Compósitos de cortiça e plástico para impressão 3D

Brites, Fernando Manuel Pereira

http://hdl.handle.net/10400.26/25402

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Authors

Brites, Fernando Manuel Pereira

Advisor(s)

Malça, Cândida Maria dos Santos Pereira

Abstract(s)

Esta tese revela a possibilidade de impressão em 3D de um material compósito composto por cortiça e matriz polimérica. Inicialmente a cortiça foi misturada com diferentes polímeros (HDPE e PP) em diferentes proporções e posteriormente compactada usando processos de extrusão e injeção. Os compósitos foram submetidos a vários métodos de análise, para ajudar a entender as propriedades mecânicas e térmicas, assim como sujeitos a uma análise estrutural. Em seguida, o material foi testado numa impressora 3D de grande escala, a fim de estudar a sua viabilidade e possibilidade de formar novos produtos através da impressão 3D. Seguindo este método, o primeiro estudo centra-se na adição de diferentes pós de cortiça (cortiça pura e cortiça com resíduos) a uma matriz termoplástica de HDPE de forma a avaliar a sua viabilidade de processamento. Durante o processo de extrusão dos compósitos de cortiça com resíduos observou-se a libertação de gases nocivos, possívelmente fruto da presença de PVC nos resíduos, existindo a necessidade de uma proteção mais eficaz. Apesar das limitações de manuseamento este material apresentou um bom desempenho, com boa distribuição e dispersão na matriz, bem como propriedades mecânicas razoáveis. Na segunda metade do estudo focou-se a atenção na utilização da cortiça pura, variando a concentração de cortiça e de agente de acoplamento em compósitos de matriz termoplástica de PP e HDPE. O aumento de concentração de agente de acoplamento em 5% (m/m) nos dois tipos de compósitos (PP e HDPE) melhorou significativamente as propriedades mecânicas e a adesão entre as fases. O aumento da concentração de cortiça por outro lado diminuiu as propriedades mecânicas e a cristalinidade. Os CPC com PP mostraram ter melhores propriedades mecânicas, melhor qualidade estética e estrutural, e mais fácil processabilidade do que os homónimos com matriz de HDPE. Os CPC de HDPE, por outro lado, mostraram ter maior grau de cristalização. Em relação à impressão 3D, o filamento obtido mostrou a possibilidade de fazer novos produtos à base de fibras naturais de cortiça, mostrando resultados promissores, embora ainda sejam necessárias pesquisas adicionais para optimização do processo.