{pt_PT=Compósitos bio-derivados para aplicações estruturais em engenharia civil: avaliação experimental de bio-resinas epoxídicas e de poliéster insaturado} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Os compósitos poliméricos reforçados com fibras (FRP) são uma alternativa para diferentes aplicações da construção, face a diversas soluções à base de materiais tradicionais. Contudo, parte significativa dos seus constituintes são derivados do petróleo, nomeadamente as resinas poliméricas, e os seus impactes ambientais não são desprezáveis. Adicionalmente, a sua dependência daquela matéria-prima é um risco estratégico de longo-prazo para a disseminação dos compósitos FRP. Como resposta a este desafio, o uso de matérias-primas renováveis para o desenvolvimento de bio-compósitos FRP afigura-se como uma solução promissora. Perante a escassez de informação relativa a compósitos FRP produzidos a partir de resinas bio-derivadas, a presente dissertação procurou complementar, através de um estudo experimental, a bibliografia existente através do estudo e caracterização de bio-resinas e de bio-compósitos reforçados com fibra de carbono (CFRP) e de vidro (GFRP). Numa primeira fase, determinaram-se as propriedades termomecânicas e mecânicas de resinas epoxídicas (uma convencional e uma bio-derivada) e de resinas poliéster insaturado (UPE) (uma convencional, e uma bio-derivada, desenvolvida no Instituto Superior Técnico). Numa segunda fase, realizaram-se ensaios de caracterização termomecânica e mecânica dos compósitos CFRP (com as resinas epoxídicas) e GFRP (com as resinas UPE), produzidos por infusão a vácuo. Concluiu-se que tanto as bio-resinas como os bio-compósitos correspondentes apresentam propriedades semelhantes aos seus pares convencionais. As semelhanças entre cada grupo, apontam para o potencial das bio-resinas na produção de compósitos FRP, em detrimento das resinas convencionais, e para a viabilidade dos bio-compósitos como possível alternativa no curto-prazo às soluções tradicionais à base de FRP convencionais., en=Fibre reinforced polymer (FRP) composites are a viable alternative to more traditional construction materials for multiple applications in the construction industry. However, because the polymeric resins used for their production are petroleum-based, their environmental impacts are not negligible and their dependency on the aforementioned raw-material constitutes a long-term strategic risk for the dissemination of FRP composites. As a response to this challenge, the use of renewable raw-materials for the development of FRP bio-composites stands out as a promising solution. Given the lack of information regarding FRP composites produced from bio-resins, the present work aims at complementing the available literature by studying and characterizing, through a comprehensive experimental programme, bio-resins and bio-composites reinforced with carbon fibres (CFRP) and glass fibres (GFRP). In a first phase of the experimental campaign, the thermomechanical and mechanical properties of epoxy resins (one conventional and one bio-based) and unsaturated polyester resins (UPE) (one conventional and one bio-based, developed in Instituto Superior Técnico) were determined. In a second phase, thermomechanical and mechanical tests were performed on CFRP composites (with epoxy resins) and GFRP composites (with UPE resins), produced by vacuum infusion. The results obtained show that both the bio-resins and bio-composites have similar properties to their conventional counterparts. The similarities observed between each group of bio-resins and bio-composites indicate the potential of using the bio-resins in FRP composites production in substitution of the conventional resins, as well as the viability of bio-composites as a possible short-term alternative to the traditional solutions based on conventional petroleum-based FRP composites.}

Discussão: julho 7, 2021, 9:0

Orientação

AUTOR

Frederico Barbosa Rodrigues (ist177041)

ORIENTADOR

Mário Alexandre De Jesus Garrido

CERIS - Civil Engineering Research and Innovation for Sustainability

Bolseiro Pós-doutoramentos

ORIENTADOR

João Pedro Ramôa Ribeiro Correia

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Catedrático