Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/34803
Type: Tese
Title: Degradação de materiais poliméricos : estudos de casos de falha em faróis de policarbonato e fotodegradação de revestimentos de poli(tereftalato de etileno) em aço carbono
Authors: Mônica Martiniano Ferreira
First Advisor: Vanessa de Freitas Cunha Lins
First Referee: Fernando Cotting
Second Referee: Marcelo Machado Viana
Third Referee: Orlando León García
metadata.dc.contributor.referee4: Cláudio Gouvêa dos Santos
Abstract: Para alcançar a performance desejada pela indústria automobilística no uso de novos materiais é necessário o domínio das propriedades e do comportamento do material diante das condições de uso mais severas, reduzindo a probabilidade e a frequência de falhas inesperadas. Os materiais poliméricos são destaque na substituição de materiais convencionais devido a suas características de baixa densidade, processabilidade e resposta mecânica. Apesar disso, sua alta vulnerabilidade em certas condições de trabalho pode restringir seu uso. Nesse sentido, os testes de desempenho do produto podem identificar falhas e suas causas. O presente trabalho aborda duas condições de avaliação do produto em fases distintas. O primeiro estudo se refere à falha de ruptura em faróis automotivos durante o uso, ou seja, na fase em que o componente já está consolidado no mercado. O estudo apontou que as trincas são causadas por ação conjunta ou isolada dos mecanismos: fluência (creep rupture), estresse térmico e/ou fissuramento sob tensão ambiental (Environmental Stress Cracking - ESC), devido ao alívio de tensões impostas ao material da lente. A probabilidade de falhas é mitigada se as condições extremas e degradantes às quais o produto estará sujeito são atenuadas. Neste caso, a concepção de um design que acomode a lente a uma distância adequada da fonte de luz e/ou o emprego de um material com maior resistência mecânica e térmica são premissas que reduziriam consideravelmente a ocorrência de trincas. O segundo caso é o estudo do comportamento de degradação de um revestimento polimérico anticorrosivo, feito a partir de garrafas de PET, ainda em fase de desenvolvimento. Os dois principais mecanismos de degradação atuantes no revestimento exposto ao intemperismo foram a fotólise e a foto-oxidação do PET, além do efeito sinérgico de ambos. Também foi confirmada a necessidade de implementação de estratégias de adequação do material polimérico como revestimento anticorrosivo de chapas de aço, para aplicações sujeitas ao intemperismo, como por exemplo a inserção de estabilizantes e absorvedores da radiação ultravioleta, que combinem boa proteção e baixo custo.
Abstract: In order to achieve the desired performance by the automobile industry in the use of new materials, it is necessary to master the properties and behavior of the material under the most severe conditions of use, and thus reducing the probability and frequency of unexpected failures. Polymeric materials are highlighted in the replacement of conventional materials due to their characteristics of low density, processability and mechanical response, among others. Despite this, its high vulnerability in certain conditions can lead to serious damage, restricting its use. In this sense, product performance tests can identify failures and their causes. The present work addresses two conditions for evaluating the product in different phases. The first study refers to the failure of rupture in automotive headlights during use, that is, at the stage when the component is already consolidated in the market. The study pointed out that cracks are caused by one or more mechanisms: creep, thermal stress, and Environmental Stress Cracking (ESC), caused by the stress relief of the polymeric material of the lens. The probability of failures is mitigated when the development of the project considers the extreme and degrading conditions to which the product will be subjected. In this case, the conception of a design that accommodates the lens at an adequate distance from the light source, and / or the use of a material with a greater mechanical and thermal resistance, are minimal premises that would considerably reduce the chance of design failures. The second case is the study of the degradation behavior of an anti-corrosion polymeric coating, made of PET bottles, still in the development phase. The two main degradation mechanisms were the photolysis and photo oxidation of PET, in addition to the synergistic effect of both. It was also evidenced the need to implement strategies to adapt the polymeric material as an anti-corrosion coating of carbon steel sheets, for weathering applications, such as the insertion of stabilizers and ultraviolet radiation absorbers, which combine good protection and low cost.
Subject: Engenharia química
Policarbonatos
Garrafas PET
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34803
Issue Date: 24-Jul-2020
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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