bachelorThesis
Síntese de microcápsulas de poli (uréia - formaldeído) (puf) preenchidas com diciclopentadieno (dcpd) para aplicação em sistemas de autorreparo de matriz polimérica
Synthesis of poly microcapsules (urea - formaldehyde) (puf) filled with dicyclopentadiene (dcpd) for application in polymeric matrix self-healing systems
Registro en:
20180009476
ROCHA, Bárbara de Oliveira. Síntese de microcápsulas de poli(uréia - formaldeído) (PUF) preenchidas com diciclopentadieno (DCPD) para aplicação em sistemas de autorreparo de matriz polimérica. 2020. 46f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Autor
Rocha, Bárbara de Oliveira
Resumen
Materials with self-repair mechanisms have the ability to repair themselves when damaged, recovering their properties and guaranteeing the structural integrity of the material, , with potential use in applications such as aeronautical structures. The repair is achieved by introducing a microencapsulated agent in contact with a catalyst in a polymeric matrix. In this work, it was used a system composed by poly(urea-formaldehyde) (PUF) microcapsules (PUF) as the coating material, and dicyclopentadiene (DCPD) as the core material, which was incorporated in an epoxy matrix containing the dispersed Grubbs catalyst. As the microcapsules are broken, when hit by microcracks, the DCPD is released and reacts with the Grubbs catalyst forming poly (DCPD) in the crack plane, based on polymerization by ring opening metathesis (ROMP), thus restoring the integrity of the material. The purpose of this study is to synthesize microcapsules of poly(urea-formaldehyde) (PUF) filled with DCPD as a healing agent. The synthesized microcapsules were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), the morphology and size of the microcapsules were evaluated using scanning electron microscopy (SEM), and the thermal characterization was performed using thermogravimetric analysis (TGA). Epoxy samples with microcapsules were produced and the self-repair mechanism was evaluated by optical microscopy (OM). The experimental results show that spherical microcapsules with a rough surface were obtained with an average diameter of 46 μm. An 82% yield was achieved with an encapsulation rate of 90% by weight. The microcapsules were stable until 200 ° C. There are signs of self-repair verified by the partial closure of the crack in an epoxy sample. CNPq Materiais com mecanismos de autorreparo possuem a capacidade de reparar-se quando danificados, recuperando assim suas propriedades e garantindo a integridade estrutural do material, com potencial uso em aplicações como estruturas aeronáuticas. O reparo é conseguido pela introdução de um agente microencapsulado em contato com um catalisador em uma matriz polimérica. Neste trabalho foi utilizado o sistema composto de microcápsulas de poli(uréia-formaldeído) (PUF), como material de revestimento, e diciclopentadieno (DCPD), como material do núcleo, incorporado em uma matriz epóxi contendo o catalisador de Grubbs disperso. À medida que as microcápsulas são rompidas, ao serem atingidas por microtrincas, o DCPD é liberado e reage com o catalisador de Grubbs formando poli (DCPD) no plano da trinca, com base na polimerização por metátese de abertura de anel (ROMP), restaurando assim a integridade do material. O objetivo deste estudo é sintetizar microcápsulas de poli(uréia-formaldeído) (PUF) preenchidas com DCPD como agente cicatrizante. As microcápsulas sintetizadas foram analisadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e a morfologia e o tamanho das microcápsulas foram avaliados usando microscopia eletrônica de varredura (MEV). Análises de caracterização térmica foram realizadas por meio de análise termogravimétrica (TGA). Amostras de epóxi com microcápsulas foram produzidas e o mecanismo de autorreparo foi avaliado por microscopia ótica (MO). Os resultados experimentais mostram que microcápsulas esféricas com superfície rugosa foram obtidas com um diâmetro médio de 46 μm. Um rendimento de 82% foi alcançado com uma taxa de encapsulamento de 90% em peso. As microcápsulas eram estáveis até 200 °C. Há indícios de autorreparo constatado pelo fechamento parcial da trinca em amostra de epóxi.