abstract: The exceptional mechanical properties of polymers with heterogeneous structure, such as the high toughness of polyethylene and the excellent blast-protection capability of polyurea, are strongly related to their morphology and nanoscale structure. Different polymer microstructures, such as semicrystalline morphology and segregated nanophases, lead to coordinated molecular motions during deformation in order to preserve compatibility between the different material phases. To study molecular relaxation in polyethylene, a coarse-grained model of polyethylene was calibrated to match the local structural variable distributions sampled from supercooled atomistic melts. The coarse-grained model accurately reproduces structural properties, e.g., the local structure of both the amorphous and crystalline phases, and thermal properties, e.g., glass transition and melt temperatures, and dynamic properties: including the vastly different relaxation time scales of the amorphous and crystalline phases. A hybrid Monte Carlo routine was developed to generate realistic semicrystalline configurations of polyethylene. The generated systems accurately predict the activation energy of the alpha relaxation process within the crystalline phase. Furthermore, the models show that connectivity to long chain segments in the amorphous phase increases the energy barrier for chain slip within crystalline phase. This prediction can guide the development of tougher semicrystalline polymers by providing a fundamental understanding of how nanoscale morphology contributes to chain mobility. In a different study, the macroscopic shock response of polyurea, a phase segregated copolymer, was analyzed using density functional theory (DFT) molecular dynamics (MD) simulations and classical MD simulations. The two models predict the shock response consistently up to shock pressures of 15 GPa, beyond which the DFT-based simulations predict a softer response. From the DFT simulations, an analysis of bond scission was performed as a first step in developing a more fundamental understanding of how shock induced material transformations effect the shock response and pressure dependent strength of polyurea subjected to extreme shocks. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Mechanical Engineering 2017

A primeira parte desta Tese incluiu a funcionalização em solução de polietileno linear de média densidade (LMDPE) com alil glicidil éter (AGE), na presença de peróxido de benzoíla (BPO) como iniciador de reações radicalares. A caracterização foi feita por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o grau de funcionalização (GF) foi estimado por meio de duas curvas de calibração. Foi observado efeito do tipo de solvente sobre o GF. A segunda parte consistiu na funcionalização superficial por radiação ultravioleta (UV). Como monômeros foram usados AGE, anidrido maléico (MAH) e anidrido tetraidroftálico (THFAH). Como iniciadores, BPO e benzofenona (BP). A caracterização das superfícies foi realizada por medidas de ângulo de contato. THFAH apresentou a melhor performance. A terceira tratou da funcionalização por processamento reativo do LMDPE com AGE, na presença de BPO. A caracterização se deu por FTIR e o GF foi estimado conforme descrito acima. A funcionalização foi confirmada (indiretamente) por calorimetria diferencial exploratória, que evidenciou a diminuição do grau de cristalinidade com a funcionalização. Não foi possível confirmar a funcionalização por meio de análise elementar, termogravimetria e difração de raios X. A fragmentação das cadeias do LMDPE funcionalizado do ensaio 13 (e 13A) foi evidenciada por decréscimo no torque e nas propriedades mecânicas. Contudo, o índice de fluidez, surpreendentemente, diminuiu. Os valores relativamente superiores de resistência à tração e módulo de Young dos compósitos e blendas obtidos com LMDPE funcionalizado, contra os obtidos com LMDPE virgem, evidenciaram a interação favorável entre os grupos epóxidos inseridos nas cadeias do LMDPE e os grupos hidroxilas presentes no polissacarídeo. O aumento da adesão entre a matriz polimérica e as fibras de celulose foi confirmado por microscopia eletrônica de varredura e, qualitativamente, por quantidades relativamente maiores de resíduos remanescentes após extração em xileno sob refluxo. / The first part of this work included the functionalization in solution of linear medium density polyethylene (LMDPE) with allyl glycidyl ether (AGE), in the presence of benzoyl peroxide (BPO) as free radical reaction initiator. The characterization was made by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the degree of functionalization was estimated by means of two calibration curves. The type of solvent influenced the DF. The second part comprised the surface functionalization by ultraviolet (UV) radiation. AGE, maleic anhydride (MAH) and tetrahydrophthalic anhydride (THFAH) were used as monomers and BPO and benzophenone (BP) as initiators. Contact angle measurements were used to characterize the surfaces. THFAH showed the best performance. The third part dealt with the functionalization by reactive processing of LMDPE with AGE, in the presence of BPO. FTIR was used to characterize the samples and the degree of functionalization was estimated as described above. The functionalization was (indirectly) confirmed by differential scanning calorimetry. The degree of crystallinity decreased with the functionalization. The functionalization couldn?t be confirmed by elemental analysis, thermogravimetry and X-ray diffraction. The chain scissions of the chemical modified LMDPE of trial 13 (and 13A) were evidenced by reduction of torque and mechanical properties. However, the melt flow index diminished. The favorable interaction between epoxide groups inserted on LMDPE chains and hydroxyl groups present in polysaccharide caused the increase in tensile strength and Young?s modulus values for composites and blends in relation to those obtained with virgin LMDPE. The increase in adhesion between the polymeric matrix and cellulose fibers was also confirmed by scanning electron microscopy and, qualitatively, by relatively large amounts of remaining residues after extraction in refluxing xylene.

Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2017-10-02T19:48:59Z No. of bitstreams: 1 TeseMCAL.pdf: 16584321 bytes, checksum: ba4677495b9f610f2747a383f8ee91cf (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-29T16:58:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMCAL.pdf: 16584321 bytes, checksum: ba4677495b9f610f2747a383f8ee91cf (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-29T16:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMCAL.pdf: 16584321 bytes, checksum: ba4677495b9f610f2747a383f8ee91cf (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T17:02:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMCAL.pdf: 16584321 bytes, checksum: ba4677495b9f610f2747a383f8ee91cf (MD5) Previous issue date: 2016-11-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The convenience of single-use packaging of high density polyethylene (HDPE) led to the need to convert them into biodegradable materials in less time to minimize the environmental problems caused by disposal. An alternative is the use of prodegradants. However, mechanical properties of packaging materials must be preserved during use and pro-degrading action should increase only after disposal. To achieve this balance between performance and degradability, stabilizers can be added to HDPE/prodegradant. HDPE is a chemically stable polyolefin, hence abiotic degradation times, even in the presence of prodegradant, are long. Therefore, the need for kinetic studies has become critical. To this end, formulations with different manganese stearate levels (50, 200 and 400 ppm) in the presence or absence of stabilizers (primary and secondary) were subjected to thermo-oxidative degradation at three temperatures (60, 70 and 80 °C). For the development of the kinetic studies, tensile tests, infrared spectroscopy and size exclusion chromatography were performed at different thermo-oxidation times. The results showed that manganese stearate, regardless of concentration, in addition to accelerating thermal oxidation of HDPE caused a higher level of degradation, characterized by lower molar masses and higher levels of carbonyl index at the end of the degradation time. Addition of the primary stabilizer increased induction time without altering degradation rates, which enables it to be used in conjunction with the prodegradant to delay the onset of the degradative process. However, the secondary stabilizer caused no significant difference for the levels studied. The kinetic assessment (Arrhenius extrapolations) allowed us to conduct studies predicting degradation times relevant to the analysis of degradation. / A conveniência de embalagens de uso único de polietileno de alta densidade (PEAD), gerou o interesse em tentar convertê-los em materiais biodegradáveis em tempos menores, com o objetivo de minimizar os problemas ambientais que o seu descarte indevido provoca. Uma alternativa é a utilização de aditivos pró-degradantes. No entanto, as propriedades mecânicas das embalagens precisam ser preservadas durante o uso e a ação pró-degradante deve ser intensificada somente após seu descarte. Para se atingir este equilíbrio entre desempenho e degradabilidade, estabilizantes podem ser adicionados ao PEAD/pró-degradante. Por se tratar de uma poliolefina estável quimicamente, os tempos de degradação abiótica, mesmo na presença de pró-degradante, são longos, por isso, a necessidade de se realizar estudos cinéticos se torna fundamental. Para isso, as formulações com diferentes teores nominais de estearato de manganês (50, 200 e 400 ppm) na presença ou ausência de estabilizantes (primários ou secundários) foram submetidas à degradação termo-oxidativa em três temperaturas (60, 70 e 80 °C). Para o desenvolvimento dos estudos cinéticos, ensaios de tração, espectroscopia de infravermelho e cromatografia por exclusão de tamanho foram realizados em diferentes tempos de termo-oxidação. Os resultados mostraram que o estearato de manganês, independente da concentração avaliada, além de acelerar a termo-oxidação do PEAD, promoveu um nível de degradação maior, caracterizado por menores massas molares e maiores índices de carbonila, ao final do tempo de degradação. A adição do estabilizante primário aumentou o tempo de indução sem alterar as taxas de degradação, o que possibilita sua utilização em conjunto com o pró-degradante, para retardar o inicio do processo de degradativo. No entanto, o estabilizante secundário não causou diferenças significativas, para as concentrações estudadas. A avaliação cinética (extrapolações de Arrhenius), permitiu realizar estudos de previsões de tempos de degradação relevantes para a análise da degradação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-07Bitstream added on 2014-06-13T19:31:24Z : No. of bitstreams: 1 dalpai_e_me_botfca.pdf: 1888804 bytes, checksum: 298eb4f0d7cffe8b2da60c97a12927db (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O trabalho descreve o estudo das radiações global(G), ultravioleta (UV), fotossinteticamente ativa (PAR), infravermelha (IV) e da insolação, em uma estufa de polietileno, medidas no período de março de 2008 a fevereiro de 2009 em Botucatu, São Paulo, Brasil. Foram analisados no presente estudo: 1- a evolução anual das radiações e frações solares UV/G, PAR/G e IV/G média mensal; 2- as equações de estimativa para as radiações UV, PAR e IV dentro da estufa em função das radiações global interna e global externa ; 3- evolução anual da insolação média mensal e a equação de estimativa Ångström para as radiações G, UV, PAR e IV dentro da estufa, em função da razão de insolação interna e externa. A evolução anual das radiações G, UV, PAR e IV médias mensais diárias dentro e fora da estufa, mostrou que alem do dia e local, dependem do clima, cobertura do céu, presença de vapor entre outros. As radiações foram maiores no verão-primavera e menores no outono-inverno. Os valores médios total dentro e fora da estufa foram: GIN = 13,1MJ/m2, UVIN= 0,34MJ/m2, PARIN = 6,70 MJ/m2 e IVIN = 6,15MJ/m2, GEX= 17,14MJ/m2, UVEX= 0,72MJ/m2, PAREX = 8.38 MJ/m2 e IVEX= 8.04MJ/m2. Os valores médios total, das frações em percentagem, dentro e fora da estufa foram: UVIN / GIN =2,6% ; PARIN/GIN = 50.6%, IVIN/GIN= 47,1%, UVEX / GEX = 4,18%, PAREX/GEX= 48,9% e IVEX/GEX= 46,9% respectivamente. As equações de estimativa, anual e sazonal, obtidas para as irradiações Huv, Hpar e Hiv em função da radiação HIN e HEX são lineares, tipo Y = aX, onde coeficiente angular quantifica percentualmente a fração espectral: anual HUVIN /HGIN = 2,6%; HPARIN/HGIN = 50,8% e HIVIN/HGIN = 46,7%, enquanto que a sazonal: Primavera HUVIN /HGIN = 2,5%; HPARIN/HGIN = 51,7% e HIVIN/HGIN = 45,7%; Verão: HUVIN /HGIN = 2,7%; HPARIN/HGIN = 51,8% e HIVIN/HGIN = 45,4%,... / This study describes the study of the global radiation(G), ultraviolet (UV), photosynthetically active radiation (PAR), infrared radiation (IV) and insolation, inside a greenhouse of polyethylene, measures in the period of March 2008 to February of 2009 in Botucatu, São Paulo, Brazil. They had been analyzed in the present study: 1 – annual, monthly and average evolution of the radiations UV/G, PAR/G and IV/G; 2 - equations of estimate for radiations UV, PAR and IV inside of the greenhouse in function of the radiations global internal and global external; 3 - annual evolution of the monthly average insolation and Ångström equation of estimate for radiations G, UV, PAR and IV inside of the greenhouse, in function of the reason of internal and external insolation. The annual evolution of radiations G, UV, PAR and IV daily monthly averages inside and outside of the greenhouse, showed that beyond the day and place, they depend on the climate, the radiations had been bigger in the summer-spring and minors in the autumn-winter. The average values total inside and outside of the greenhouse had been: GIN = 13,1MJ/m2, UVIN= 0,34MJ/m2, PARIN =6,70 MJ/m2 and IVIN = 6,15MJ/m2, GEX= 17,14MJ/m2, UVEX= 0,72MJ/m2, PAREX = 8,38 MJ/m2 and IVEX= 8.04MJ/m2. The average values total, of the fractions in percentage, inside and outside of the greenhouse had been: UVIN/GIN =2,6%; PARIN/GIN = 50,6%, IVIN/GIN= 47,1%, UVEX/GEX = 4,18%, PAREX/GEX= 48,9% and IVEX/GEX= 46,9% respectively. The equations of estimate, annual and sazonal, gotten for the irradiations Huv, Hpar and Hiv in function of radiation HIN and HEX are linear, type Y = aX, where angular coefficient it quantifies the spectral fraction percentile: annual HUVIN /HGIN = 2,6%; HPARIN/HGIN = 50,8% and HIVIN/HGIN = 46,7%, whereas the sazonal: Spring HUVIN /HGIN = 2,5%; HPARIN/HGIN = 51,7% and HIVIN/HGIN = 45,7%; Summer: HUVIN /HGIN = 2,7%; ...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3689736 bytes, checksum: 727f212a3d43cfe51e158ce0f1485daf (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In last years there has been a huge concern about environment. This present study aims to study the viability of using mollusk shell powder, as particulate reinforcement in polymer composites of High Density Polyethylene (HDPE), in order to this research contributes potentially to mitigate the environmental impact caused by increase of shell waste associated with mollusk commercial activities on the coast of Paraiba State. To this end, a study on influence of mollusk shell additions (for concentrations of 2, 5 and 8% in weight and for granulometries with both 200 and 325 meshes) in changing the mechanical, morphological, and thermal properties of pure HDPE is done. In addition, a titanate coupling agent was used to treat surfaces of mollusk shell powder of the composite having 5% in weight of shell. All composites were processed in a single-screw extruder with a mixing component (Madock) and specimens are molded by injection. It was performed a chemical characterization of the shell powder by X-ray fluorescence in order to identify its constituents and it was found 97.95% calcium oxide, which is the main constituent of calcium carbonate. In addition, it was performed a MFI analysis and thermal, morphological, and mechanical characterization for all composites as well as for pure HDPE. The MFI analysis of the composites showed only slight changed, therefore the mollusk shell did not influence definitely on rheological behavior of the pure HDPE.The cristalinity degree of the pure UHWPE increased when mollusk shell powder was increased. The composition of 5% in weight with granulometry of 325 mesh produced the highest increase of cristalinity degree of non-treated powders, almost 29%, whereas 38% cristalinity degree was obtained when a 200-mesh composition of 5% in weight was treated with the titanate coupling agent. This behavior suggest a probable effect of particles as nucleating agent. Fracture surfaces show there is both low bonding among the phases and particle agglomerates, mainly in 8% composite for both granulometries. The addition of shell powder changed tensile mechanical properties of pure HDPE, where in major cases its stiffness was increased excepted for 5% compositions. Both the impact strength and bending mechanical properties of the pure HDPE were increased when the thinner shell powders were additioned. Hence shell powder is a potential particle reinforcement for use in HDPE composites. / Nos últimos anos existe uma preocupação muito grande com meio ambiente. O presente estudo tem como objetivo estudar a viabilidade do uso de pó de conchas de moluscos, como carga particulada em compósitos poliméricos de polietileno de alta densidade, (PEAD) a fim de que essa pesquisa contribua potencialmente para amenizar o impacto ambiental causado pelo aumento da produção dessas conchas, associadas com as atividades comerciais de moluscos, ao longo de toda a costa do estado da Paraíba. Com este objetivo foi realizado um estudo sobre a influência da concha, nas concentrações de 2, 5, 8% em massa, nas granulometrias de 200 e 325 mesh, sobre as propriedades mecânicas, morfológica e térmica do PEAD puro. Neste estudo, um agente de acoplamento titanato também foi utilizado para tratar as superfícies das partículas do pó da concha do compósito contendo uma concentração de 5 % de concha. Os compósitos foram processados em uma extrusora mono rosca com um componente de mistura(Madock) e os corpos de prova foram moldados por injeção. Foi realizado uma caracterização química no pó da concha por fluorescência de Raio X para verificar seus constituintes, e encontrando 97,95% de oxido de cálcio constituinte principal do carbonato de cálcio. Também foi realizada análise de MFI, caracterização térmica, morfológica e mecânica para todos os compósitos e para o PEAD puro. O MFI dos compósitos teve pequena alteração, logo a carga não influenciou o comportamento reológico do PEAD. O grau de cristalinidade do PEAD puro aumentou à medida que o teor de pó de concha foi aumentado, sendo que a composição de 5% em massa, na granulometria de 325 mesh foi a que apresentou maior aumento, quase 29% com relação ao puro, já o compósito com 5% em massa de pó de concha(200 mesh) tratado com agente de acoplamento titanato teve um aumento de quase 38%. Esse comportamento indica um provável efeito nucleante dessas partículas. A superfície de Fratura mostrou que existe pouca adesão entre as fases presentes e que existem aglomerados das partículas, principalmente com a composição de 8% nas duas granulometrias. A adição da concha alterou as propriedades mecânicas sob tração do PEAD puro, de um modo geral, sua rigidez foi aumentada, exceto os compósitos contendo 5% em massa, que diminuíram o módulo de elasticidade do PEAD puro. A resistência ao impacto e as propriedades mecânicas sob flexão do PEAD puro foram aumentadas com a adição do pó de concha, com a granulometria mais fina. O pó da concha é um reforço particulado potencial para o uso em compósitos de PEAD.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 15897135 bytes, checksum: 47ccae1f15e072aad07f5eb733587b9f (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research have the aim of prepare mixture of high density polyethylene (HDPE) and chitosan (CS) with and without compatibilizers agents. To this, have developed in laboratory, powders by two different methods, precipitation and evaporation. It was used like compatibilizers agents on mixture HDPE/CS. They are chemically modified chitosan with the ammonium alkil organic salt codified as (CS+MA)evap, (CS+MA)prec and the chemically modified clay AN with the respectives samples codified as AN(CS+MA)evap e AN(CS+MA)prec. Next, the HDPE/CS mixture with different proportion 90/10, 80/20, 70/30 and 60/40 in weight fractions with and without compatibilizers, respectively was prepared by internal mixer torque rheometry Haake, operating at 170°C, 60 rpm for 10 min. Every samples was analysed morphologically, thermically and mechanically. Was observed in the differents compositions of MIXTURE that when we decrease the chitosan proportion of the mixture HDPE/CS we have a discrete increase on the crystallinity percentage and an increase on the thermal stability. The FTIR results pointing to absence on interation between both components of mistute HDPE/CS, indicating immiscibility of mixture the obtained analyses by MEV of the fracture surface of mixture 80/20 HDPE/CS for different compositions showing a weak interfacial adhesion. However, the addiction of compatibilizer agent, specially the chemically modified clay AN(CS+MA)prec resulted in greater tendency in the interaction between the components HDPE/CS as consequence of better dispersion of chitosan on HDPE. / A pesquisa teve como objetivo preparar misturas de polietileno de alta densidade (PEAD) e quitosana (CS) sem e com agentes compatibilizantes. Para tanto, foram desenvolvidos em nosso laboratório, pós por dois diferentes métodos, precipitação e evaporação, visando usá-los como agentes compatibilizantes nas misturas PEAD/CS, sendo eles: quitosana modificada quimicamente com o sal orgânico alquil amônio (MA) codificadas como (CS+MA)evap e (CS+MA)prec e a argila AN modificada quimicamente com as respectivas amostras, codificadas como AN(CS+MA)prec e AN(CS+MA)evap. Em seguida, as misturas de PEAD/CS com diferentes proporções 90/10, 80/20, 70/30 e 60/40 em frações mássicas, respectivamente, sem e com agentes compatibilizantes foram preparadas num misturador interno do reômetro de torque Haake, operando a 170°C, 60rpm por 10min. Todas as amostras foram analisadas morfologicamente e caracterizadas termicamente e mecanicamente. Observa-se nas diferentes composições das misturas que à medida que se diminui o teor de quitosana nas misturas PEAD/CS tem-se discreto aumento no grau de cristalinidade assim como aumento na estabilidade térmica das mesmas. Os resultados de FTIR apontam ausência de interação entre ambos os componentes da mistura PEAD/CS, indicando imiscibilidade das mesmas. As análises obtidas por microscopia eletrônica de varredura das superfícies de fratura das misturas 80/20 PEAD/CS para diferentes composições mostraram fraca adesão interfacial. Entretanto, a adição de agentes compatibilizantes, especialmente, a argila modificada quimicamente AN(CS+MA)prec resultou numa maior tendência a interação entre os componentes PEAD/CS como consequência de uma melhor dispersão da quitosana no PEAD.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Louise Silva.pdf: 1597202 bytes, checksum: 27a789d81ae826195144501485013ca5 (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Among polymer modifications options, is polymer blends, aim of this work was to study influence of the dispersion of rigid polymer in a thougness matrix. The blend in question used as matrix the high density polyethylene (HDPE) and as disperse phase the epoxy (DGEBA). The blend HPDE/Epoxy is immiscible, immiscible blends can be compatibilized, the compatibility has the purpose of generate a phase morphology stabilized and adequate. We chose to work as a compatibilizing copolymer polyethylene -block- poly (ethylene glycol) (PE -co- PEG), due PE- co -PEG having functional groups which can react with the epoxy. The blends were characterized by , torque rheometry , infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) , nanoindentation , microhardness, scanning field effect (FEG) and transmission electron microscopy (TEM). Unable to verify by analysis of FTIR significant shift in the intensity of 913 cm-1, absorption band feature of the epoxy group, suggesting the reaction did not occur between the PEG hydroxyl of compatibilizer and the group epoxy. It was also not observed changes in torque rheometry curves, suggesting that not occurred reaction between the components blends. The results of DSC show that addition of the epoxy resulted in increasing in the crystallinity (68±1%) the best result was obtained for the blend with 10% of epoxy and 1% of compatibilizer. The technique X-ray diffraction showed that structure crystalline of HDPE was not altered whit incorporation of epoxy and PE-co-PEG, the increasing in the crystallinity degree may be associated whit crystallization kinetic of HDPE. the modulus of Young results present an analogous behavior, the addition of epoxy resulted an increasing in rigid of HDPE, the blend that showed higher crystallinity degree also present higher Young´s modulus (1,85±0,05 GPa). The same behavior was observed in the microhardness and nanohardness analysis. The analyze of fracture surface by field effect scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) revealed that the size of the epoxy phase is the micrometer range. The addition of compatibilizer caused better dispersion, decreases the size of the epoxy domains and improved the distribution of the dispersed phase. The results suggest that the increased crystallinity and resistance to plastic and elastic deformation is dependent on the domain size of the dispersed phase. / Entre as opções de modificações de polímeros, encontra-se a mais comum que é a obtenção de blendas poliméricas, um dos principais objetivos desse trabalho foi estudar a influência da dispersão de um polímero rígido em uma matriz tenaz. A blenda em questão utilizou como matriz o polietileno de alta densidade (PEAD) e como fase dispersa o epóxi (DGBA). A blenda PEAD/Epóxi é imiscível, blendas imiscíveis podem ser compatibilizada, a compatibilização possui a finalidade de gerar uma morfologia de fase adequada e estabilizada. Optou-se em trabalhar como compatibilizante o copolímero polietileno-bloco-poli(etilenoglicol) (PE-co-PEG), devido o PE-co-PEG ter grupos funcionais que podem reagir com o epóxi. As amostras produzidas foram caracterizadas por reometria de torque, espectroscopia no infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, microdureza e microscopia eletrônica de varredura efeito campo (FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Não foi possível verificar na análise de FTIR deslocamento significativo na intensidade de 913 cm-1, banda de absorção característica do grupo epoxídico, sugerindo que não ocorreu à reação entre a hidroxila do PEG do compatibilizante e o grupo epoxídico. Também não foi observadas alterações nas curvas de reometria de torque, tal fato sugere que não ocorreu nem uma reação entre os componentes da blenda. Os resultados de DSC mostram que a adição do epóxi resultou em um aumento na cristalinidade do PEAD, o melhor resultado apresentado de cristalinidade (68±1%) foi obtido para a blenda com 10% de epóxi e 1% de agente compatibilizante. A técnica de difração de raios-X mostrou que a estrutura cristalina do PEAD não foi alterada com a incorporação de epóxi e PE-co-PEG, sendo que o aumento do grau de cristalinidade pode estar relacionado com a cinética de cristalização do PEAD. Esses resultados do grau de cristalinidade são análogos ao modulo de Young, onde a adição de epóxi resultou um aumento na rigidez do PEAD, a blenda que apresentou maior grau de cristalinidade também apresentou maior rigidez (1,85±0,05 GPa). O mesmo comportamento foi analisado nos resultados de nanodureza e microdureza. A análise da superfície de fratura por microscopia eletrônica de varredura efeito campo (FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) revelou que o tamanho da fase epoxídica encontra-se em escala micrométrica. O compatibilizante ocasionou uma melhor adesão de fases entre o PEAD/Epóxi, reduziu o tamanho dos domínios de epóxi e permitiu uma distribuição de fase epoxídica mais dispersa. Os resultados sugerem que o aumento da cristalinidade e da resistência à deformação plástica e elástica é dependente do tamanho do domínio de fase dispersa.

Orientador: José Roberto Sá Lima / Banca: Renato Paulo Chopard / Banca: Eduvaldo Silvino de Brito Marques / Resumo: O propósito deste trabalho foi estudar a reação do tecido ósseo após a implantação de polietileno poroso em defeitos cirúrgicos confeccionados no osso parietal de ratas diabéticas tratadas com calcitonina, mediante análise microscópica. Avaliou-se também a eficiência da aplicação da estreptozotocina na indução do diabete melito em ratos, em dose única de 45mg/Kg, através da utilização de um glicosímetro digital e do exame clínico. Foram utilizadas 27 ratas adultas, divididas em grupo não diabético-controle (C), grupo diabético (D) e grupo diabético tratado com calcitonina (DCa). Os animais do grupo DCa receberam aplicações subcutâneas do hormônio em doses de 16UI/Kg, em dias alternados, desde o pós-operatório imediato até o sacrifício e foram sacrificados após 15, trinta e sessenta dias. Diante dos resultados observados, pode-se concluir que o polietileno poroso foi tolerado pelos tecidos hospedeiros nos animais do grupo C e grupo DCa, provocando reações inflamatórias mais intensas nesse segundo grupo, em todos os períodos de observação. O polietileno poroso não foi tolerado pelos tecidos hospedeiros dos animais do grupo D. Os poros do implante foram preenchidos por um tecido conjuntivo bem vascularizado, conferindo estabilidade ao material no leito receptor, não ocorrendo osteointegração. A calcitonina utilizada nos animais do grupo DCa foi eficaz no tratamento pós-operatório dos animais diabéticos que receberam o polietileno poroso, inibindo o processo de reabsorção e/ou estimulando a neoformação óssea. A estreptozotocina, administrada em dose única de 45 mg/Kg, foi um método eficaz na indução do diabete melito nas ratas, permitindo boas condições de sobrevida. / Abstract: The purpose of this work was to study the reaction of the bone tissue after the porous polyethylene implantation in confectioned surgical defects in the parietal bone of diabetic rats treated with calcitonin, by means of microscopical analysis. The efficiency of a single dose of streptozotocin, 45mg/Kg, in the induction of diabetes mellitus in rats was also evaluated through the use of a digital glicosimeter and the clinical examination. Twenty-seven adult female rats had been used, divided in not diabetic-control (C), diabetic (D) and diabetic treated with calcitonin (DCa) groups. The animals of group DCa had received subcutaneous applications from the hormone in doses of 16U/Kg, in alternated days, since immediate postoperative until the sacrifice, and all the animals had been sacrificed after 15, 30 and 60 days. Ahead of the results, it can be concluded that the porous polyethylene was tolerated by the host tissue in groups C and DCa, disclosing more intense inflammatory response in group Dca. The pores of the implants had been filled with well vascularizated connective tissue, conferring stability to the material in the receiving site, not occurring osteointegration. Calcitonin used in the animals of group DCa was efficient in the postoperative treatment of the diabetic animals that had received the porous polyethylene implants, inhibiting the bone resorption and/or stimulating the bone formation. Streptozotocin, managed in a single dose of 45 mg/Kg, was an efficient method in the induction of the diabetes mellitus in the rats, allowing good conditions of survival. / Mestre