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Addition of poly (ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA) as self-healing agent to carbon-epoxy composites
(Elsevier, 2020-10) Nascimento, Allana Azevedo do; Fernandez, Fernando; Silva, Fábio S. da; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Melo, José Daniel Diniz; Barbosa, Ana Paula Cysne
Among several self-healing approaches to improve the durability of polymer-based materials during service, the addition of thermoplastics to a thermoset matrix has emerged as a promising self-healing alternative. In this study, poly (ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA) was added to the mid-plane of carbon fiber-epoxy composite laminates to produce a self-healing system. Composite plates were manufactured with the addition of 5 wt%, 10 wt% and 15 wt% of EMAA as related to the matrix weight in the prepreg laminate. Interlaminar shear strength (ILSS) tests, dynamic mechanical analysis (DMA), Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and field-emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) were employed to evaluate the self-healing effect and composite properties before and after a healing cycle. Storage modulus was found to decrease with increasing content of EMAA in the laminate. Samples with EMAA showed complete recovery of interlaminar shear strength after healing
Adição de poli(etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) como agente de auto-reparo em compósitos carbono-epóxi
(2017-10-16) Nascimento, Allana Azevedo do; Barbosa, Ana Paula Cysne; Melo, José Daniel Diniz; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; https://orcid.org/0000-0002-9510-4851; http://lattes.cnpq.br/3718650566004689; http://lattes.cnpq.br/7970909407737900; Ferreira, Evans Paiva da Costa; http://lattes.cnpq.br/6994798590609919; Cioffi, Maria Odila Hilário; http://lattes.cnpq.br/6119671014416126; https://orcid.org/0000-0002-4155-4769
As técnicas de auto-reparo em resinas epóxi vêm sendo desenvolvidas buscando aumentar a vida útil e reduzir os custos associados à manutenção desses materiais durante o serviço. A adição de termoplásticos à matriz termofixa produzindo resinas reparáveis aparece como técnica de reparo promissora. Neste trabalho, o termoplástico poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) foi adicionado no plano médio de laminados compósitos carbono-epóxi para fabricação de um sistema de reparo. Foram fabricadas placas com 5%, 10% e 15% de EMAA em massa de resina do prepreg. Ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS), análise dinâmico mecânica (DMA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG) foram conduzidos para avaliar o efeito da adição desse termoplástico ao compósito e seu comportamento antes e após o reparo. As amostras reparadas não apresentaram aumento na resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) após o reparo. Entretanto, para maiores porcentagens de EMAA, houve redução dessa propriedade, além de redução de módulo de elasticidade e da temperatura de transição vítrea (Tg), em relação aos valores apresentados pelo compósito puro. Imagens de MEV confirmaram a forte adesão entre o EMAA e a resina epóxi, formando uma camada adesiva que impediu a formação de delaminações no plano médio do laminado.
Estudo da solubilização do EVA em células fotovoltaicas usando solventes com baixa toxicidade e baixo impacto ambiental
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Batista, Beatriz Susan de Morais; Costa, Maria Carolina Burgos; Fulco, Ana Paula Pereira; Nascimento, Allana Azevedo do
O uso de energia solar através de painéis fotovoltaicos vem se tornando cada vez mais difundido em razão da sua alta eficiência e não emissão de poluentes, tornando-se a melhor opção na substituição dos combustíveis fósseis. Os painéis fotovoltaicos são compostos por camadas de diferentes tipos de materiais (vidro, metais e polímeros) e a separação e reutilização de todos esses componentes é desafiadora. O copolímero de etileno acetato de vinila (EVA) é geralmente o polímero usado como encapsulante entre as camadas e, durante o processo de reciclagem dos painéis, a incineração ou utilização de solventes de alta toxicidade, como tolueno e xileno, são as formas mais comuns de eliminação deste polímero. Nesse estudo, solventes oriundos de fontes naturais, como frutas e óleos essenciais, foram utilizados para realizar a solubilização do EVA a fim de reduzir o impacto ambiental em razão da baixa toxicidade. O método de solubilização térmica foi o mais utilizado durante o trabalho, por vezes associado ao processo ultrassônico ou radiação UV. Foram testadas diferentes concentrações dos solventes em contato com o polímero, tanto na forma de pellet, como na forma de pó extraído de painéis fotovoltaicos reais. Para determinar a eficiência do processo, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier com Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR) foi o método de caracterização mais utilizado. Ao final do estudo, foi possível constatar que o método desenvolvido possibilita a recuperação do EVA de forma sustentável e limpa, através de solventes verdes.
