Desenvolvimento de compósito de polímero biodegradável PHBV e fibra de sisal com análise de aplicação em teto de automóvel.
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Data
2019
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Resumo
Perante as necessidades de redução de peso, melhoria no consumo energético e melhor
desempenho estrutural, possibilitando aos fabricantes de automóveis no Brasil em receberem
os benefícios do governo federal, torna-se oportuno o desenvolvimento de soluções em
aplicação de novos materiais que apresentem melhores resultados e incrementem melhoria
nos índices de reciclabilidade. Para tanto, em uma análise teórica e prática da carroceria,
verificou-se que o teto do automóvel sofre um dos menores esforços na estrutura quando
submetido aos ensaios de rigidez torcional, permitindo assim uma proposta de substituição do
seu material de constituição, aço FEP 04, por outro material que possua propriedades
mecânicas inferiores. Como proposta, foi desenvolvido um compósito de polímero
biodegradável PHBV - Poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) reforçado com fibra de sisal
picada em fase dispersa. O objetivo geral foi desenvolver um compósito e caracterizá-lo,
gerando dados para simulação computacional de aplicação. Dentre os objetivos específicos,
destaca-se a simulação computacional sob carga de torção, pré-requisito para definição da
possibilidade de aplicação. A metodologia utilizada foi a análise comparativa do
comportamento da carroceria sob torção utilizando os dois materiais aplicados no teto. Foram
preparadas amostras de PHBV com 0, 20, 30 e 40% de fibra de sisal que, após as
caracterizações, a composição com 30% obteve os melhores resultados, dentre eles uma
melhoria no módulo de elasticidade sob tração em 30,43% sobre o material virgem. Sobre a
composição de 30% foram realizadas análises de aplicação isoladas como envelhecimento
térmico, flamabilidade, adesividade de superfície e adesividade à cola, onde não apresentou
queda considerável de propriedades mecânicas após envelhecimento, mas as propriedades de
adesividade não foram satisfatórias e necessitam de melhorias. Foram realizados ensaios de
aplicação do novo material aplicado ao teto, conforme normas da FCA, obtendo resultados
com uma queda aceitável de 3,3% na rigidez torcional da carroceria, principal análise que
determina sua possibilidade de aplicação. Foi realizada uma análise física na carroceria que
comprovou a plausibilidade dos resultados. Torna-se promissor o uso desse compósito uma
vez que atende à demanda de redução de peso (9kg para 6kg) que influencia no consumo
energético global do veículo, e à melhoria no índice de reciclabilidade, por se tratar de um
compósito biodegradável que atende aos esforços e de fácil descarte
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Automovéis, Biodegradável, Poli(hidroxivalerato), Polímeros, Sisal
Citação
PAIVA, Acir Fortunato. Desenvolvimento de compósito de polímero biodegradável PHBV e fibra de sisal com análise de aplicação em teto de automóvel. 2019. 152 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.