bachelorThesis
Visualização microscópica da dinâmica de reação do poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) sinterizado sobre resina epóxi
Registro en:
20180155705
POTÊNCIO, Diego José Cavalcanti. Visualização microscópica da dinâmica de reação do poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) sinterizado sobre resina epóxi. 2020. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Autor
Potêncio, Diego José Cavalcanti
Resumen
The addition of thermoplastics to the thermosetting matrix of composites as an
intrinsic self-healing agent aims to reduce maintenance costs and extend the
durability of the material overcoming limitations such as mechanical failures and
defects arising mainly from the appearance of microcracks during service. One of the
limiting challenges for using this mechanism is the lack of knowledge about the
efficiency of external stimuli and the detailing of intermolecular interactions that occur
internally. In this work, a visualization technique with optical microscopy of hot stage
was utilized to analyze the interactions that occur between the thermoplastic poly
(ethylene-co-methacrylic acid) (EMAA) and the epoxy resin, focusing on the
investigation of the appearance of bubbles. Analyzes of heating of EMMA powder on
the epoxy and glass substrate were performed, for temperatures of 130, 150, and
180 °C and EMAA particle sizes of 125 and 355 µm. The data obtained from
microscopic images resulted in higher amounts of bubbles for the experiments using
the smallest EMAA particle size. The larger grain size of this thermoplastic, 355 µm,
contributed to the formation of larger size bubbles. The sintering temperature
changes the size of the bubbles although and influence in the growth and decay
rates of bubbles number. The comparison between the two utilized substrates proves
the formation of water bubbles providing from condensation reactions when the
EMAA was sintered on the epoxy resin since it was evident the large increase in total
bubbles number at the end of the process when compared to the decay of this
number in the sintering done on the glass substrate. The results obtained from this
study evidence the reaction dynamics and the bubble formation mechanism, which
can be utilized as a tool for planning optimized conditions for repair cycles. A adição de termoplásticos à matriz termofixa de compósitos como agente intrínseco
de auto-reparo tem como objetivo reduzir os custos de manutenção e prolongar a
vida útil do material superando limitações como falhas mecânicas e defeitos
decorrentes principalmente do surgimento de microtrincas durante o serviço. Um dos
desafios limitantes para o uso desse mecanismo é a falta de conhecimento sobre a
eficiência dos estímulos externos e o detalhamento de interações intermoleculares
que ocorrem internamente. Neste trabalho, utilizou-se uma técnica de visualização
com microscopia óptica de estágio quente para analisar as interações que ocorrem
entre o termoplástico poli (etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA) e a resina epóxi,
com foco na investigação do surgimento de bolhas. Foram realizadas análises do
aquecimento do pó de EMMA sobre o substrato de epóxi e de vidro para as
temperaturas de 130, 150 e 180 °C e granulometrias do EMAA de 125 e 355 µm. Os
dados obtidos das imagens microscópicas resultaram em maiores quantidades de
bolhas para os experimentos empregando a menor granulometria do EMAA. O maior
tamanho de grão deste termoplástico, 355 µm, contribuiu para a formação de bolhas
de tamanhos maiores. A temperatura de sinterização altera o tamanho das bolhas e
também influencia bastante nas taxas de crescimento e decaimento do número de
bolhas. A comparação entre os dois substratos utilizados, comprova a formação de
bolhas de água provenientes de reações de condensação quando o EMAA foi
sinterizado sobre a resina epóxi, visto que foi evidente o grande crescimento do
número total de bolhas ao final do processo quando comparado ao decaimento
deste número na sinterização feita sobre o substrato de vidro. Os resultados obtidos
a partir deste estudo evidenciam a dinâmica da reação e o mecanismo de formação
de bolhas, podendo ser utilizado como ferramenta para o planejamento de
condições otimizadas para ciclos de reparo.