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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22959
Tipo: TCC
Título: Modelagem e otimização multiobjetivo de propriedades mecânicas em compósitos de polietileno e polipropileno reforçados com concha de molusco
Autor(es): Araújo, Lavínia Maria Mendes
Primeiro Orientador: Peruchi, Rogério Santana
Resumo: Propriedades mecânicas de compósitos poliméricos à base de cargas naturais ou sintéticas estão sendo estudados com a intenção de diminuir o impacto ambiental que estes materiais geram. O litoral do Nordeste do Brasil possui em abundância cargas ricas em CaCO3, quais sejam, as conchas de molusco. No entanto, estas são subutilizadas. Diversos estudos avaliam as propriedades mecânicas destas cargas com determinados materiais poliméricos. No entanto, observa-se a necessidade de analisar estas variáveis de forma mais robusta, matemática e estatisticamente. Nesse sentido, modelagem e otimização de processos de fabricação e de materiais são métodos amplamente utilizados para apoiar o desenvolvimento de novas tecnologias e produtos. Logo, este estudo tem como objetivo aplicar estas técnicas aliadas ao Planejamento e Análise de Experimentos (Design of Experiments - DOE) para analisar propriedades mecânicas de compósitos reciclados de polietileno de alta densidade (PEAD) reforçados com concha de molusco (CM) e misturados com polipropileno reciclado (PPrec) modificado com polipropileno modificado com anidrido maleico (PPAM). Foi desenvolvido um arranjo fatorial completo de amostra destes compósitos. Modelos de regressão foram criados para explicar propriedades mecânicas medidas a partir de ensaios de tração e de flexão. Isso ao variar os fatores de entrada, quais sejam, o PPAM e a porcentagem de CM. Além disso, as propriedades foram otimizadas a partir do método Desirability. Em um cenário que visa maximizar todas as respostas, adicionar o PPAM mais 8% de CM traz resultados satisfatórios. No entanto, algumas variáveis são negativamente correlacionadas. Sendo assim, cada variável foi otimizada individualmente. No ensaio de tração, viu-se que a tensão de escoamento ( e  ), a deformação de escoamento e a deformação até a ruptura ( r  ) apresentaram melhores resultados ao adicionar o PPAM. Enquanto o módulo de elasticidade (E) tem maiores valores sem o PPAM e com 2% de CM. No teste de flexão, a tensão de ruptura ( r  ) e o módulo de elasticidade (E) são otimizadas sem a adição do PPAM e com 2 ou 5% de CM. Indicando, por fim, a possível aplicação destas combinações.
Abstract: Mechanical properties of polymeric composites based on natural or synthetic fillers are being studied in order to reduce the environmental impact generated by these materials. The northeast coast of Brazil has in abundance CaCO3 rich fillers, such as mollusc shells (CM). However, this material is underutilized. Several studies evaluate the mechanical properties of these fillers with certain polymeric materials. Therefore, it is necessary to analyze these variables in a more robust way, mathematically and statistically. For this purpose, modeling and optimization of manufacturing processes and materials are widely used methods to support the development of new technologies and products. This study, therefore, aims to apply these techniques allied Design of Experiments (DOE) to analyze mechanical properties of recycled high density polyethylene (HDPE) composites reinforced with mollusc shell and mixed with recycled polypropylene (PPrec) modified with maleic anhydride (PPAM). A general full factorial design of these composites was developed. Regression models were created to explain mechanical properties measured from tensile and flexural tests. This by varying the input factors, which are PPAM and the percentage of mollusc shell. In addition, the properties were optimized from the Desirability method. In a scenario that aims to maximize all responses, adding PPAM plus 8% of mollusc shell brings satisfactory results. However, some variables are negatively correlated. Therefore, each variable was optimized individually. In the tensile test, the yield stress ( e  ), the yield deformation ( e  ) and the deformation up to rupture ( r  ) showed better results when adding the PPAM. While the modulus of elasticity (E) has higher values without PPAM and with 2% of CM. In the flexural test, the yield strength ( r  ) and modulus of elasticity (E) are optimized without the addition of PPAM and with 2 or 5% of CM. Finally, it indicates the possible application of these combinations.
Palavras-chave: Modelagem
Termoplásticos
Compósitos
Concha de molusco
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Produção
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22959
Data do documento: 10-Dez-2020
Aparece nas coleções:TCC - Engenharia de Produção Mecânica

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