Avaliação da resistência à abrasividade de compósitos de polipropileno e resíduos de granito com potencial aplicação em componentes automotivos - Habas, Eduardo (My University, 2024)
The utilization of polymer composites reinforced with ornamental rock waste, such as granite, has potential in the automotive industry due to its combined lightness and resistance. Essential features for optimizing vehicle energy efficiency and reducing greenhouse gas emissions. This material meets the growing demand for sustainable and economically viable solutions. This study aimed to evaluate the impact of incorporating different granite powder concentrations in polypropylene composites, focusing on abrasion resistance and potential automotive applications. The research contributes to the sustainable disposal of ornamental rock waste and the development of innovative materials for industry. Granite waste (Cinza Corumbá) and polypropylene were used as a matrix. Granite powder was incorporated at 10%, 20%, 30%, and 40% concentrations by mass, crushed, sieved to 45 mesh, and dried before processing. while the polypropylene was also pre-dried. The composites were extruded at 190°C and 200 rpm, followed by injection molding to produce test specimens. Tests included density, abrasion resistance, tensile strength, flexural strength, and impact resistance. The characterization of the composites included analysis by Scanning Electron Microscopy (SEM), density tests, mechanical properties and abrasion resistance, evaluating the matrix-filler interaction and the impact of the variation of granite powder. The density increased up to 37% with 40% load, while the tensile and flexural modulus increased by 54% and 80%, respectively. However, the tensile and flexural strengths reduced by up to 47% and 9%, due to poor adhesion between matrix and filler. The impact resistance was higher with 10% powder (42%), but decreased at higher concentrations. The abrasion resistance worsened, with mass loss of up to 236% at the highest concentrations. The SEM confirmed the heterogeneous distribution of the powder and the formation of craters. It is concluded that granite powder increases stiffness, but impairs mechanical and wear resistance at high concentrations. Modifications, such as compatibilizers or adjustment of the granulometry, are suggested to improve performance. [resumo fornecido pelo autor]
A utilização de compósitos poliméricos reforçados com resíduos de rochas ornamentais, como o granito, possui potencial na indústria automotiva, pois combina leveza e resistência, características fundamentais para melhorar a eficiência energética dos veículos e reduzir as emissões de gases poluentes. O tipo de material atende à crescente demanda por soluções sustentáveis e economicamente viáveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto da incorporação de diferentes teores de pó de granito em compósitos de polipropileno, focando na resistência à abrasão e em possíveis aplicações no setor automotivo. A pesquisa contribui para a destinação sustentável de resíduos de rochas ornamentais e para o desenvolvimento de materiais inovadores para a indústria. Foram utilizados resíduos de granito (Cinza Corumbá) e polipropileno como matriz. O pó de granito foi incorporado em concentrações de 10%, 20%, 30% e 40% em massa, sendo triturado, peneirado a 45 mesh e seco antes do processamento, enquanto o polipropileno também foi pré-secado. O processamento dos compósitos foi realizado por extrusão a 190 °C e 200 rpm, seguido de moldagem por injeção para a obtenção de corpos de prova. Os ensaios realizados incluíram densidade, resistência à abrasão, tração, flexão e impacto. A caracterização dos compósitos incluiu análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), ensaios de densidade, propriedades mecânicas e resistência à abrasão, avaliando a interação matriz-carga e o impacto da variação de pó de granito. A densidade aumentou até 37% com 40% de carga, enquanto o módulo de tração e flexão cresceram 54% e 80%, respectivamente. Porém, a resistência à tração e à flexão reduziram até 47% e 9%, devido à má adesão entre matriz e carga. A resistência ao impacto foi maior com 10% de pó (42%), mas caiu em concentrações superiores. A resistência à abrasão piorou, com perda de massa de até 236% nas maiores concentrações. O MEV confirmou a distribuição heterogênea do pó e formação de crateras. Conclui-se que o pó de granito aumenta a rigidez, mas prejudica a resistência mecânica e ao desgaste em concentrações elevadas. Modificações, como compatibilizantes ou ajuste da granulometria, são sugeridas para melhorar o desempenho. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Compósitos poliméricos; Granito; Polipropileno