Fatigue behavior of self-healing glass fiber/epoxy composites with addition of poly (ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-10-28) Nascimento, Allana Azevedo do; Barbosa, Ana Paula Cysne; Melo, José Daniel Diniz; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; https://orcid.org/0000-0002-9510-4851; http://lattes.cnpq.br/3718650566004689; http://lattes.cnpq.br/7970909407737900; Portella, Pedro Dolabella; Freire Júnior, Raimundo Carlos Silverio; Pezzin, Sérgio Henrique
O interesse em tecnologias de reparo para compósitos poliméricos tem crescido significativamente nas últimas décadas, devido ao aumento do uso desses materiais em aplicações estruturais. Nesse estudo, poli (etileno-coácido metacrílico) (EMAA) foi utilizado como agente de auto-reparo em compósitos fibra de vidro/epóxi. Resultados preliminares mostraram que, para EMAA como agente de reparo, a concentração de partícula tem maior efeito sobre propriedades de resina pura do que tamanho de partícula. Compósitos reforçados com fibra de vidro com concentração de EMAA de 2 wt.% e 5 wt.% foram fabricados utilizando Infusão de resina (RTM - Resin Transfer Molding) e os efeitos do agente de reparo nas propriedades dos compósitos foram investigados por ensaio de tração estático, ensaio de fadiga e Análise Dinâmico Mecânica (DMA). Resultados mostram pequena variação de propriedades, que foram mais pronunciadas conforme o aumento da concentração de EMAA. A eficiência de reparo também foi investigada através de ensaios de fadiga e a adição de maior concentração de EMAA aumentou o número de ciclos para falha após o ciclo de reparo. Ademais, resultados sugerem que EMAA é um agente de reparo mais eficiente quando ativado em estágio inicial de danos.
Síntese de óxido de grafeno para aplicação em revestimentos anticorrosivos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Silva, Guto Guido; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; https://lattes.cnpq.br/8639799604664696; Fulco, Ana Paula Pereira; Nascimento, Allana Azevedo do
O grafeno é um material 2D, ou bidimensional, que apresenta propriedades que variam de acordo com os grupos ligados a ele, com o tamanho de suas camadas, podendo apresentar-se como condutor ou semicondutor, tais como o grafeno puro e o óxido de grafeno reduzido (rGO), ou até como isolante, no caso do óxido de grafeno (GO). Com essa vasta gama de propriedades, uma das aplicações estudada é o efeito de sua adição em revestimentos anticorrosivos, onde o sistema mais comum é formado por epóxi contendo partículas de grafeno, GO, ou rGO, onde o mecanismo principal de proteção fornecido pela adição do grafeno é o mecanismo de barreira física, dificultando a passagem de oxigênio e íons até a superfície do metal que está sendo revestido. Desta forma, este trabalho teve como objetivo principal realizar a síntese de GO através do método de Tour e estudar os efeitos da adição GO em revestimentos de epóxi produzidos por gotejamento para substratos de aço 1020. Referente aos resultados da síntese, a análise estrutural por difração de raios-X (DRX), a análise qualitativa por espectroscopia Raman, e a análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV), mostraram, respectivamente, que foi possível gerar a estrutura do GO e que o grau de oxidação e a morfologia do GO obtido foram adequados. Referente aos revestimentos compósitos de GO/epóxi, a análise visual mostrou os efeitos da concentração de GO no revestimento, e o formato e homogeneidade desses revestimentos, enquanto o MEV dos revestimentos mostrou as espessuras em conjunto também com a homogeneidade dos revestimentos. Os resultados da análise visual mostraram que o espalhamento auxiliado por rolo de pintura fez com que os revestimentos perdessem homogeneidade enquanto o gotejamento direto dos revestimentos apresentou formato de calota esférica (espessura diferente entre a borda e o centro), com bastante homogeneidade, contudo o aumento da concentração de GO gerou aglomeração, enquanto o MEV mostrou que a adição de GO permitiu recobrimentos mais finos, e quanto menor a concentração adicionada, menor a redução de espessura contudo maior efeito da retração da resina epóxi nas bordas das amostras.

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