Composições elastoméricas reforçadas com fibras para o revestimento de superfícies metálicas
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Data
2023-02-15Orientador
Crespo, Janaina da Silva
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O uso de materiais poliméricos para o revestimento de dutos de transporte, compreende uma técnica muito utilizada para a proteção dos materiais metálicos, principalmente contra o desgaste abrasivo. Além da necessidade de a camada de revestimento de borracha ser suficientemente resistente ao atrito causado pela passagem dos materiais, como minérios, também é requerido uma boa adesão entre a borracha e o metal. A incorporação de materiais fibrosos à matriz polimérica, considerados elementos de reforço, levam a formação de um compósito. Assim, neste trabalho, diversas fibras sintéticas e naturais, com e sem tratamento, em diferentes proporções, foram incorporadas em compostos de borracha natural vulcanizados por enxofre. Primeiramente as fibras foram caracterizadas através de técnicas de Termogravimetria (TGA), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)e apresentaram perdas de massa, picos de absorção e elementos presentes característicos de cada fibra. Uma formulação padrão, sem a adição de fibra, foi utilizada e partir dela outras misturas foram realizadas com o objetivo de avaliar as possíveis interferências nas propriedades mecânicas, tribológicas, e na adesão borracha-metal. As composições foram processadas em misturador fechado, tipo Banbury, e após a homogeneização foi completada em misturador aberto, tipo cilindro. As características dos compostos não vulcanizados foram avaliadas por um eômetro de disco oscilatório e por um viscosímetro Mooney. Ensaios mecânicos de dureza, resistência à tração e ao rasgamento e adesão (peel-test) foram aplicados em todas as composições. O comportamento de resistência ao desgaste abrasivo à dois e à três corpos também foi avaliado. As fibras inorgânicas de vidro e basalto, e as fibras orgânicas de origem sintética, como a poliamida, de origem mineral como o basalto, e de origem vegetal como a juta apresentaram propriedades mecânicas semelhantes ao padrão, pouco contribuindo com as propriedades de reforço esperadas. Contudo, a fibra de juta tratada por um processo químico apresentou resultados satisfatórios, tanto na resistência às forças e cargas aplicadas na adesão borracha-metal, quanto nas características e propriedades tribológicas de desgaste abrasivo. Dessa forma, além de contribuir para o sistema de reforço, a fibra de juta tratada contribui para uma cadeia mais sustentável. [resumo fornecido pelo autor]