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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2014.tde-19032015-172755
Documento
Autor
Nome completo
Daniel de Freitas Kersting
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Wiebeck, Helio (Presidente)
Diaz, Francisco Rolando Valenzuela
Esper, Fábio José
Título em português
Cura de compósitos de sistemas epóxi via irradiação de micro-ondas.
Palavras-chave em português
Aquecimento por micro-ondas
Cura térmica
Otimização de processos
Resina epóxi
Resumo em português
De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O "efeito micro-ondas" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura.
Título em inglês
Cure of epoxy systems composites by microwave irradiation.
Palavras-chave em inglês
Epoxy resin
Microwave heating
Process optimization
Thermal curing
Resumo em inglês
Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The "microwave effect" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.
 
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Data de Publicação
2015-03-24
 
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  • KERSTING, D. F., MARINUCCI, G., e Wiebeck, Hélio. RECICLAGEM DE COMPÓSITOS CARBONO/EPOXI:USO DE RECICLAGEM QUÍMICA ASSOCIADA A OUTROS MÉTODOS. In CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS, JOINVILLE, 2012. CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS.2012.SÃO PAULO : CBECIMAT, 2012. Dispon?vel em: http://WWW.CBECIMAT.COM.BR.
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