Produção e caracterização de nanocompósitos híbridos de nanotubos de carbono e dolomita em poliéster para aplicação em dispositivos de sinalização viária
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Fabiano Vargas Pereira
Resumo
Este trabalho teve como foco a melhoria no desempenho de adesivos de poliéster insaturado utilizados para fixação de dispositivos de sinalização viária.O estudo foi realizado em parceria com a empresa Vialit, com a qual inicialmente foram realizados experimentos para otimização da formulação do poliéster e posteriormente, foram produzidos adesivos de alto desempenho baseados em nanocompósitos híbridos de poliéster, dolomita e nanotubos de carbono.Na primeira parte do estudo avaliou-se a influência da proporção de iniciador e do aditivo de dolomita utilizados na formulação, possibilitando a obtenção de adesivos com propriedades bastante superiores ao utilizado convencionalmente. Por exemplo, a resistência ao cisalhamento mais que dobrou como foi observado pelos ensaios de lap shear, a resistência à ruptura em tração aumentou 32% e a rigidez também aumentou significativamente.Uma avaliação do teor de dolomita adicionado à resina mostrou a influência deste aditivo nas propriedades mecânicas do adesivo, pois o aumento na quantidade de carga utilizada impactou negativamente as propriedades de tenacidade, resistência à ruptura e deformação específica do poliéster, ou seja, o material ficou mais frágil. Este resultado reforça a necessidade de se ponderar a relação custo versus propriedades do adesivo para se definir a melhor formulação do adesivo.A incorporação de nanotubos de carbono ao adesivo de poliéster, mostrou que pequenas quantidades de nanotubos de carbono (até 0,30 % em massa) aumentaram a rigidez e a tenacidade do adesivo, indicando que os nanocompósitos híbridos podem trazer melhores propriedades mecânicas para os dispositivos de sinalização. Um aprofundamento deste estudo com novas estratégias de processamento e funcionalizações dos nanotubos pode ser buscado em experimentos futuros para complementar os resultados deste trabalho
Abstract
This work focused on the improvement in the performance of unsaturated polyester adhesives used to fix road markers devices. A partnership with the company Vialit was established to carry out this research, which experiments were initially designed to optimize the formulation of polyester and then, high performance adhesives based on hybrid nanocomposites of polyester, dolomite and carbon nanotubes were produced. In the first part of the study, the influence of the proportion of initiator and dolomite additive used in the formulation was evaluated, making it possible to obtain adhesives with properties much higher than previously used. For example, shear strength more than doubled as observed by the lap shear tests, tensile strength increased by 32% and stiffness also increased significantly. An evaluation of the dolomite amount in the composites showed the influence of this additive on the mechanical properties of the adhesive, and the increase in the amount of filler used decrease properties like toughness, tear strength and specific deformation of the polyester. This result reinforces the need to weigh the cost versus adhesive properties.The incorporation of carbon nanotubes to the polyester adhesive showed that small amounts of carbon nanotubes (up to 0.30% by mass) increased the stiffness and toughness of the adhesive, indicating that hybrid nanocomposites may bring better mechanical properties to the road markers devices. A further study with new strategies of nanotube processing and functionalization can be tested in future experiments to complement the results of this work
Assunto
Dolomita, Nanotubos de carbono, Engenharia quimica
Palavras-chave
Engenharia quimica