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Título: Desenvolvimento de compósitos poliméricos: estudo da sua reologia e extrusão
Autor: Calado, Lénia Marreiros
Orientador: Castro, C. A. Nieto de, 1949-
Palavras-chave: Compósitos poliméricos
Extrusão
Reologia
Retardantes de chama
Revestimentos de cabos elétricos
Teses de mestrado - 2015
Data de Defesa: 2015
Resumo: O presente trabalho realizou-se no âmbito da Dissertação de Mestrado em Química Tecnológica, tendo por objetivo a caracterização das propriedades e da extrusão de compósitos poliméricos que são suscetíveis de serem aplicados como revestimentos em cabos elétricos. O trabalho realizado focou-se no estudo de compósitos poliméricos contendo aditivos retardantes de chama capazes de produzir uma cerâmica protetora quando expostos ao calor durante um determinado tempo. Estudou-se também a influência dos aditivos no comportamento deste tipo de compósitos. Durante o desenvolvimento deste trabalho, a reologia constituiu-se como uma ferramenta valiosa na correlação entre as propriedades dos materiais e o seu comportamento aquando da sua produção e processamento. Foram produzidos cinco compósitos retardantes de chama, os quais possuíam índices de fluidez com valores de 0,26 g/10 min a 6,37 g/10 min (150 °C, 21,6 kg). Para estes materiais, foram obtidas tensões de rotura entre 6,16 MPa e 10,51 MPa e alongamentos entre 170,07% e 484,66%. Um destes materiais foi caracterizado por reometria capilar, tendo sido classificado como fortemente não Newtoniano. Para além disso, três dos compósitos retardantes de chama estudados foram utilizados em ensaios de revestimento de um fio de alumínio, tendo-se obtido revestimentos de bom aspeto superficial. O estudo da influência dos aditivos no comportamento dos compósitos mostrou que: a) o agente auxiliar de processamento utilizado tem a capacidade de melhorar o fluxo do material e mitigar os efeitos da degradação da alumina tri-hidratada, levando, no entanto, a um pior comportamento mecânico; b) o ácido esteárico melhora, de facto, a dispersão dos aditivos utilizados; c) a interação entre os aditivos e os polímeros pode ser aumentada com a utilização de um agente de acoplamento ou de aditivos de partículas de menores dimensões; e d) o hidróxido de magnésio possui um melhor comportamento mecânico a temperaturas mais elevadas que a alumina tri-hidratada.
The present work was done under the scope of the Masters Dissertation in Technological Chemistry, having as objective the characterization of the properties and of the extrusion of polymeric composites which are susceptible of being used as electric cable sheathing materials. The work focused on the study of polymeric composites containing flame retardant additives that produce a protective ceramic layer when exposed to heat during a certain period of time. The influence of the additives on the behavior of these types of composites was also investigated. During the development of this work, rheology was a valuable tool for the correlation between material properties and the production and processing behaviors of the studied polymeric composites. Five flame retardant polymeric composites were produced, with melt flow indexes ranging from 0,26 g/10 min to 6,37 g/10 min (150 °C, 21,6 kg). For these materials, tensile strengths at break between 6,16 MPa and 10,51 MPa and elongations at break between 170,07% and 484,66% were obtained. One of the materials was characterized by capillary rheometry, having been classified as strongly non Newtonian. In addition, three of the flame retardant composites were used in aluminum wire sheathing tests, which gave sheathings with good surface appearance. The study of the influence of the additives that were used during this work on composite behavior showed that: a) the utilized processing aid has the ability of improving material flow and mitigating the effects of the decomposition of alumina trihydrate. This led, however, to poorer mechanical behavior; b) stearic acid improves, indeed, the dispersion of the additives that were used; c) the interaction between additives and polymers can be increased with the use of a coupling agent or with additives of smaller particle size; and d) magnesium hydroxide has better mechanical behavior than alumina trihydrate when exposed to higher temperatures.
Descrição: Tese de mestrado, Química Tecnológica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015
URI: http://hdl.handle.net/10451/20739
Designação: Tese de mestrado em Química Tecnológica
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