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    Acesso aberto (Open Access)
    Desenvolvimento de compósitos de ldpe reforçados com fibras de carbono recicladas
    (Universidade Federal de São Paulo, 2023-06-28) Seixas, Camila Couto de [UNIFESP]; Passador, Fabio Roberto; http://lattes.cnpq.br/0152213852695153
    A constante busca por soluções e/ou formas de reaproveitar os resíduos poliméricos gerados pela população em diversos segmentos a fim de reduzir a poluição e o acúmulo de resíduos do país contribui para a melhoria contínua da tecnologia de reciclagem. As indústrias automobilística e aeronáutica também se incluem neste cenário. Diversos componentes desses setores são constituídos por compósitos de matriz termorrígida com tecido de FC que muitas vezes são descartados e incinerados após o uso. No entanto, esses materiais possuem um alto valor agregado e podem ser reciclados e utilizados como carga reforçante para o desenvolvimento de novos componentes, contribuindo com a economia circular. Neste sentido, o presente trabalho de conclusão de curso busca uma alternativa de reciclagem para compósitos de matriz epóxi com fibra de carbono contínua oriunda da indústria automotiva. Estes compósitos foram moídos utilizando um moinho de facas e peneirados visando a obtenção de cargas de reforço com tamanho homogêneo, por volta de 3,7mm. Para o desenvolvimento de novos materiais foi escolhida como matriz polimérica o polietileno de baixa densidade (LDPE), que possui fácil processabilidade e baixo custo. Compósitos de LDPE com diferentes teores de fibras de carbono recicladas (5, 10, 15 e 20% em massa) foram produzidos por extrusão de dupla rosca e corpos de prova foram moldados por injeção. Os compósitos foram caracterizados por ensaio de tração uniaxial, dureza Shore D, propriedades elétricas, análise reológica e a morfologia foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se um aumento significativo no módulo elástico com o aumento do teor de fibra adicionado, e estas apresentaram-se bem dispersas na matriz polimérica. A composição com adição de 20% em massa de fibra de carbono reciclada obteve um aumento de 433% no módulo elástico comparado ao LDPE. Esses resultados mostram-se promissores para o reuso dos compósitos de epóxi com fibras de carbono podendo ser utilizadas como agentes de reforço para matrizes poliméricas.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Estudo da influência de junções de camadas topo a topo em laminados carbono/epóxi na resistência à tração e nos mecanismos de propagação de trincas
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-07-06) Marques, Thaís Peres Zanetine [UNIFESP]; Rezende, Mirabel Cerqueira; Cândido, Geraldo Maurício; http://lattes.cnpq.br/0047006668849044; http://lattes.cnpq.br/3744737176516322; http://lattes.cnpq.br/8453068593371222
    A presença de junções de camadas em compósitos poliméricos, durante o processamento de componentes estruturais de grandes dimensões e geometrias complexas, é inevitável, devido à limitação nas dimensões dos prepregs, como também às particularidades dos processos de fabricação. No entanto, as juntas cocuradas alteram a distribuição de tensões na vizinhança das descontinuidades das camadas, com a redução das propriedades mecânicas do compósito e a promoção da sua falha prematura. Visando contribuir com a área de compósitos estruturais, este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da presença de juntas topo a topo de camadas de prepreg cocuradas, em laminados de fibra de carbono/resina epóxi, submetidos ao condicionamento higrotérmico e ensaiados na condição ambiente, para avaliar a resistência à tração e o comportamento à fratura. Quatro configurações de arranjos geométricos de juntas, escalonadas em 25, 15, 10 e 5 mm, foram avaliadas. Os resultados mostram que o emprego de junções de camadas topo a topo em componentes estruturais é viável em relação ao compósito de fibras contínuas, obtendo-se até 93% da resistência à tração para a condição ambiente e até 85% para a condição úmida. Com relação ao arranjo geométrico das juntas no laminado, os resultados confirmam que a presença de juntas coincidentes reduz mais fortemente a resistência mecânica do compósito, especialmente na condição úmida. Tem-se, ainda, que cada família de configuração de juntas apresenta uma resposta específica de resistência à tração, quando a distância de escalonamento é variada. De forma geral, as distâncias de 25 e 15 mm, sem juntas coincidentes, afetam menos a resistência dos laminados, nas duas condições ambientais. Já as amostras com escalonamento de 15 mm, com juntas coincidentes, apresentam um melhor comportamento mecânico, especialmente quando expostas à umidade. As configurações com maiores comprimentos de juntas apresentam múltiplas fraturas, com característica mais dúctil. Já as demais configurações, com comprimento de juntas mais curto, apresentam fratura frágil em uma única região. Todas as configurações apresentam fratura nas regiões das juntas, com a ocorrência de falha coesiva da matriz proveniente da cocura, associada à forte adesão interfacial com as fibras da trama, na condição ambiente. Maior incidência de descolamento é observada na condição úmida. Contudo, não há evidências de degradação na interface entre fibras e matriz, devido à absorção de água pelos compósitos.
