Estratégias para melhoramento das propriedades mecânicas de compósitos baseados em cortiça aglomerada

Abstract

The use of cork material has been quickly spreading over the last years due to more care taken to environmental issues. The scrap coming from the production of traditional wine stopper or from the production of other cork products is generally triturated and agglomerated. The so-called agglomerated cork material has been finding a wide range of applications, being a good thermal and acoustic insulator, vibration and impact absorber. Nevertheless, scientific literature has been addressing agglomerated cork in a very general way and defining density and grain size as the two main defining parameters. Many studies that used agglomerated cork, failed to specify the parameters that were used in its production. This dissertation aims to show that, apart from density and grain size, there are other parameters, such as binder type or its quantity, may also have a very significant effect on the mechanical properties of cork in agglomerated form. To this end, the whole production process is detailed and a campaign of static and dynamic tests is carried out. Another goal of this dissertation was to determine the influence of the incorporation of nanomaterials, namely graphene and graphene oxide, as reinforcement on the agglomerated cork. With that goal, a second experimental campaign was planned and carried out. Consisting of quasi-static compression tests and burn tests. With the results obtain it was possible to conclude, that by altering the production parameters of the agglomerated cork it is possible to change its properties, to meet the requirements of the intended application.

Devido a uma maior preocupação ambiental, produtos à base de cortiça têm ganho relevo nas mais diversas áreas. As sobras da produção de rolhas e outros produtos de cortiça são geralmente triturados e aglomerados. O produto resultante é denominado cortiça aglomerada, sendo este um material com grande variedade de aplicações. A cortiça aglomerada é um bom isolante térmico e acústico, tendo ainda boa capacidade de absorver vibrações e energia de impactos. Todavia, a literatura científica tem apresentado a cortiça aglomerada de modo muito genérico e pouco especifico, definindo a densidade e o tamanho do grão utilizado na produção do aglomerado, como os dois principais parâmetros que influenciam as propriedades da cortiça aglomerada. Muitos estudos efetuados, que recorreram a cortiça aglomerada, são vagos nas informações que fornecem sobre o aglomerado de cortiça utilizado, ou mesmo em alguns casos estas informações encontram-se omissas. É o objetivo desta dissertação, demonstrar que existem outros parâmetros que influenciam as propriedades mecânicas da cortiça aglomerada e quantificar a sua influência. Para o efeito, uma campanha experimental com base em testes de compressão quase-estáticos e testes dinâmicos foi planeada e executada. Ainda como objetivo desta dissertação, foi estudar a influência da incorporação de nano materiais, nomeadamente grafeno e óxido de grafeno, como reforço na cortiça aglomerada. Com esse objetivo, uma segunda campanha experimental foi planeada e executada. Com o estudo dos dados obtidos foi possível provar que alterando os parâmetros de produção da cortiça aglomerada, é possível adequar as suas propriedades à aplicação a que destina.