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Título: Utilização de pó de basalto como retardante de chamas em espuma de poliuretano sintetizada
Título(s) alternativo(s): Use of basalt powder as flame retardant in synthesized polyurethane foams
Autor(es): Tonetto, Joyce Leticia Massoni
Orientador(es): Brusamarello, Claiton Zanini
Palavras-chave: Isolamento térmico
Poliuretanas
Basalto
Insulation (Heat)
Polyurethanes
Basalt
Data do documento: 28-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Francisco Beltrao
Referência: TONETTO, Joyce Leticia Massoni. Utilização de pó de basalto como retardante de chamas em espuma de poliuretano sintetizada. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2019.
Resumo: Espumas de poliuretano podem ser utilizadas para isolamento térmico, porém se estas não possuírem nenhum tratamento antichama este material é altamente inflamável. Portanto, é necessário incluir aditivos na produção de espumas para isolamento térmico e um material em potencial para esta finalidade é o pó de basalto, um material resistente a altas temperaturas. Devido a isso, o objetivo central é produzir espumas de poliuretano com pó de basalto homogêneo em seu interior e realizar caracterização do material para determinar se este pode se enquadrar como isolante térmico. As espumas foram produzidos a partir de um poliol comercial e 4,4’- isocianato de difenilmetano, com concentrações diferentes de basalto (0,20, 40, 60 80, 100 % em massa). As caracterização realizadas foram microscopia óptica, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Ensaios mecânicos de tração e compressão, Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), além de ensaios para determinação da massa específica aparente e de inflamabilidade. A partir das da microscopia óptica e FTIR foi possível determinar as características de uma EPU e presença do pó de basalto através da mudança na morfologia e dos estiramentos correspondentes a análise FTIR. As análises TGA e DSC apontaram a resistência térmica do material e observou-se que espumas com maior concentração de basalto sofrem menor degradação quando comparadas com espumas sem nenhum aditivo. Além disso, através dos ensaios mecânicos obteve-se diminuição da resistência a tração e compressão, porém as espumas produzidas ainda se enquadram na norma da ABNT para isolamento térmico, assim como a massa específica aparente das espumas produzidas também se enquadrou nas normas da ABNT. Além disso, o teste de inflamabilidade enquadrou as espumas com 20 e 80 % de basalto na maior classe de espumas auto extinguíveis e no tempo de queima avaliado observou-se que espumas com maior concentração de basalto possuíam menor tempo de queima. Portanto, com as caracterizações e ensaios realizados, obteve-se espumas de poliuretano com pó de basalto com grande potencial comercial para utilização como isolante térmico com propriedades antichamas por meio da adição do basalto, que influenciou positivamente nas propriedades das espumas de poliuretano.
Abstract: Polyurethane foams may be used for thermal insulation, but cannot be used as flame retardant material because of this material is highly flammable. Therefore, it is necessary to include additives in the production of thermal insulation foams, and potential material for this is the basalt powder, due to resistance to high temperatures. The main goal of this work is to produce polyurethane foams with basalt powdered and to characterize the material to determine if it can be used as a thermal insulator. As the foams were used from a commercial polyol and a 4.4 'diphenylmethane isocyanate, with different concentrations of basalt (20, 40, 60 80, 100% by mass). As for characterization, it was performed analysis as the optical microscope, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Mechanical Analysis and Testing, Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Exploratory Calorimetry (DSC), as well as evaluation tests of apparent mass and flammability. By the light microscopy and FTIR, it was possible to determine the characteristics of an EPU and the presence of basalt powder by changing the morphology of the particle and the strains corresponding to the FTIR analysis. As the TGA and DSC analyzed indicated the thermal resistance of the material and foams with higher basalt powder concentration. In addition, the mechanical tests used to measure the foam's resisting showed that the produced foams have the ABNT standard for thermal insulation. Also, the flammability test to the samples of 20 and 80% with basalt powder in composition, showed lower firing times. Therefore, the characterizations and analysis performed, showed that these foams with basalt powder have a good commercial potential for use as thermal insulation with anti-flame properties.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16514
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