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    Estudo da viabilidade de compósitos à base de polipropileno e papel
    (Universidade Federal de São Paulo, 2021-08-04) Lima, Renata Sandim de [UNIFESP]; Lemes, Ana Paula [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4529102387970131
    A disponibilidade de materiais de custo baixo, de origem renovável e com fornecimento constante podem gerar materiais com produtividade viável e com apelo ecológico. O papel é um subproduto de gráficas gerado nos processos de encadernação, furo e corte de todo tipo de materiais impressos. Este material é gerado em abundância e a custo praticamente zero. Devido a essas características e a sua origem renovável, o papel consiste em um material interessante para o desenvolvimento de novos produtos. O aumento dos preços das resinas, principalmente das olefinas, associado a busca de materiais mais sustentáveis tem motivado os fabricantes a procurar alternativas que possam reduzir os custos e reduzir seu impacto ambiental. Logo, o desenvolvimento de um compósito de polipropileno (PP) e papel pode gerar materiais de menor custo e menor impacto ambiental, com funcionalidade adequada para utilização como placas separadoras, vacuum forming, chapas impressas e outros tipos de aplicações. Porém, devido a incompatibilidade entre esses compostos, se faz necessário os uso de agentes compatibilizantes, permitindo a adesão entre as diferentes fases do compósito. Dessa forma, o presente projeto tem como objetivo avaliar a substituição de produtos de polipropileno (100%) por compósitos de polipropileno/papel. Para isso foi realizado um levantamento bibliográfico dos compósitos de polipropileno e/ou outras matrizes polioletíficas com papel e fibras naturais. Dessa forma, foram valiados os principais métodos de produção, compatibilizantes utilizados e alterações de propriedades.
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    Reciclagem de compósitos de resina epóxi e fibra de carbono: evolução e tendências
    (Universidade Federal de São Paulo, 2023-11-29) Masuda, Julia Mayumi [UNIFESP]; Passador, Fabio Roberto [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/0152213852695153; http://lattes.cnpq.br/6862866178390848
    Atualmente, a demanda por materiais estruturais leves e com propriedades mecânicas otimizadas vem impulsionando a pesquisa em materiais compósitos. Os materiais compósitos de matriz polimérica termorrígida, em especial compostos por resina epóxi e fibra de carbono (FC), têm revolucionado as indústrias aeroespacial, automotiva e energia, e o aumento expressivo do uso desses compósitos em setores de alta tecnologia gera, simultaneamente, uma quantidade considerável de resíduos. Portanto, a reciclagem desse material de alto valor agregado torna-se uma questão crucial para reduzir os resíduos gerados e promover a sustentabilidade. Este estudo buscou analisar a evolução da reciclagem de compósitos de resina epóxi e fibra de carbono nos últimos dez anos e identificar as tendências atuais. Os objetivos incluíram o mapeamento da evolução e o crescimento das técnicas de reciclagem. O estudo utilizou uma abordagem de pesquisa documental, com base no banco de dados Web of Science, analisando publicações relacionadas ao tema no período de 2013 a 2023. A produção científica relacionada a materiais compósitos cresceu 74% em relação aos anos de 2013 e 2023, com destaque para China e Estados Unidos. O Brasil também demonstrou interesse crescente nessa pesquisa, com 9.404 publicações. A reciclagem de compósitos é essencial para a sustentabilidade e a redução do impacto ambiental, à medida que a indústria busca soluções mais eficientes e sustentáveis. A pesquisa e o desenvolvimento de métodos avançados de reciclagem continuam a evoluir, impulsionando a inovação tecnológica e econômica. Este estudo destacou a importância da reciclagem desses materiais de alto desempenho na economia circular e na mitigação das mudanças climáticas.
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    Acesso aberto (Open Access)
    Síntese e Caracterização deTiO2 Puro e TiO2 Modificado com Zr-MOF: Potencial para Aplicação em Células Solares
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-12-15) Oliveira, Karine Vilares de [UNIFESP]; Mazzo, Tatiana Martelli [UNIFESP]; Trindade, Leticia Guerreiro da; lattes.cnpq.br/1719450522307763; http://lattes.cnpq.br/8843091201331133; http://lattes.cnpq.br/7831466203961554; Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
    Impactos causados pela revolução industrial e a crescente preocupação com as questões ambientais fomentam a procura por matrizes energéticas sustentáveis. Diante deste desafio a energia fotovoltaica apresenta grande potencial para o fornecimento de energia limpa. A fim de obter maior eficiência ao menor custo possível a procura por materiais que atendam esses critérios vêm sendo pesquisados e testados. O dióxido de titânio (TiO2) apresenta grande potencial semicondutor, no entanto possui limitada capacidade de absorção de luz. As MOFs (metal-organic frameworks) possuem características promissoras para a melhora da atividade fotovoltaica do TiO2. O presente trabalho teve como objetivo analisar o potencial fotovoltaico do TiO2 puro e modificado com Zr-MOF através da síntese e caracterização destes materiais. O método utilizado para a síntese do TiO2 foi o sol-gel por apresentar vantagens como a obtenção de um material mais homogêneo e puro e com poucos defeitos cristalinos. Para a síntese do Zr-MOF utilizou-se o método solvotérmico que também oferece benefícios como a obtenção de partículas com maior uniformidade em sua composição e não requerer tratamentos térmicos a altas temperaturas posteriormente à síntese. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e a propriedade fotoeletroquímica foi avaliada por voltametria linear (VL) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). A técnica de DRX mostrou que os métodos de síntese utilizados foram eficientes para obtenção dos materiais livres de fase secundárias, pela microscopia nota-se que foram obtidas nanopartículas sendo o TiO2 no formato esférico e aglomerado e o Zr-MOF no formato octaédrico, pela VL e pela EIE observou-se que o material TiO2 quando modificado com a inserção de 50% de Zr-MOF ocasiona melhoria significativa em sua propriedade fotoeletroquímica.