Title

Estudo sobre as variações de resistência ao impacto de compósitos com adição de resíduo de cobre e fibras de bambus tratadas com NaOH

Study on the impact strength variations of composites with copper residue addition and naoh-treated bamboo fibers

Authorship

SILVA, LUIS EDUARDO BARROS RODRIGUES DA; FERREIRA, KAUÃ RAMON MOURA; FERNANDES, JENNIFER FERREIRA; ARAÚJO, JAMILLY ROCHA DE; SANTOS, ALESSANDRO JOSE GOMES DOS; RODRIGUES, EMERSON CARDOSO; COSTA, DEIBSON SILVA DA

SILVA, LUIS EDUARDO BARROS RODRIGUES DA

I am this author

FERREIRA, KAUÃ RAMON MOURA

I am this author

FERNANDES, JENNIFER FERREIRA

I am this author

ARAÚJO, JAMILLY ROCHA DE

I am this author

SANTOS, ALESSANDRO JOSE GOMES DOS

I am this author

RODRIGUES, EMERSON CARDOSO

I am this author

COSTA, DEIBSON SILVA DA

I am this author

DOI

10.5151/2594-4711-43575

Downloads

Abstract

Este trabalho visou à fabricação de compósitos poliméricos, a avaliação das propriedades físicas de absorção de água (AA) porosidade aparente (PA) e massa específica aparente (MEA) e mecânicas de impacto, além da análise fractográfica por micrografia eletrônica de varredura (MEV), utilizando frações mássicas de 10% e 20% de resíduo industrial de minério de cobre (RCU), somadas à inserção de 5% de fibra de bambu (Bambusa Vulgaris) tratadas com NaOH (FBTR), este tratamento das fibras com NaOH utilizou 5% da solução durante o período de 2 horas. A fabricação foi realizada pelo método manual hand lay-up, com resina poliéster isoftálica, iniciador de cobalto e compressão. Os ensaios de a AA, PA e MEA seguiram as normas ASTM D570, D2734 e D792 respectivamente, os ensaios de impacto seguiram a ASTM D6110. A PA, a AA e o MEA obtiveram resultados superiores à matriz plena (MP), no ensaio de impacto o compósito com 10% de resíduo alcançou 33,38 kJ/m², representando um aumento de aproximadamente 100% em relação à MP de 19,38 kJ/m². A fractografia do compósito demonstrou o fenômeno de pull-out das fibras. Logo, os compósitos demonstraram excelente adequação técnica como reforço mecânico e alternativa sustentável para reaproveitamento de resíduos minerais.

This work aimed at the fabrication of polymer composites, the evaluation of physical properties—water absorption (WA), apparent porosity (AP), and apparent density (AD)—and mechanical impact properties, as well as fractographic analysis by scanning electron microscopy (SEM). Mass fractions of 10% and 20% of industrial copper ore residue (RCU) were used, combined with the insertion of 5% bamboo fibers (Bambusa vulgaris) treated with NaOH (FBTR); this alkali treatment of the fibers utilized a 5% solution for a period of 2 hours. Fabrication was performed using the manual hand lay-up method with isophthalic polyester resin, a cobalt promoter, and compression. The WA, AP, and AD tests followed ASTM D570, D2734, and D792 standards, respectively, while the impact tests followed ASTM D6110. The AP, WA, and AD obtained higher results compared to the neat matrix (NM). In the impact test, the composite with 10% residue reached 33.38 kJ/m², representing an increase of approximately 100% relative to the NM (19.38 kJ/m²). The fractography of the composite revealed the fiber pull-out phenomenon. Therefore, the composites exhibited excellent technical suitability as mechanical reinforcement and a sustainable alternative for the reuse of mineral waste.

Keywords

Resíduos de mineração, Reciclagem, Compósitos poliméricos, Ensaios mecânicos

Mining waste, Recycling, Polymer composites, Mechanical tests