Skip navigation

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/39188
Tipo: Tese
Título: Produção de fibras hibridas de nylon 66 com cargas minerais via Solution Blow Spinning para reforço de matrizes cimenticias
Autor(es): Maia, Valéria de Andrade
Orientador: Simões, Thiago Araújo
Membro da Banca: Lima Filho, Marçal Rosas Florentino
Membro da Banca: Raimundo, Rafael Alexandre
Membro da Banca: Sobrinho Júnior, Antonio da Silva
Resumo: O aprimoramento do comportamento pós-fissuração e da absorção de energia em matrizes cimentícias tem impulsionado o desenvolvimento de reforços fibrosos em escalas reduzidas, essenciais para mitigar a fragilidade e a baixa tenacidade inerentes às argamassas e o concreto. Inserido nessa fronteira tecnológica, este trabalho propõe a produção e aplicação de fibras de nylon 66 (PA 66) puras e híbridas, contendo caulim ou metacaulim, obtidas pela técnica de Fiação por Sopro em Solução (Solution Blow Spinning - SBS). Quanto à otimização do processo, a técnica SBS demonstrou eficácia técnica e viabilidade econômica, onde parâmetros ajustados permitiram a obtenção de fibras de nylon 66 puro com diâmetros sub-micrométricos (média de 162 nm) e morfologia lisa. A incorporação de cargas minerais alterou a reologia da solução, resultando em fibras híbridas de nylon 66/caulim e nylon 66/metacaulim com diâmetros maiores (376 nm e 1,60 µm, respectivamente) e superficie rugosa, característica desejável para o travamento mecânico na pasta hidratada. A incorporação de cargas minerais visou mitigar limitações de aderência e promover melhor interação fibra-matriz. As fibras produzidas foram adicionadas substituindo 1% da massa de cimento Portland CPV-ARI. Paralelamente, avaliou-se a adição direta de metacaulim (1% e 3%) para comparar o reforço fibroso fisico com a melhoria química do aditivo pozolânico. A caracterização dos materiais envolveu MEV, FTIR, TG e DRX. O desempenho mecânico foi avaliado por ensaios de resistência à compressão e tração na flexão aos 7 e 28 dias, complementados por análise microestrutural. Os resultados mostraram incremento das resistências para todas as formulações com fibras. As de nylon 66 puro e com caulim apresentaram atuação limitada devido a defeitos e interface fraca. Já as híbridas de nylon 66/metacaulim demonstraram reforço mais eficaz, associado à sinergia entre reforço mecânico e reatividade pozolânica. A adição exclusiva de metacaulim promoveu a maior evolução de resistência, resultando em uma matriz mais densa. A análise microestrutural confirmou que a qualidade da interface fibra-matriz é determinante na transferência de tensões, ratificando o potencial da técnica SBS para o desenvolvimento de compósitos cimentícios de maior desempenho e durabilidade.
Abstract: The improvement of post-cracking behavior and energy absorption in cementitious matrices has driven the development of small-scale fibrous reinforcements, essential for mitigating the fragility and low toughness inherent in mortars and concrete. Within this technological frontier, this work proposes the production and application of pure and hybrid nylon 66 (PA 66) fibers, containing kaolin or metakaolin, obtained by the Solution Blow Spinning (SBS) technique. Regarding process optimization, the SBS technique demonstrated technical efficiency and economic viability, where adjusted parameters allowed the production of pure nylon 66 fibers with sub-micrometer diameters (average of 162 nm) and smooth morphology. The incorporation of mineral fillers altered the solution rheology, resulting in hybrid nylon 66/kaolin and nylon 66/metakaolin fibers with larger diameters (376 nm and 1.60 µm, respectively) and a rough surface, a desirable characteristic for mechanical locking in the hydrated paste. The incorporation of mineral fillers aimed to mitigate adhesion limitations and promote better fiber-matrix interaction. The produced fibers were added replacing 1% of the mass of Portland cement CPV-ARI. In parallel, the direct addition of metakaolin (1% and 3%) was evaluated to compare the physical fibrous reinforcement with the chemical improvement of the pozzolanic additive. The characterization of the materials involved SEM, FTIR, TG, and XRD. Mechanical performance was evaluated by compression and flexural tensile strength tests at 7 and 28 days, complemented by microstructural analysis. The results showed increased strength for all formulations with fibers. Pure nylon 66 and kaolin-containing composites showed limited performance due to defects and a weak interface. Hybrid nylon 66/metakaolin composites, however, demonstrated more effective reinforcement, associated with synergy between mechanical reinforcement and pozzolanic reactivity. The exclusive addition of metakaolin promoted the greatest increase in strength, resulting in a denser matrix. Microstructural analysis confirmed that the quality of the fiber-matrix interface is crucial in stress transfer, reinforcing the potential of the SBS technique for the development of higher-performance and more durable cementitious composites.
Palavras-chave: Fibras
Nylon 66
Metacaulim
Caulim
Solution blow spinning
Fibers
Metakaolin
Kaolin
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Materiais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/39188
Data do documento: 19-Dez-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
ValeriaDeAndradeMaia_Tese_Com_Tarjamento.pdf53,63 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir
ValeriaDeAndradeMaia_Tese_Sem_Tarjamento.pdf50,64 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir    Solicitar uma cópia


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons