Influência de compatibilização interfacial no comportamento mecânico de compósitos de polipropileno com reforço híbrido de fibras e microesferas ocas de vidro

dc.contributor.advisor-co1Sousa, Jose Alexandrino de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7737833809468759
dc.contributor.advisor1Canto, Leonardo Bresciani
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7287108960864123
dc.contributor.authorSilva, Gabriel Matos da
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/6119680957974532
dc.contributor.refereeScuracchio, Carlos Henrique
dc.contributor.refereeBranciforti, Marcia Cristina
dc.contributor.refereeSousa, Jose Alexandrino de
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0896060959622431
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3085986187491645
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/7737833809468759
dc.date.accessioned2026-01-15T12:40:48Z
dc.date.issued2021-12-15
dc.description.abstractThe hybridization of hollow glass microspheres with short glass fibers in polypropylene can result in low-cost, low-density polymer composites suitable for engineering. Although the addition of fillers in thermoplastic composites generally reduces mechanical strength, recent research indicates that by properly matching high and low aspect ratio fibers, it is possible to achieve desirable mechanical properties, such as stiffness, strength and toughness. In order to broaden the understanding of this mechanical reinforcement mechanism in ternary PP composites with hybrid reinforcement of FV (pretreated with aminosilane) and MEVO, this work evaluated the influence of polymer-reinforcement interfacial interactions on short-term mechanical properties. Three different interfacial compatibilization conditions were analyzed: (i) MEVO pretreated with aminosilane and PP matrix modified with addition of interfacial compatibilizer of PP functionalized with maleic anhydride (PP-g-MAH), (ii) MEVO without treatment and matrix modified with PP-g-MAH and (iii) MEVO without treatment and matrix without compatibilizer. The composites were injection molded with direct mixing of pre-extruded PP/FV and PP/MEVO binary concentrates. Tensile and flexural tests showed a slight increase in the elastic modulus of the ternary composites with higher hybrid reinforcement, regardless of the MEVO content and the interfacial adhesion of the microspheres with the PP matrix. The strength, in turn, strongly depends on the polymer-MEVO interfacial adhesion, presenting a decrease in the mechanical properties without MEVO treatment, even with the presence of the PP-g-MAH compatibilizer. With the pretreatment of MEVO with aminosilane and the use of the compatibilizer, the mechanical properties remained high, comparable to the reference binary composites PP/FV with 25% and 30% FV. The dynamic mechanical analysis (DMA) confirmed the importance of interfacial compatibilization in the mechanical behavior.eng
dc.description.resumoA hibridização de microesferas de vidro ocas com fibras de vidro curtas em polipropileno pode resultar em compósitos poliméricos de baixo custo e densidade, adequados para engenharia. Embora a adição de cargas em compósitos termoplásticos geralmente reduza a resistência mecânica, pesquisas recentes indicam que, ao compatibilizar adequadamente as fibras de alta e baixa razão de aspecto, é possível alcançar propriedades mecânicas desejáveis, como rigidez, resistência e tenacidade. Com o objetivo de ampliar o entendimento deste mecanismo de reforço mecânico em compósitos ternários de PP com reforço híbrido de FV (pré-tratada com aminosilano) e MEVO, este trabalho avaliou a influência das interações interfaciais polímero-reforço nas propriedades mecânicas de curta duração. Foram analisadas três condições distintas de compatibilização interfacial: (i) MEVO pré-tratada com aminosilano e matriz de PP modificada com adição de compatibilizante interfacial de PP funcionalizado com anidrido maleico (PP-g-MAH), (ii) MEVO sem tratamento e matriz modificada com PP-g-MAH e (iii) MEVO sem tratamento e matriz sem compatibilizante. Os compósitos foram moldados por injeção com mistura direta de concentrados binários de PP/FV e PP/MEVO pré-extrudados. Os ensaios de tração e flexão mostraram um leve aumento no módulo elástico dos compósitos ternários com maior reforço híbrido, independentemente do teor de MEVO e da adesão interfacial das microesferas com a matriz de PP. A resistência, por sua vez, depende fortemente da adesão interfacial polímero-MEVO, apresentando queda nas propriedades mecânicas sem tratamento na MEVO, mesmo com a presença do compatibilizante PP-g-MAH. Com a pré-tratamento da MEVO com aminosilano e o uso do compatibilizante, as propriedades mecânicas se mantiveram elevadas, comparáveis aos compósitos binários de referência PP/FV com 25% e 30% de FV. A análise dinâmico-mecânica (DMA) confirmou a importância da compatibilização interfacial no comportamento mecânico.por
dc.identifier.citationSILVA, Gabriel Matos da. Influência de compatibilização interfacial no comportamento mecânico de compósitos de polipropileno com reforço híbrido de fibras e microesferas ocas de vidro. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23418.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23418
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectCompósitos híbridospor
dc.subjectInterações interfaciaispor
dc.subjectPropriedades mecânicaspor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
dc.subject.ods4. Educação de Qualidade
dc.titleInfluência de compatibilização interfacial no comportamento mecânico de compósitos de polipropileno com reforço híbrido de fibras e microesferas ocas de vidropor
dc.title.alternativeInfluence of interfacial compatibility on the mechanical behavior of polypropylene composites with hybrid reinforcement of glass fibers and hollow glass beadseng
dc.typeDissertação

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