Desenvolvimento de nanocompósitos poliamida 11 / dióxido de titânio para aplicação na indústria petrolífera

• Main Author: Balarim, Caio Vinicius Morisco
• Other Authors: Ambrósio, José Donato
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Nanocompósitos; Poliamida 11; Dióxido de titânio; ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES; ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA EXTRATIVA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7710

Submitted by Regina Correa ([e-mail]) on 2016-10-03T19:22:26Z No. of bitstreams: 1 DissCVMB.pdf: 5615238 bytes, checksum: 6022b4a3940d51a66f063fdf8e3daa13 (MD5) === Approved for entry into archive by Ronildo Prado ([e-mail]) on 2016-10-07T13:47:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCVMB.pdf: 5615238 bytes, checksum: 6022b4a3940d51a66f063fdf8e3daa13 (MD5) === Approved for entry into archive by Ronildo Prado ([e-mail]) on 2016-10-07T13:47:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCVMB.pdf: 5615238 bytes, checksum: 6022b4a3940d51a66f063fdf8e3daa13 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-10-07T18:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCVMB.pdf: 5615238 bytes, checksum: 6022b4a3940d51a66f063fdf8e3daa13 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 === Não recebi financiamento === The depth at which explores offshore oil grew abruptly, forcing the advancement of technology in relation to the knowledge acquired so far. For the risers operating conditions, subject to internal relatively low pressures, but exposed to high traction levels, the failure of the tensile armor connection due to disruption of the outer plastic layer has been appointed as the main failure mode to be investigated. The breakdown of protective layers allows the passage of corrosive solutions (gas and sea water) into the duct, accelerating the degradation process by the combination of factors associated with fatigue and corrosion. As a result, the verification of useful life of these risers is becoming increasingly important, justifying the development of reliable methods of inspection and high technologies that increase the estimated life of the components. In this study, the effects of the surface chemical modification of titanium dioxide (TiO2) nanoparticles and their addition into polyamide 11 (PA11) on the mechanical, dynamic-mechanical, and tribological properties of PA11/TiO2 nanocomposites were investigated, aiming the use in the outer plastic layer of offshore risers. The nanoparticles were incorporated by means of two different processes: by extrusion and by internal mixer Haake. The results led to the conclusion that the incorporation of titanium dioxide nanoparticles (TiO2) in a polyamide 11 (PA11) matrix has promising application potential in increasing the life cycle of the outer layer, especially with regard to increased the wear resistance. However, this conclusion is valid only if an appropriate dispersive and distributive mixing is obtained, since the differences between modified and non-modified composites are more strongly influenced by the dispersion of load than by the chemical compatibility between the PA 11 matrix and the modifier. === A profundidade na qual se passou a explorar o petróleo no mar cresceu de forma abrupta, forçando o avanço da tecnologia em relação ao conhecimento adquirido até então. Para as condições de operação dos risers, tubos utilizados na prospecção de petróleo no fundo do mar, a falha da armadura de tração na conexão devido ao rompimento da camada plástica externa tem sido apontada como o principal modo de falha a ser investigado. A ruptura das camadas protetoras permite a passagem de soluções corrosivas (gases e água do mar) para o interior do duto, acelerando o processo de degradação através da combinação de fatores associados a fadiga e corrosão. A verificação da vida útil desses risers vem se tornando cada vez mais importante, justificando o desenvolvimento de metodologias confiáveis de inspeção e altas tecnologias que aumentem a estimativa de vida dos componentes. Neste trabalho foram avaliados os efeitos da modificação química superficial utilizando o 3-aminopropil- trimetoxi-silano (APTMS) e da quantidade de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) incorporada por meio de dois modos de processamentos distintos (extrusão e mistura em Haake) em uma matriz polimérica de poliamida 11 (PA11) objetivando a utilização do nanocompósito na camada plástica externa de tubos flexíveis utilizados em operações offshore. Os resultados levaram à conclusão de que a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio em matriz de poliamida 11 possui potencial de aplicação promissor no aumento da vida útil da camada externa, principalmente no que tange ao aumento da resistência ao desgaste e manutenção da flexibilidade. Essa conclusão é válida desde que uma mistura distributiva e dispersiva adequada seja obtida, isso porque as diferenças entre os compósitos modificados e não modificados são mais fortemente influenciadas pela dispersão da carga do que pela compatibilidade química entre o modificador e a matriz de PA11.