Preparo e caracterização de elementos de fricção à base de resina fenólica e pó de ardósia.
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Data
2019
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Resumo
Este trabalho propõe uma alternativa tecnológica para minimizar os problemas
ambientais decorrentes da disposição inadequada de rejeitos de ardósia, por meio da produção
de um material compósito à base de resina fenólica, para ser aplicado como um novo elemento
de fricção e estudar seu comportamento técnico, comparando-o ao desempenho de pastilhas de
freio automotivo encontradas no mercado. Dessa maneira, agregar valor ao mineral,
classificando-o como resíduo a ser aproveitado industrialmente e não mais como rejeito. Para
tanto, este trabalho investigou o efeito da quantidade de ardósia nas características de fricção
das pastilhas de freio confeccionadas. Em um primeiro momento foram realizadas análises de
caracterização dos rejeitos de ardósia e da resina fenólica, englobando estudos mineralógico,
químico e de comportamento térmico. Posteriormente, para o compósito, realizaram-se análises
de caracterização envolvendo micrografias e ensaios mecânicos de dureza, desgaste e de
coeficiente de atrito. A análise por DRX indicou os principais constituintes da ardósia: quartzo,
clorita, muscovita, albita e ortoclásio. Na curva TG da rocha, observou-se uma degradação mais
intensa entre 500 ºC e 700 ºC. Para a resina fenólica, a curva TG evidenciou o início do pico de
degradação térmica um pouco acima de 400 ºC, e a curva DSC apresentou um pico exotérmico
próximo de 150 ºC, correspondendo ao início de sua reação de reticulação. No espectro de
FTIR, observou-se os principais grupos funcionais da resina: grupo fenólico, anéis aromáticos
e a presença de hexamina. A microestrutura do compósito, vista por meio de microscópio
eletrônico de varredura, apresentou-se heterogênea e com boa adesão da fibra de vidro à matriz
polimérica, sem significativa alteração entre as formulações. As características de fricção e
desgaste foram determinadas por ensaio tribológico do tipo Pino-Disco com auxílio de uma
balança analítica. Os coeficientes de atrito dos compósitos se mostraram regulares e estáveis,
com média de 0,44 entre as amostras. A partir dos resultados obtidos, observou-se que a
formulação contendo 40% de ardósia e 35% de resina fenólica foi a que apresentou os
parâmetros de utilização mais satisfatórios e compatíveis com os atuais materiais de fricção
comerciais.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Rejeitos - metalurgia, Tribologia - freios, Tribômetro de pino sobre disco - TRB³
Citação
BINDA, Felipe Ferreira. Preparo e caracterização de elementos de fricção à base de resina fenólica e pó de ardósia. 2019. 45 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.