Desenvolvimento de compósitos de cortiça para a indústria automóvel

Abstract

A indústria automóvel encontra-se em desenvolvimento constante a todos os níveis, desde os materiais utilizados, às técnicas de fabrico, ao design e aos requisitos e exigências necessárias. No entanto, a preocupação crescente com o planeta tem redirecionado as estratégias da indústria, ajustando o seu desenvolvimento para a diminuição ou mesmo a anulação do impacto ambiental negativo gerado. Embora os compósitos utilizados no automóvel sejam maioritariamente com polímeros e fibras sintéticas, têm vindo a ser desenvolvidos novos materiais para a sua substituição, que recorrem a alternativas mais sustentáveis. Assim, o recurso a materiais naturais, como matriz polimérica ou como fibra é um meio para diminuir o impacto ambiental causado, sendo a cortiça um material com potencial de utilização. Face aos requisitos impostos às OEM pelos governos, as empresas encontram-se numa demanda pela sustentabilidade, o que fomenta a introdução de novos compósitos, como é o caso de compósitos poliméricos com incorporação de cortiça, nos quais a cortiça confere um aspeto estético de luxo e representa um material com pegada de carbono negativa. Portanto, o objetivo da dissertação prende-se ao desenvolvimento e caracterização de compósitos poliméricos com cortiça adequados para utilização na indústria automóvel. O trabalho desenvolvido engloba uma análise de mercado para aferir qual a matriz mais adequada, assim, sendo o Polipropileno um dos quatro polímeros mais utilizados na indústria automóvel, é por isso a matriz polimérica escolhida. De modo, a acomodar as necessidades ambientais, recorre-se à utilização de um Polipropileno reciclado e, para consolidar resultados é também estudado um Polipropileno com agentes de nucleação de forma a inferir sob a contração típica do polímero. Procede-se para o design de formulações por forma a permitir inferir a influência: das matrizes; da adição de cortiça com granulometria e em percentagens diferentes e da incorporação de aditivos. Os ensaios realizados permitem uma caracterização mecânica, física, reológica e morfológica. Os resultados obtidos permitem concluir que a adição de cortiça prejudica as propriedades de resistência à tração e ao impacto de todas as matrizes, a cortiça afeta a fluidez do polímero diminuindo a e a microscopia revela alguns defeitos no interior das amostras que estão associadas à presença de cortiça. Um resultado que favorece estes compósitos é o facto da adição de cortiça permitir reduzir o peso do compósito. Em suma, os resultados obtidos apesar de algumas propriedades serem prejudicadas permitem concluir que o trabalho efetuado apresenta potencial para se afirmar na indústria.

The automotive industry faces a continuous development at all levels. Since the materials that it is used, the fabrication technique, the design or the requisites and demands require that development. However, the evolving worry for the planet preservation has been redirecting the strategies used by the industry it is necessary to adjust the development to include the decreasing or to vanish at all the negative environment impact caused. Even though most composites are made from synthetic polymers and fibers, the development of composites more sustainable have been done. So, the use of natural materials, matrix or fiber, are a way to reduce the negative impact with cork being a material with great potential. According to the demands made by the governments, the OEM’s must become more sustainable. So, this drives the industry to welcoming new composites, like cork composites. The presence of cork gives an extravagant aesthetics and is a material with negative footprint. Therefore, the objective of this dissertation is the development and characterization of polymer and cork composites suited to be used in the automotive industry. The work done requires an analysis of the market to able the choice of the polymer matrix, which is the Polypropylene since it is one of the four main polymers used at this industry. In a way that is possible to accommodate the environment needs it is studied the use of a recycled polypropylene and, for the consolidation of some results it is also studied the use of a nucleated polypropylene to analyze the typical contraction that occur. The following phase requires the definition of the formulations to allow the study of the influence of the different matrixes used, the effect of adding cork at different percentages and sizes and the incorporation of additives. The data collected allows a mechanical, physical, rheological, and morphological characterization. The results obtained allows some conclusionslike the tensile strength, modulus and impact resistance decrease with the addition of cork for all matrixes. Cork difficult the ability of the composite to flow. Microscopy reveals the presence of some defects associated with the presence of cork. A positive result is that the cork allows the reduction of the composite weight. In conclusion, the results obtained allows to conclude that the work developed contain potential to enter the industry despite the fact some properties are negatively affected by the presence of cork.