Tese Veronica Scarpini Candido

MINISTÉRIO DA DEFESA 
EXÉRCITO BRASILEIRO 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA 
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA 
CURSO DE DOUTORADO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
VERÔNICA SCARPINI CANDIDO 
 
 
 
 
 
 
CARACTERIZAÇÃO E PROPRIEDADES DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS 
REFORÇADOS COM FIBRAS DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR. 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2014
 
 
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA 
 
 
VERÔNICA SCARPINI CANDIO 
 
 
 
CARACTERIZAÇÃO E PROPRIEDADES DE COMPÓSITOS 
POLIMÉRICOS REFORÇADOS COM FIBRAS DE BAGAÇO DE 
CANA-DE-AÇÚCAR. 
 
 
 
 
Tese de Doutorado apresentada ao Curso 
de Doutorado em Ciência dos Materiais do 
Instituto Militar de Engenharia, como 
requisito parcial para a obtenção do título de 
Doutora em Ciência dos Materiais. 
Orientador: Prof. Sérgio Neves Monteiro – 
Ph.D. 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
2014
 
 
 
c 2014 
 
 
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA 
Praça General Tibúrcio, 80 – Praia Vermelha 
Rio de Janeiro – RJ CEP: 22290-270 
 
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629.892 
 
Candido, Verônica Scarpini 
S455h 
 Caracterização e propriedades de compósitos 
poliméricos reforçados com fibras de bagaço de 
cana-de-açúcar; orientado por Sergio Neves Monteiro 
– Rio de Janeiro: Instituto Militar de Engenharia, 
2014. 
 
 188p. : il. 
 
 Tese (doutorado) – Instituto Militar de Engenharia, 
Rio de Janeiro, 2014. 
 
 
 1. Ciência dos Materiais – teses e dissertações 2. 
Materiais Compósitos. 3. Caracterização dos 
materiais I. Monteiro, Sergio Neves. II. Título. III. 
Instituto Militar de Engenharia. 
 
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Rio de Janeiro 
2014 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este trabalho é dedicado a mim 
que não desisti em nenhum 
momento do meu objetivo e 
superei todas as dificuldades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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AGRADECIMENTOS 
 
 A Deus por ter me dado a vida e a chance de fazer de cada dia um novo 
recomeço. 
 Aos meus pais, minha irmã e minha segunda mãe pelo incentivo. 
 À Felipe Fajardo por ser meu porto seguro 
 Ao meu orientador Sérgio Neves Monteiro por ter acreditado em mim e nunca ter 
deixado de me ensinar um pouco a cada dia. Levarei seus ensinamentos por toda 
minha vida. Obrigada! 
 Aos professores do IME pela dedicação e ensinamentos que contribuíram para 
minha formação. 
 Ao Professor T.C. Sousa Lima, Professor Frederico Margem e à Professora 
Bluma Guenther que foram essenciais para o esclarecimento de dúvidas que 
surgiram durante a confecção dessa tese. 
 Aos técnicos do IME e do LAMAV - UENF que permitiram que meus 
experimentos fossem realizados. 
 Ao LNDC (COPPE – UFRJ), IMA (UFRJ), CBPF e ao LAMAV (UENF) pelos 
ensaios realizados durante minha tese. 
 Aos amigos que fiz no IME e que serão para a vida toda: Suzana Arleno, Jheison 
Lopes, Cirene Prata, Rayanne Dézio, Jandir e Elson Renato. O apoio, amizade e 
força foram essenciais para que pudesse chegar ate aqui. Vocês tornaram essa 
caminhada algo mais leve e divertido. 
 Aos alunos de Iniciação científica que foram essenciais para esse trabalho. 
 A todos os meus amigos e amigas que de uma maneira ou de outra sempre me 
apoiaram e trouxeram palavras de conforto e incentivo. Ao lado de vocês consegui 
forças para chegar ao final. 
 Ao Michel Picanço e Felipe Perissé pela amizade, parceria e troca de 
conhecimentos ao longo de todos esses anos de amizade. 
 
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“A persistência é o caminho do êxito”. 
 CHARLES CHAPLIN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES.........................................................................................11 
LISTA DE TABELAS..................................................................................................20 
 
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................25 
 
 
2 OBJETIVOS..................................................................................................27 
2.1 Objetivo Geral................................................................................................27 
2.2 Objetivos Específicos....................................................................................27 
 
3 JUSTIFICATIVAS..........................................................................................28 
 
4 ORIGINALIDADE..........................................................................................29 
 
5 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.........................................................................30 
5.1 Fibras Lignocelulósicas.................................................................................30 
5.1.1 Fibras de Bagaço de Cana-de-açúcar...........................................................38 
5.2 Polímeros.......................................................................................................41 
5.2.1 Resinas Poliméricas......................................................................................42 
5.2.2 Resina Epóxi..................................................................................................42 
5.2.3 Resina Poliéster.............................................................................................45 
5.3 Materiais Compósitos Reforçados com Fibras..............................................46 
5.3.1 Compósitos Poliméricos Reforçados com Fibras de Bagaço de Cana-de-
açúcar. ..........................................................................................................49 
5.4 Blindagem Balística......................................................................................53 
 
6 MATERIAIS E MÉTODOS...........................................................................55 
6.1 Materiais Utilizados......................................................................................55 
 
8 
 
6.2 Caracterização das Fibras de Bagaço de Cana-de-açúcar..........................55 
6.2.1 Beneficiamento da Matéria-Prima................................................................55 
6.2.2 Determinação da Massa Específica das Fibras...........................................56 
6.3 Análises Térmicas das Fibras e dos Compósitos.........................................57 
6.4 Análise Termo-Acústica da Fibra de Bagaço de Cana-de-açúcar................58 
6.5 Espectroscopia Vibracional no Infravermelho (FTIR)...................................60 
6.6 Preparação dos Compósitos Utilizados nos Ensaio Mecânicos...................61 
6.7 Ensaios Mecânicos.......................................................................................64 
6.7.1 Ensaio de tração nas fibras de bagaço de cana-de-açúcar.........................64 
6.7.2 Ensaios de Flexão,