[pt] DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO TRIDIMENSIONAL DE ESPUMAS DE POLIURETANO A BASE DE POLIOLS DE ORIGEM VEGETAL

[en] DEVELOPMENT OF A METHODOLOGY FOR THREE DIMENSIONAL CHARACTERIZATION OFR POLYURETHANE FOAMS BASED ON POLYOLS OF VEGETAL ORIGIN

[pt] LORENLEYN DE LA HOZ ALFORD

[pt] ANALISE DIGITAL DE IMAGENS

[pt] DIGITAL VOLUME CORRELATION

[pt] MICRO CT

[pt] RESIDUO DE BANANEIRA

[pt] POLIOIS NATURAIS

[en] DIGITAL IMAGE ANALYSIS

[en] DIGITAL VOLUME CORRELATION

[en] MICRO CT

[en] BANANA RESIDUE

[en] NATURAL POLYOLES

[pt] Nesta tese foi desenvolvida uma metodologia para caracterização tridimensional de espumas de poliuretano (PU) produzidas a partir de polióis de origem vegetal. Espumas obtidas a partir do caule e da folha da bananeira foram analisadas. Foi utilizada a microtomografia computarizada de raios x (μCT) associada a ensaios mecânicos in-situ e processamento e análise digital de imagens (PADI). Utilizou-se uma câmara de ensaios in-situ comercial e também foi desenvolvida uma câmara específica para esta tese. As imagens tridimensionais obtidas foram avaliadas por técnicas tradicionais de ADI e pela técnica de Correlação Volumétrica de Imagens (DVC). A sequência padrão envolveu a redução de ruídos e o método de watersheds para segmentar as células individuais que formam a estrutura das espumas. Assim, foi possível quantificar diferentes parâmetros de tamanho (volume, diâmetro médio) e forma (razão de aspectos, esfericidade) de cada célula em 3D e comparar estatisticamente as amostras. A técnica de DVC permitiu correlacionar sub volumes das espumas em diferentes estágios do processo de compressão, revelando alguns aspectos do mecanismo microscópico de concentração de tensões. Um ensaio de compressão tradicional permitiu escolher as duas amostras com maiores limites de resistência (CB8 e FB6). Estas amostras foram submetidas ao ensaio de compressão in-situ e analisadas para diferentes valores de deformação. A amostra FB6 apresentou cerca de 5 vezes mais células do que a amostra CB8, com diâmetro médio cerca de 2X menor. Considerando os primeiros estágios de deformação (0, 0,5 e 1 mm), que foram idênticos para as duas amostras, o número de células aumentou 5,9 porcento para CB8 e 1,7 porcento para FB6, enquanto o volume médio diminuiu 2,6 porcento e 1,9 porcento, respectivamente. As medidas de forma apontaram para células não equiaxiais (razão de aspectos e esfericidade próximos a 0,4), sem mudanças expressivas ao longo dos ensaios.

[en] In this thesis, a methodology was developed for the three-dimensional characterization of polyurethane (PU) foams produced from polyols of vegetable origin. Foams obtained from the banana stem and leaf were analyzed. X ray microtomography (μCT) associated with in-situ mechanical tests and digital image processing and analysis (PADI) was used. A commercial in situ test chamber was used and a specific chamber was also developed for this thesis. The three-dimensional images obtained were evaluated by traditional ADI techniques and by the Volumetric Image Correlation (CVD) technique. The standard sequence involved noise reduction and the watersheds method to segment the individual cells that make up the foam structure. Thus, it was possible to quantify different parameters of size (volume, average diameter) and shape (aspect ratio, sphericity) of each cell in 3D and to statistically compare the samples. The CVD technique made it possible to correlate subvolumes of the foams at different stages of the compression process, revealing some aspects of the microscopic stress concentration mechanism. A traditional compression test made it possible to choose the two samples with the highest strength limits (CB8 and FB6). These samples were submitted to the compression test in situ and analyzed for different strain values. The FB6 sample had about 5 times more cells than the CB8 sample, with an average diameter about 2X smaller. Considering the first deformation stages (0, 0,5 and 1 mm), which were identical for both samples, the number of cells increased 5,9 percent for CB8 and 1,7 percent for FB6, while the average volume decreased 2,6 percent and 1,9 percent, respectively. The shape measurements pointed to non-equiaxial cells (aspect ratio and sphericity close to 0,4), with no significant changes during the tests.

SIDNEI PACIORNIK

JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

SIDNEI PACIORNIK

MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO

JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA

LAURA HECKER DE CARVALHO

KAREN SOARES AUGUSTO

BRENNO SANTOS LEITE

2021-09-30

2020-12-21

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55109@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=55109@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.55109