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Desenvolvimento de compósitos de POLI (acrilonitrila-CO-butadieno-CO-estireno) / microesferas ocas de vidro para utilização na indústria automobilística
dc.contributor.advisor | Brandalise, Rosmary Nichele | |
dc.contributor.author | Cunha, Marina Panozzo | |
dc.contributor.other | Zattera, Ademir José | |
dc.contributor.other | Poletto, Matheus | |
dc.contributor.other | De Paoli, Marco-Aurélio | |
dc.contributor.other | Santos, Venina dos | |
dc.date.accessioned | 2015-11-20T10:58:19Z | |
dc.date.available | 2015-11-20T10:58:19Z | |
dc.date.issued | 2015-11-20 | |
dc.date.submitted | 2015-08-14 | |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/handle/11338/1068 | |
dc.description | A aplicação de materiais poliméricos utilizados nos veículos tem aumentando em função da redução de peso e do grande número de possíveis aplicações desses materiais. O poli(acrilonitrila-co-butadieno-co-estireno)(ABS) é muito utilizado na indústria automobilística, normalmente no interior de veículos, em função de sua excelente resistência ao impacto e ótimo equilíbrio das demais propriedades aliadas ao seu custo. Buscando diminuir a densidade e o custo de peças poliméricas, as microesferas ocas de vidro (HGM) têm sido utilizadas no desenvolvimento de compósitos com matrizes poliméricas. As HMG são partículas esféricas de vidro com um diâmetro médio de 15 a 65 μm, com paredes finas, de 0,5 a 1,5 μm e principalmente com baixa densidade de 0,12 a 0,60 g.cm¯³. Neste estudo, as variáveis investigadas foram: o percentual em massa de HGM (2,5, 5,0 e 7,5%), tipo de microesfera, com diferentes valores de resistência a compressão e densidades distintas (S038 e S060), zona de alimentação das HGM na extrusora duplarrosca, sendo Z1 a zona de alimentação convencional e Z2 no centro da extrusora. Foi avaliada a incorporação de ABS SV-165 moído com as microesferas na Z2, incorporação do ABS SD-190H (alto impacto) ao compósito e, por fim o tratamento superficial das HGM com Trietoxivinisilano. Foram analisados os compósitos extrusados com e sem reforço pelas propriedades físicas, morfológicas, térmicas, químicas e reológicas, com ênfase as propriedades de interesse da indústria automobilística: resistência ao impacto, HDT, deformação, resistência à flexão e densidade. As diferentes resistências à compressão das microesferas não conferiram mudanças significativas nos compósitos. A Z2 manteve a integridade do reforço enquanto a Z1 obteve uma distribuição homogênea. Na Z2 aglomerados do reforço foram comprovados nos ensaios com o reometro oscilatório e nas micrografias no MEV. Considerando as propriedades de interesse do estudo, 5% em massa de HGM propiciou os melhores resultados para as propriedades de resistência ao impacto, temperatura de deflexão térmica (HDT), deformação, resistência à flexão e densidade. A utilização de ABS SV-165 moído no centro da extrusora juntamente com HGM auxiliou na homogeneidade da entrada do reforço na matriz. A incorporação de ABS SD-190H na Z1 promoveu aumento da deformação e da resistência ao impacto do compósito, atribuído ao acréscimo de butadieno ao compósito, porém a estabilidade térmica do compósito reduziu, conforme visualizado pela termogravimetria e pela técnica de análise térmica mecânica dinâmica. O tratamento superficial com Trietóxivinilsilano proposto para as HGM propiciou melhoras nas propriedades do compósito em função da possível interação do Trietóxivinilsilano com o monômero de acrilonitrila, visualizado no ensaio de espectroscopia de infravermelho. Conclui-se que o compósito com microesfera S038, que possui a menor resistência à compressão e menor densidade, tratada superficialmente com Trietóxivinilsilano, incorporadas no centro da extrusora duplarrosca (Z2), com 5% em massa de ABS SV-165 moído e com a entrada de 45% em massa de ABS SV-165 e 50% em massa do ABS SD-190H na Z1, promoveram uma redução na densidade de 7%, aumento da resistência ao impacto de 13%, HDT e a deformação na tração e flexão se mantiveram com os valores iguais aos da amostra controle ABS/B, possibilitando a aplicação deste compósito em substituição ao ABS na indústria automobilística. | por |
