• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-08112021-104825
Documento
Autor
Nombre completo
Danilo Fujii de Matos Prudencio
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2021
Director
Tribunal
Wiebeck, Hélio (Presidente)
Rosa, Derval dos Santos
Silva, Leonardo Gondim de Andrade e
Título en portugués
Avaliação no desempenho de longa duração do polietileno de alta densidade.
Palabras clave en portugués
Fissuramento sob tensão
Impactos ambientais
NCLS
PEAD
Reciclagem
Resumen en portugués
A evolução, o domínio e as vantagens da utilização dos materiais plásticos em diversos setores e tipos de aplicações tem gerado polêmica nos últimos anos. Não em relação a sua utilização, mas em relação ao seu curto tempo de vida em serviço e posterior descarte inadequado, gerando assim grandes impactos ambientais, e uma forma de mitigar o uso de resinas virgens é o aumento do uso de materiais reciclados. O polietileno de alta densidade é um deles (PEAD) e quando reciclado, apesar de apresentar propriedades compatíveis com diversas aplicações e ainda que similares ao material virgem, quando diversas cores, grades, diferentes aditivos e cargas são misturados no processo, podem atuar como concentradores de tensão, provocando efeito deletério nas propriedades e uma redução no tempo de falha, inviabilizando sua reutilização para aplicações estruturais. Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de longa duração do polietileno de alta densidade (PEAD) virgem e reciclado (PEAD-R) quanto a resistência ao fissuramento sob tensão constante e entalhe (NCLS). Por meio da construção e validação de um dispositivo de ensaio, seguindo os requisitos das normas ASTM F2136-18 e D5397-20, os principais requisitos preconizados foram avaliados: homogeneidade do banho, método de entalhe, reposição do banho, e ajustes das cargas aplicadas. Adicionalmente foi efetuada microscopia eletrônica de varredura (MEV), visando analisar os entalhes nos corpos de prova, a formação de trincas no PEAD e validação do processo de entalhamento. O PEAD e o PEAD-R foram avaliados no desempenho de curta e longa duração. Adicionalmente afim de aproximar e simular o PEAD reciclado pós-consumo e pós-industrial e verificar se há alterações no desempenho de curta duração, diferentes misturas com polipropileno (PP), carbonato de cálcio (CaCO), dióxido de titânio (TiO) e dióxido de silício (SiO) foram preparadas em frações mássicas variando de 2 a 8%. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios mecânicos de tração, flexão, impacto e NCLS. Os resultados para os ensaios de curta duração para o PEAD-R e as misturas realizadas não apresentaram diferenças estatisticamente significativas para um intervalo de confiança de 95%. Os resultados de longa duração NCLS para o PEAD-R mostraram uma dispersão elevada de 15,2% para os corpos de prova estampados, e uma dispersão de 8,7% e 9,6% para os corpos de prova injetados, abaixo dos 10% que preconiza a norma, que validaram o dispositivo construído, viabilizando o PEAD-R para aplicações estruturais.
Título en inglés
Evaluation of high-density polyethylene on long-term performance.
Palabras clave en inglés
HDPE
Long term performance
NCLS
Notched constant ligament stress
Resumen en inglés
The evolution, domain and advantages of using plastic materials in different sectors and types of applications has generated controversy in recent years. Not in relation to its use, but in relation to its short service life and subsequent inappropriate disposal, thus generating great environmental impacts, and one way to mitigate the use of virgin resins is to increase the use of recycled materials. High density polyethylene is one of them (HDPE) and when recycled, despite having properties compatible with several applications and even if similar to virgin material, when different colors, grades, different additives and fillers are mixed in the process, they can act as concentrators of stress, causing a deleterious effect on the properties and a reduction in the failure time, making its reuse unfeasible for structural applications. This study aimed to evaluate the long-term performance of virgin and recycled high-density polyethylene (HDPE) and recycled (HDPE-R) as its resistance to notched constant ligament stress (NCLS). Through the construction and validation of a test device, following the requirements of ASTM F2136-18 and D5397-20 standards, the main recommended requirements were evaluated: bath homogeneity, notch method, bath replacement, and adjustments of applied loads. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) was performed, aiming to analyze the notches in the specimens, the formation of cracks in the HDPE and validation of the notching process. HDPE and HDPE-R were evaluated for short-term and long-term performance. Additionally, in order to approximate and simulate post-consumer and post-industrial recycled HDPE and check for changes in short-term performance, different blends with polypropylene (PP), calcium carbonate (CaCO), titanium dioxide (TiO) and dioxide of silicon (SiO) were prepared in mass fractions ranging from 2 to 8%. The materials were characterized through mechanical tests of tensile strength, flexural strength, impact resistance and NCLS. The results for the short-term trials for the HDPE-R and the blends performed did not show statistically significant differences for a 95% confidence interval. The NCLS long-term results for HDPE-R showed a high dispersion of 15.2% for the die cutting specimens, and a dispersion of 8.7% and 9.6% for the injected specimens, below 10% that recommends the standard, which validated the device built, enabling the HDPE-R for structural applications.
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
Fecha de Publicación
2021-11-08
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2024. Todos los derechos reservados.