about sustainability and environmental protection issues. The option to develop lignocellulosic composite materials presents itself as an environmentally correct alternative for the manufacturing industries, enabling the development of new materials with special technical characteristics in order to optimize the physical-mechanical properties of these materials. In this context, this work presents a study on the development, production and characterization of new composite panels made of lignocellulosic residues from coffee husks and mixtures of synthetic epoxy resins and epoxidized residual vegetable oil. For this study, the research methodology adopted encompasses the literature review, survey, preparation, organization and data and experimental analysis. The hybrid composites were prepared from the combination of untreated and alkalized coffee husk particles, respectively, as reinforcements of the mixture of epoxy resin matrix (DGEBA) and epoxidized residual soybean oil (OSRE). For this study, the OSRE-DGEBA compound was prepared using the thermo-curing technique, and coffee husk particle contents of 30% (m/m) with a matrix composed of 50% epoxidized residual vegetable oil were studied. and 50% petroleum-based epoxy resin. The specific mass of the composites was in the range of 1,130 to 1,380 kg/m3, with the lowest value for the highest content of coffee husk particles. Fourier transformation infrared spectroscopy has been successfully used to monitor the epoxidation of vegetable oils and the subsequent curing of epoxy resins and particle boards. The thermal stability of the compost was dictated by its lignocellulosic content and significant mass losses occurred at temperatures above 300ºC, regardless of the content of coffee husk residue particles. The polymer matrix was characterized by thermogravimetry (TGA), Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) and flow index (MFI) tests. Coffee husk fibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM). The lignocellulosic composites were prepared using a metallic matrix (mold) where the specimens were shaped for the tensile, three-point bending and Izod impact tests, in addition, a statistical evaluation was performed by analysis of variance (ANOVA). The cross-sections of the samples submitted to mechanical tests were characterized in terms of morphology, microstructure and polymer matrix-organic filler interface. Thermal, physicochemical, hygroscopic and flammability properties were also characterized. It was revealed that the lignocellulosic composites showed positive indices for the modulus of elasticity in traction and bending, stiffness and reduced toughness under impact. It was observed that, for this study, the values of tensile strength with reinforcement of organic filler were lower than those of the polymer matrix. The results obtained and the characterization of the researched materials demonstrate that the process developed is a viable manufacturing technique for the new composite panels made up of lignocellulosic residues and mixtures of epoxy resins, which exhibited superior or similar mechanical properties to several materials used in other studies.pt_BR
dc.description.resumoDesde a última década, os cientistas e pesquisadores das áreas de engenharia de materiais têm demonstrado certa inquietação com questões como a sustentabilidade e proteção ambiental. A opção por desenvolver materiais compósitos lignocelulósicos apresenta-se como uma alternativa ambientalmente aplicável para as indústrias transformações, possibilitando o desenvolvimento de novos materiais com características técnicas especiais a fim de otimizar as propriedades físico-mecânicas desses materiais. Neste contexto, este trabalho descreve um estudo sobre o desenvolvimento, produção e caracterização de novos painéis compósitos constituídos de resíduos lignocelulósicos provenientes de casca de café e misturas de resinas epóxi sintética e de óleo vegetal residual epoxidado. Para este estudo, a metodologia de pesquisa adotada engloba a revisão bibliográfica, levantamento, preparação, organização e dados e análise experimental. Os compósitos híbridos foram preparados a partir da combinação de partículas de casca de café não tratadas e alcalinizadas, respectivamente, como reforços da mistura da matriz de resinas epóxi (DGEBA) e óleo de soja residual epoxidado (OSRE). Para este estudo, o composto de OSRE-DGEBA foi preparado utilizando-se a técnica de cura a quente (tremocura), e foram estudados conteúdos de partículas de casca de café de 30 % (m/m) com matriz composta por óleo vegetal residual epoxidado de 50 % e resina epóxi à base de petróleo de 50%. A massa específica dos compósitos foi na faixa de 1.130 a 1.380 kg/m3, com o menor valor para o maior teor de partículas de casca de café. A espectroscopia em infravermelha de transformação Fourier foi usada com sucesso para monitorar a epoxidação dos óleos vegetais e a subsequente cura das resinas epóxis e painéis de partículas. A estabilidade térmica do composto foi ditada pelo seu teor lignocelulósico e perdas significativas de massa ocorreram em temperaturas superiores a 300ºC, independentemente do teor de partículas de resíduos de casca de café. A matriz polimérica foi caracterizada pelos testes de termogravimetria (TGA), espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e índice de fluidez (MFI). As fibras de casca de café foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos lignocelulósicos foram preparados utilizando uma matriz metálica (molde) onde foram conformados os corpos de prova para os ensaios de tração, flexão em três pontos, impacto Izod e avaliação estatística por análise de variância (ANOVA). As seções transversais das amostras submetidas aos ensaios mecânicos foram caracterizadas quanto a morfologia, microestrutura e interface matriz polimérica-carga orgânica. Também foram caracterizadas as propriedades térmicas, físico-químicas, higroscópicas e de inflamabilidade. Foi revelado que os compósitos lignocelulósicos apresentaram índices positivos quanto aos módulos de elasticidade em tração e flexão, rigidez e redução da tenacidade sob impacto. Foi observado que, para este estudo, os valores da resistência à tração com reforço de carga orgânica se apresentaram menor que o da matriz polimérica. Os resultados apurados e a caracterização dos materiais pesquisados demonstraram que o processo desenvolvido se mostrou viável para a manufatura dos novos painéis compósitos constituídos de resíduos lignocelulósicos e misturas de resinas epóxi, que exibiram propriedades mecânicas superiores ou similares a diversos materiais usados em outros estudos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectPainéis compósitospt_BR
dc.subjectResina epóxipt_BR
dc.subjectÓleo epoxidadopt_BR
dc.subjectResíduos de casca de cafépt_BR
dc.subjectPropriedades mecânicaspt_BR
dc.subject.otherEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.otherCompósitospt_BR
dc.subject.otherResinas epóxipt_BR
dc.subject.otherÓleos vegetaispt_BR
dc.subject.otherCafé - Resíduospt_BR
dc.subject.otherPropriedades mecânicaspt_BR
dc.titleProdução e caracterização de painéis compósitos constituídos de resíduos lignocelulósicos e misturas de resinas epóxi sintética e de óleo vegetal residual epoxidadopt_BR
dc.title.alternativeProduction and characterization of composite panels consisting of lignocellulosic residues and mixtures of synthetic epoxy resins and epoxy residual vegetable oilpt_BR
dc.typeTesept_BR
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