dc.description.abstract | The application of polymeric materials in automobiles have increased due to weight reduction and the large number of possible applications of these materials. The poly (acrylonitrile-cobutadiene-co-styrene) (ABS) is widely used in the automotive industry, normally inside vehicles because of its excellent impact resistance and optimal balance of other properties combined with the cost. In order to reduce the density and cost of polymeric parts, the hollow glass microspheres (HGM) have been used in the development of composites with polymeric matrix. HMG are spherical glass particles of average diameter from 15 to 65 μm thin-walled from 0.5 to 1.5 μm and especially low density from 0.12 to 0.60 g.cm¯³. In this study, the investigated variables were: the percentage by mass of HGM (2.5, 5.0 and 7.5%), type of microsphere with different compressive strength values and different densities (S038HS and S060HS), feeding zone of the HGMs in the twin screw extruder, being Z1 the conventional feeding zone and Z2 in the center of the extruder. The incorporation of ground ABS SV-165 has been evaluated in the microspheres Z2, incorporation of ABS SD-190H (high-impact) to the composite, and finally the surface treatment of the HGMs with Triethoxyvinylsilane. The extruded composites were analyzed with and without enhancing the physical, morphological, thermal, chemical and rheological, emphasizing the properties of interest in the automotive industry: impact resistance, heat deflection temperature (HDT), deformation, bending strength and density. The different compressive strengths of the microspheres did not confer significant changes in the composites. The Z2 kept strengthening integrity whereas Z1 obtained a homogeneous distribution. Z2 in strengthening the clusters have been validated in trials with oscillating rheometer and the micrographs under the SEM. Considering the properties of interest of the study, 5% by weight HGM afforded the best results for the properties of impact resistance, HDT, creep, flexural strength and density. The use of ABS SV-165 ground in the center of the extruder together with HGM assisted in enhancing the homogeneity of the input matrix. The incorporation of ABS SD-190H Z1 promoted increase of the deformation and impact strength of the composite, assigned to the composite addition of butadiene, but the reduced thermal stability of the composite, as visualized by thermogravimetry and thermal dynamic mechanical analysis technique. The surface treatment with Triethoxyvinylsilane proposed for the HGMs led to improvements in composite properties due to the possible interaction of Triethoxyvinylsilane with the acrylonitrile monomer, viewed in the Fourier transform infrared spectroscopy assay. It is concluded that the composite microsphere S038 having the lower compressive strength and low density, surface treated with Triethoxyvinylsilane, incorporated in the center of twin screw extruder (Z2) with 5% by weight of ABS SV-165 and the ground 45% by weight of input ABS SV-165 and 50% by weight of ABS SD-190H Z1, promoted a reduction in the density of 7% increase in impact resistance of 13%, HDT and tensile and bending deformation remained with values equal to the sample control ABS/B, enabling the application of this composite replacing ABS in the automotive industry. | en |
dc.language.iso | pt | pt_BR |
dc.subject | Polímeros | pt_BR |
dc.subject | Indústria automobilística | pt_BR |
dc.subject | Resistência de materiais | pt_BR |
dc.subject | Polymers | en |
dc.subject | Automobile industry and trade | en |
dc.subject | Strength of materials | en |
dc.title | Desenvolvimento de compósitos de POLI (acrilonitrila-CO-butadieno-CO-estireno) / microesferas ocas de vidro para utilização na indústria automobilística | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | pt_BR |
mtd2-br.advisor.lattes | http://lattes.cnpq.br/6339166227901801 | pt_BR |
mtd2-br.author.lattes | CUNHA, M. P. | pt_BR |
mtd2-br.program.name | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e Tecnologias | pt_BR |
mtd2-br.contributor.coorientador | Grisa, Ana Maria Coulon |