A reciclagem de resíduos sólidos tem se tornado cada vez mais relevante devido a alguns fatores como os impactos ambientais ocasionados com o seu descarte inadequado, ao rigor crescente de legislação específica e ao custo elevado para o gerenciamento apropriado destes resíduos. Na área de materiais poliméricos, os resíduos poliméricos podem ser de origem pósconsumo ou pós-industrial. Alguns rejeitos industriais poliméricos possuem características estruturais ou químicas que impossibilitam o seu reaproveitamento direto no processo que o gerou, como é o caso filmes multicamadas de polietileno de baixa densidade (PEBD) com poliamida 6 (PA6), usados para a produção de embalagens. O presente trabalho teve como objetivo central o reaproveitamento de rejeitos de filmes multicamadas de PEBD com PA6 na forma de blendas recicladas destes polímeros, fazendo uso de agente compatibilizante e variação na composição das blendas com a incorporação de PA6 virgem, a fim de produzir materiais com propriedades adequadas e custo compatível para a aplicação comercial. O desenvolvimento experimental foi dividido em três etapas que consistiram na avaliação do teor mais adequado de agente compatibilizante de fases da blenda (etapa 1), na determinação do comportamento das propriedades das blendas não compatibilizadas em diferentes composições de rejeito do filme multicamada e PA6 virgem (etapa 2) e na associação do uso de compatibilizante com variação das composições das blendas (etapa 3). A partir da execução experimental das atividades das etapas 1 e 2 do trabalho foi possível determinar que o teor de 2,5% do agente compatibilizante polietileno grafitizado com anidrido maleico (PEg- AM) é o mais adequado para compatibilizar as blendas poliméricas e que a maioria das suas propriedades das blendas apresentam um comportamento próximo ao aditivo linear, que leva em consideração somente as propriedades iniciais dos componentes poliméricos PEBD e PA6 isolados. Os diversos materiais gerados no desenvolvimento desta pesquisa apresentam desempenho de propriedades e custo de produção variáveis em função do teor de PA6 nas blendas, que podem viabilizar o uso deste material reciclado em aplicações comerciais específicas. / Recycling of solid waste has been an important issue due to some factors such as environmental damage caused by inappropriate discards, increasing rigor of specific legislation and high cost to the appropriate management of these waste. Polymeric waste can be originated from post-consume or post-industrial sources. Some polymeric waste have chemical or structural characteristics that difficult their direct reuse in the same productive process such as multilayer film of low density polyethylene (LDPE) and polyamide 6 (PA6), which are used for packing. The aim of this work has been the study the mechanical recycling of multilayer films of PEBD and PA6 as PEBD/PA6 blends with adequate properties and compatible cost for commercial applications. The experimental development has been performed in 3 steps, which correspond to evaluation of more adequate content of compatibilizer agent for interface of blends (step 1), determination of behavior of the properties of blends without compatibilizer agent on different compositions of waste form multilayer films (step 2) and production of blends with compatibilizer agent graphitized polyethylene with maleic anhydride (PE-g-MA) (step 3). Has been verified that the content of 2.5% of PE-g-MA is more adequate to be used in the compatibilization of recycled PEBD/PA blends and that the performance of the blends dependents of the content of PA6 in the material. The recycled materials have potential for commercial applications.

A produção de elementos filtrantes para água a partir de polímeros é bastante difundida no mercado, mas possui uma característica indesejada: nem sempre são eficientes e capazes de reter ou eliminar microorganismos presentes. O presente trabalho propõe-se a produzir filtros com propriedade biocida compostos por nanocompósitos de polietileno de ultra alta massa molar (PEUAMM), modificados com surfactante não iônico e nanopartículas de prata, sendo os polímeros responsáveis pela estrutura porosa uniforme dos filtros e as nanopartículas de prata incorporadas nos elementos filtrantes pela ação biocida. Os polímeros particulados foram classificados por peneiramento e apresentaram duas curvas granulométricas distintas de 150 a 200?m e de 300 a 400?m, sendo posteriormente utilizados para a sinterização dos elementos filtrantes. As nanopartículas de prata foram incorporadas aos elementos filtrantes, obtendo-se corpos de prova que foram caracterizados através do uso das técnicas de difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microanálise por espectroscopia de raios-X por dispersão de energia. Foram também realizadas avaliações dos elementos filtrantes através de ensaios de ação biocida, vazão e taxa de filtração e presença de extraíveis. Os resultados obtidos indicaram a formação do nanocompósito e diferentes propriedades foram observadas para os elementos filtrantes em função da porosidade alcançada. / The production of polymer based filter elements for water is widespread in the market but has an undesirable characteristic: they are not always efficient and capable of retaining or eliminating microorganisms. This paper proposes the production of filters with biocidal activity, composed by nanocomposites of ultra high molar mass polyethylene (UHMMPE), modified by non-ionic surfactant and silver nanoparticles. The polymers are responsible for the uniform porous structure of the filters and the silver nanoparticles for its biocidal action. The particulate polymers were classified by sieving and presented two distinct grain size ranges, one of 150 to 200?m and the other of 300 to 400?m. Samples were collected from the prepared filter elements and characterized by X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and microanalysis. Evaluation of the filter elements were also carried out and their biocidal activity was tested, as well as the flow and filtration rates and the presence of extractables were determined. The results indicate the formation of the nanocomposite and different properties were observed for the filter elements according to its porosity.

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.

As poliolefinas, em especial os polietilenos (PE) são materiais poliméricos muito utilizados para a produção de filmes tubulares, sendo um dos materiais mais amplamente empregado na indústria de embalagens flexíveis. Dentre os diversos PE industriais, o polietileno de baixa densidade (PEBD) apresenta propriedades reológicas únicas em comparação aos PE lineares e os de alta densidade. A alta viscosidade e as numerosas ramificações longas encontradas neste polímero influenciam na redução da produtividade quando processados. Aditivos das mais variadas composições são adicionados ao polietileno durante o processo de extrusão tubular a fim de melhorar suas propriedades. Um dos aditivos mais empregados para facilitar o fluxo do fundido para processamento de filmes são as ceras sintéticas, sendo a mais usada a de polietileno oxidado (CP). Na procura de alternativas de cera de fonte orgânica e/ou de fonte natural, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do tipo e teor de cera na processabilidade e propriedades finais de filmes tubulares de PEBD. Foram usados 3 tipos de ceras: CP (cera de polietileno), a carnaúba (CC) e o monoestearato de glicerol (CM), sendo processadas 4 formulações de PEBD/cera nas proporções mássicas de 99,5/0,5; 99/1; 98/2 e 96/4 m/m com os três tipos de cera e comparados com o PEBD sem cera. Os filmes foram caracterizados através de ensaios físicos, ópticos, químicos, térmicos, reológicos e mecânicos. Propriedades ópticas como o brilho e opacidade foram alteradas pela adição das ceras pois um aumento na concentração das ceras aumenta o grau de cristalinidade dos filmes. A cera de carnaúba apresentou amarelamento nos filmes produzidos com maiores concentrações. Resultados deste estudo mostraram que o uso da cera sintética, CP e da natural de carnaúba, aumentam a produtividade do filme tubular de PEBD, sendo o teor ótimo de 1% de cera, sem ter influência significativa na espessura e largura do filme tubular. O uso de agentes de fluxo alternativos de natureza orgânica é viável pois obtiveram resultados similares e superiores ao padrão nos filmes testados. / Polyolefins, especially polyethylenes (PE) are widely used polymeric materials for the production of tubular films, being one of the most widely used materials in the flexible packaging industry. Among the various industrial PE, low density polyethylene (LDPE) has unique rheological properties compared to linear and high density PE. The high viscosity and the numerous long branches found in this polymer influence the reduction of productivity when processed. Additives of the most varied compositions are added to the polyethylene during the tubular extrusion process in order to improve their properties. One of the most used additives to facilitate the flux of melt for film processing is synthetic waxes, the most used being oxidized polyethylene (CP). In the search for organic and / or natural source wax alternatives, the objective of this work is to evaluate the influence of the type and content of wax on the processability and final properties of tubular films of LDPE. Three types of waxes were used: CP (polyethylene wax), carnauba (CC) and glycerol monostearate (CM), and 4 formulations of LDPE / wax were processed in mass proportions of 99.5 / 0.5; 99/1; 98/2 and 96/4 m / m with the three types of wax and compared with LDPE without wax. The films were characterized by physical, optical, chemical, thermal, rheological and mechanical tests. Optical properties such as brightness and opacity are altered by the addition of waxes as an increase in the concentration of the waxes increases the degree of crystallinity of the films. Carnauba wax shows a yellowing in the films produced with higher concentrations. Results of this study showed that the use of synthetic wax, CP and natural carnauba, increase the productivity of the tubular film of LDPE, being the optimal content of 1% of wax, without having a significant influence on the thickness and width of the tubular film. The use of alternative flow agents of organic nature is feasible because they obtained similar and superior results to the standard in the films tested.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foi realizado um estudo sistematizado da funcionalização de NTs de múltiplas paredes (MWNT) com polietilenoglicóis (PEGs) de 2 e 5 kDa, objetivando à obtenção de amostras adequadas para futuras aplicações biológicas. Para a introdução das cadeias poliméricas, foi explorada a rota de acoplamento via carbodiimida, utilizando-se MWNTs carboxilados e PEGs contendo grupos aminas terminais. Para a ativação das carbonilas, empregaram-se os agentes de acoplamento N-etil-N-(dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS), produzindo os intermediários EDC/NHS. Antes de estudar a funcionalização dos NT com os dois tipos de PEG-NH2, o acoplamento via carbodiimida foi testado usando a octadecilamina (ODA) como amina modelo, visando estabelecer as melhores condições reacionais. Partindo de uma amostra comercial de MWNTs já carboxilados (Nanocyl NC 3101), foi realizada uma etapa inicial de oxidação e de purificação do material empregando refluxos em soluções de peróxido de hidrogênio (H2O2) e hidróxido de sódio (NaOH) com o objetivo de garantir o acoplamento da molécula desejada aos NT e não nos resíduos a eles adsorvidos. Os materiais de partida, pré-tratados e funcionalizados, foram amplamente caracterizados por TG/DTG, análise titulométrica, potencial zeta, EDS, espectroscopia Raman, FTIR e microscopia eletrônica de transmissão. Essas caracterizações mostraram que embora a rota de oxidação/purificação empregada tenha sido efetiva para oxidar os defeitos e para remover os fragmentos poliaromáticos e carbono amorfo, ela provocou grandes danos à estrutura dos NT. Estes defeitos foram considerados como os principais fatores para o impedimento de uma reação de amidação bem sucedida. No estudo de funcionalização empregando a ODA, foi demonstrado que o tempo de formação do intermediário é um fator importante, tendo sido observado um aumento no número de grupos carboxílicos ativados com EDC/NHS com o aumento do tempo. A presença de mais sítios convertidos em ésteres reativos, entretanto, não implicou em um aumento na quantidade de ODA fixada, fato atribuído ao impedimento estérico causado pelos grupos ésteres de NHS, que dificultam a aproximação das moléculas da ODA. No estudo de funcionalização com o PEG foi evidenciado que o tamanho da cadeia de PEG altera a forma de fixação do polímero aos NT. Acredita-se que a adsorção aconteça por quimissorção (entre as carboxilas dos NT e grupos amina do PEG), quanto por fisissorção (interação da cadeia éter e dos grupos aminas terminais com a superfície dos NT). Para o PEG de menor tamanho de cadeia (2 kDa), o aumento do tempo de reação de 2 h para 18 h provoca alterações significativas, tais como o aumento da organização das macromoléculas dentro da estrutura dos NT, a maximização das interações entre NT e PEG e grande aumento na quantidade de fixação de PEG livre. Estas alterações não ocorrem para o PEG com cadeia mais extensa (5 kDa), a qual provavelmente requer um tempo bem maior para se organizar dentro da estrutura dos NT. Para ambos os casos, entretanto, foi constatado que o aumento no tempo de reação não leva a um aumento de PEG fixado por interações químicas, sendo a adsorção dominada pelas interações de van der Waals entre a superfície dos NT e as cadeias de PEG. Em todas as reações de funcionalização realizadas neste estudo, ocorreu um processo paralelo de purificação das nanopartículas metálicas, resultando em amostras com purezas superiores a 98% em termos de teor metálico. Os resultados deste estudo revelam que a PEGuilação de nanotubos de carbono pode ser realizada pela rota da carbodiimida, entretanto, o sucesso da funcionalização depende sobretudo da etapa de introdução dos sítios carboxilas na superfície dos NT. A carboxilação usando agentes oxidantes provoca a introdução desorganizada dos sítios reacionais, além de defeitos estruturais, que dificultam a funcionalização covalente. / This work reports on a systematic investigation of functionalization of multi-walled nanotubes (MWNT) with 2 and 5 kDa polyethylene glycols (PEGs) in an attempt to obtain samples suitable for future biological applications. The polymer chains were introduced by coupling via carbodiimide using carboxylated MWNT and PEG containing terminal amine groups. The carbonyl groups were activated using coupling agents N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which produced intermediates EDC/NHS. Before investigating the functionalization of MWNTs with the two types of PEGNH2, the carbodiimide coupling was tested using octadecylamine (ODA) as a model amine seeking to establish the best reaction conditions. A pre-carboxylated commercial sample of MWNTs (Nanocyl NC3101) was oxidized and purified under reflux of hydrogen peroxide (H2O2) and sodium hydroxide (NaOH) solutions to ensure the coupling of the desired molecule to the MWNTs rather than to the residues adsorbed on them. The pre-treated and functionalized start materials were fully characterized by TG/DTG, acid-base titration, zeta potential, EDS, Raman spectroscopy, FTIR and transmission electron microscopy. The results demonstrated that despite the successful oxidation of the defects and removal of polyaromatic and amorphous carbon fragments, through the oxidation/purification route, the MWNT structure was greatly affected. The defects were the main hindrance to the successful amidation reaction. In the ODA functionalization, the time required for the formation of intermediates is a major factor. The number of carboxylic groups activated by EDC/NHS increased with the reaction activation time. However, the presence of sites converted into reactive esters did not lead to an increase in the amount of chemically bonded ODA due to steric hindrance by NHS ester groups. In the PEG functionalization study, it was evident that the length of the PEG chain affects its binding to MWNTs. Adsorption is thought to occur both by chemisorption between the MWNT carboxyl and the PEG amine groups and physisorption through the interaction of the ether chain and the terminal amines with the MWNT surface. In the case of the short-chain PEG (2 kDa), increasing the reaction time from 2 to 18 h produced significant changes, such as a greater macromolecule organization within the MWNT structure, maximization of the MWNT-PEG interactions and a great increase in the quantity of adsorbed free PEG, which were not observed for the long-chain PEG (5 kDa) since it probably requires a much longer time to get organized within the MWNT structure. However, the increase in the reaction time did not lead to an increase in the amount of chemically adsorbed PEG, van der Waals interactions between the MWNT surface and the PEG chains prevailing in both cases. The removal of metallic nanoparticles took place simultaneously with MWNT functionalization reactions in all the studied functionalization reactions, yielding samples with metal content purity higher than 98%. This study showed that the PEG functionalization of MWCT can be achieved through the carbodiimide route, however, the result depends mainly on the way the carboxyl sites are introduced onto the MWNT surface. Carboxylation with strong oxidizing agents leads to uncontrolled introduction of reactive sites, in addition to structural defects, which makes the covalent functionalization difficult.

De modo geral, os materiais termoplásticos são sensíveis à radiação ultravioleta (UV), a qual provoca mudanças em suas estruturas químicas, afetando suas propriedades, principalmente as mecânicas, e características de aparência. A radiação ultravioleta (10-400 nm), em especial na faixa entre 290- 400 nm, é bastante agressiva aos materiais plásticos resultando na quebra de cadeias e/ou reticulação. Para aplicações agrícolas, são fatores críticos para envelhecimento: a radiação solar total, temperatura, umidade relativa do ar, esforço mecânico, presença de agroquímicos, poluição do ar e a combinação desses fatores. Os aditivos estabilizantes de luz são adicionados aos plásticos para aumentar a durabilidade do produto final. Existem diversos sistemas estabilizantes de luz, desenvolvidos de acordo com a resina, aplicação final, tipo de cultivo e outras características. Além dos estabilizantes convencionais, como por exemplo, benzofenona, benzotriazol e as moléculas do tipo aminas estericamente bloqueadas (HALS), existem também aditivos inorgânicos baseados em nanotecnologia. Este estudo avalia diferentes sistemas de aditivos: HALS, nano carbonato de cálcio (nCaCO3 ou NPCC), nano óxido de zinco (nZnO) e nano dióxido de titânio (nTiO2), aplicados a 0,25 % e 0,75 % (em massa) em polietileno de baixa densidade linear (PEBDL) e copoliéster alifático aromático. As amostras foram envelhecidas em QUV-B simulando 6 meses de exposição à intempérie. Foram realizados testes de resistência à tração, termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), índice de carbonila, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia de absorção na região de ultravioleta e visível (UV-VIS). As propriedades das amostras não envelhecidas foram comparadas as envelhecidas para avaliar o desempenho dos vários sistemas de aditivos sobre o comportamento da degradação das amostras. Como resultado deste estudo, concluiu-se que há viabilidade da aplicação de nanopartículas como aditivos estabilizantes de luz (anti-UV), em especial o nZnO. Contudo, a aditivação do tipo HALS ainda mostrou-se mais eficaz, considerando os polímeros, sistemas de aditivação e proporções utilizadas. / Usually, the thermoplastic materials are sensitive to ultraviolet radiation (UV), which produces changes in their chemical structures, affecting their mechanical properties and appearance characteristics. Ultraviolet radiation (10- 400 nm), in particular range between 290-400 nm, is extremely aggressive to plastic materials resulting in breaking chains and/or crosslinking. For agricultural applications, are critical factors for aging: the total solar radiation, temperature, air relative humidity, mechanical stress, agrochemicals presence, air pollution, and combinations of these factors. Light stabilizers additives are added to plastics to increase the durability of the final product. There are several light stabilizers systems, developed according with the resin, final application, the type of plantation and other factors. In addition to the conventional stabilizers, such as benzophenone, benzotriazole and molecules like hindered amine light stabilizer (HALS), there are also inorganic additives based on nanotechnology. This study evaluates different additive systems: hindered amine light stabilizer (HALS), nano calcium carbonate (nCaCO3 or NPCC), nano zinc oxide (nZnO) and nano titanium dioxide (nTiO2), applied 0.25 % and 0.75 % (in mass) in linear low density polyethylene (LLDPE) and aliphatic-aromatic copolyester. The samples were aged in QUV-B simulating 6 months of exposure to weather. Tests of tensile strength, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), carbonyl index, spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), force microscopy atomic (AFM) and absorption spectroscopy in the ultraviolet and visible region (VIS-UV) were carried out. The properties of non aged samples were compared with aged samples in order to evaluate the performance of various additive systems on behavior of samples degradation. As result of this study, it was concluded that there is viability of nanoparticles application as light stabilizers additives (anti-UV), in particular the nZnO. However, the properties of HALS still showed to be more effective, considering the polymers, additives systems and proportions used.

O polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) é um plástico de engenharia que tem várias aplicações atualmente, mormente em áreas específicas da indústria e da medicina. O UHMWPE pode ser utilizado ainda em outras aplicações: defensas portuárias; guias de corrente; revestimentos de caçambas, silos e calhas; engrenagens; buchas; guias de correias e próteses cirúrgicas. Esta gama de aplicações se deve ao fato das excelentes características técnicas que este material possui, como: alta resistência a abrasão, elevada resistência ao impacto, anti-aderência, atóxico, excelente resistência química, baixo peso específico, fácil usinagem e alta resistência a fadiga. Os tipos de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) utilizados neste trabalho foram o UTEC 3041 e UTEC 6541 da Braskem. A reciclabilidade do UHMWPE ganhou interesse, porque a utilização desta matéria-prima na última década cresceu mais de 600%, tornando-se um dos plásticos de engenharia mais utilizados para obtenção de peças usinadas depois da poliamida. Com o crescimento na utilização deste polímero na confecção de peças para maquinários, o seu desperdício tem sido muito grande, porque o resto deste material é desprezado, geralmente não sendo reaproveitado. Este trabalho tem como objetivo reciclar o UHMWPE UTEC 3041 e estudar as propriedades deste material virgem e reciclado e comparar os resultados entre si e com o UHMWPE UTEC 6541, e com estes materiais submetidos a diferentes doses de radiação. / Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) is an engineering plastic which has several applications, chiefly, in specific areas of the industry and medicine. UHMWPE can be even for other applications such as: port fenders, current guide, bucket coating, silos and gutters, plugs, pulleys and surgical prosthesis. This range of applications is due to the excellent technical characteristics that this material owns, such as; high resistance to wear, high resistance to impact, anti-adherence, non toxic, excellent chemical resistance, low specific weight, easy mill processing, and high resistance to fatigue. The UHMWPE type used in this work were UTEC 3041 and UTEC 6541 of the Braskem. The recycling process of UHMWPE raised much interest, because the utilization of this rawmaterial grew over 600% in the last decade, becoming one of the most used engineering plastics for attainment of mill processed parts after polyamide. As the utilization of this polymer in the manufacturing of parts for machinery has grown, its waste is very big, because the rest of this material is thrown out, usually not being reused. The goal of this work is to recycle the UHMWPE UTEC 3041 and study the properties of this recycled and virgin material and compare the results between both with these materials submitted to different radiation dose.

As blendas de polietileno de baixa densidade (LDPE) com o polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) são utilizadas comercialmente com o objetivo de melhorar as propriedades finais dos produtos e o seu processamento, minimizar custos de produção tendo, como seu principal segmento, filmes para embalagens. O LLDPE utilizado neste trabalho foi sintetizado a partir do catalisador de metaloceno (m-LLDPE) que foi projetado para oferecer melhores propriedades mecânicas em relação ao LLDPE sintetizado por catalisador Ziegler-Natta. O m-LLDPE quando comparado ao LLDPE (Ziegler-Natta) apresenta resistência ao impacto do dardo quatro vezes maior e resistência ao rasgo de duas a quatro vezes maior, menor temperatura de selagem e melhor processabilidade. O LDPE tem boa processabilidade, oferece grande estabilidade ao balão durante o processo de extrusão por sopro e apresenta boas propriedades ópticas. Este trabalho reúne a caracterização térmica, vibracional e ensaios físico-químicos e mecânicos, do LDPE, m-LLDPE e as blendas de LDPE/m-LLDPE na proporção em massa de 75/25, 50/50 e 25/75. Na caracterização térmica foram utilizadas as técnicas: termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise térmica dinâmico-mecânica (DTMA). Na caracterização vibracional utilizou-se a espectroscopia fotoacústica no infravermelho (PAS-IR) e espectroscopia Raman. Foi utilizada a técnica de difração de raios-X (WAXD) para complementação dos resultados. Nos ensaios físico-químicos e mecânicos foram avaliadas as propriedades ópticas, rasgo de Elmendorf, propriedades de tração, resistência ao impacto do dardo e resistência da termossoldagem à tração. Por estas técnicas foram avaliadas as características térmicas e estruturais dos polímeros e seu comportamento nas blendas. Pela técnica de DSC foi possível verificar a imiscibilidade destas blendas. As técnicas PAS-IR, Raman e WAXD apresentam perfis espectrais semelhantes não possibilitando distinção entre as blendas de composição diferentes. Os resultados de DSC, PAS-IR e WAXD mostraram que não ocorrem mudanças significativas no grau de cristalinidade das blendas. Os ensaios de brilho 45° e opacidade mostram as boas propriedades ópticas do LDPE e suas blendas. Os ensaios mecânicos mostram que o m-LLDPE e suas blendas apresenta boas propriedades mecânicas e boa soldabilidade. Foi possível determinar a blenda que é melhor indicada para os vários segmentos do mercado de embalagens. As blendas de LDPE/m-LLDPE mais utilizadas pela indústria são as de 25/75 ou 75/25, para diferentes tipos de aplicação. / Blends of low density polyethylene (LDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) are used commercially to improve the final properties of the products and their process, reduce the production cost having as their main segment packing film. The LLDPE used in this work was synthesized with the metallocene catalyst (m-LLDPE), which was projected to offer better mechanical properties in relation to the LLDPE synthesized by Ziegler-Natta catalyst. The m-LLDPE, when compared to the LLDPE (Ziegler-Natta) present dart impact strength four times stronger and the tearing resistance two to four times bigger, lower sealing temperature and good processability. The LDPE has good processability, offers great estability to the baloon during the process of blown extrusion and shows good optical properties. This work brings together the thermal and vibrational characterization, physical chemistry and mechanical tests, of the LDPE, m-LLDPE and the blends of LDPE/m-LLDPE in a 75/25, 50/50 and 25/75 parts by weight. In the thermal characterization several techniques were used: termogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analyser (DTMA). In the vibrational characterization, the photoacoustic spectroscopy (PAS-IR) and Raman spectroscopy were used. The X-ray diffraction (WAXD) was used to complete the results. The physical chemistry and mechanical tests evaluated optical properties, Elmendorf tearing, tensile strength, dart impact strength, heat sealing strength and hot tack strength. With these techniques the thermal characterization and the polymer structure were evaluated as well as the blend behaviour. Using the DSC technique it was possible to observe that the blends are immiscible. The PAS-IR, Raman and WAXD techniques present spectral profiles not allowing a distinction between the blends with different composition. The results of DSC, PAS-IR and WAXD show that significant changes of crystallization of the blends haven\' t occurred. The gloss 45° and haze show the good optical properties of the LDPE and their blends. The mechanical tests demonstrate the good mechanical properties and soldability of the m-LLDPE and their blends. It was possible to determine the blend that best fit the different segments of the packing market. The most frequently LDPE/m-LLDPE blends used by industry are the 25/75 or 75/25, for different applications.

O polietileno tem sido muito empregado em transmissão de água potável, particularmente em ramais prediais. Este polímero apresenta vantagens em relação a seus concorrentes, como flexibilidade, baixo preço, facilidade de instalação e resistência à corrosão. Os tubos fabricados com polietileno de alta densidade –PEAD, como o material é genericamente conhecido na indústria de saneamento básico no Brasil - são suscetíveis de apresentar falhas em serviço por fratura em fluência, as quais provocam vazamentos e perdas de água e incorrem em maiores custos de manutenção. Os principais fatores que influenciam a vida dos tubos de polietileno são: material, meio, condições de carga e técnicas de instalação. A busca de melhores materiais tem levado a indústria petroquímica ao contínuo desenvolvimento de novas resinas, com maior resistência às falhas, que ocorrem através do crescimento lento de trincas. Essa resistência à falha em serviço dos tubos geralmente é avaliada através de ensaios de resistência à pressão hidrostática interna de longa duração, realizados em diferentes temperaturas. Nestes ensaios observa-se que o PEAD apresenta comportamento dúctil (acompanhado de significativa deformação plástica) e falha em menor período de tempo a níveis elevados de tensão, enquanto que em níveis mais baixos de tensão o material apresenta falhas com aparência frágil - sem deformação plástica visível apreciável - após longos períodos de tempo. As falhas em serviço são predominantemente deste último tipo. Esta transição 'dúctil-frágil' no comportamento do material, pelo menos ao nível da falha macroscópica, é muito importante e precisa ser bem compreendida pois pode abreviar a vida útil do tubo através de falhas precoces. Dados de tensão circunferencial versus tempo de ruptura dos tubos podem ser plotados em escala bi-logarítmica, formando o que se conhece na prática industrial por 'curva de regressão', a qual é linear, com inclinação negativa e com maior inclinação (em módulo) na região correspondente às falhas do modo frágil. Dessa forma, a transição 'dúctil-frágil' apresenta-se na 'curva de regressão' como um ponto de inflexão. A tensão de transição dúctil-frágil é característica de uma dada formulação (composto) e não é facilmente determinada em ensaios conduzidos à temperatura ambiente. Apesar de sua ampla aceitação na indústria os testes de resistência à pressão hidrostática interna de longa duração devem ser criticados pois são muito longos, caros e pouco práticos para efeito de controle de qualidade dos tubos de polietileno. Além disso, a maioria dos dados são coletados a altas pressões internas (ou seja, na região 'dúctil') para economizar tempo, enquanto que os tubos operam na região 'frágil'. A filosofia desses testes, como empregados na indústria, também implica que o tempo de falha é uma propriedade do material, enquanto que fatores extrínsecos, como defeitos introduzidos durante a instalação, podem reduzir o tempo de nucleação da fratura, levando à falha precoce. O crescente emprego de tubos de polietileno em sistemas de distribuição de água, além de outras aplicações, como em sistemas de gás, requer o desenvolvimento de novos métodos de avaliação de desempenho, que levem em conta não apenas o tempo de falha como também os mecanismos de fratura. Busca-se desenvolver métodos de laboratório, de curta duração, para se estabelecer o comportamento dos tubos a longo prazo, principalmente para prevenir falhas precoces, do tipo frágil, dentro do período de vida útil esperado. A mecânica da fratura é justamente a disciplina que estuda o comportamento dos materiais na presença de trincas. Neste sentido duas abordagens são propostas no presente trabalho: 'Ramp Test' e o método do Trabalho Essencial de Fratura. O método do 'ramp test' permite estimar a tensão crítica correspondente à transição dúctil-frágil da 'curva de regressão' a partir de ensaios simples de tração. Por outro lado, o método do Trabalho Essencial de Fratura permite estimar diretamente as partes essencial e não essencial do trabalho específico de fratura. São analisadas cinco resinas provenientes de fornecedores tradicionais de matérias-primas para a produção de tubos de polietileno e duas outras resinas, desenvolvidas para outros fins. Os resultados permitem concluir que os ensaios propostos são viáveis como substitutos ou complementares ao ensaios de resistência à pressão hidrostática na avaliação da tendência de tubos de polietileno apresentarem falhas em serviço. / Polyethylene has been largely used in potable water distribution systems, mainly in service lines. This polymer offers many advantages over its competitors: flexibility, low cost, ease installation and corrosion resistance. Pipes made with high density polyethylene – HDPE, the generic designation of the material in the sanitation industry in Brazil – fail in service by fracture due creep, giving rise to leakage and water losses, resulting in higher maintenance costs. Main factors that affect the service life of polyethylene pipes are: material, environment, load and settlement. The search for improved materials leads the petrochemical industry to the continuous development of new resins, with increased resistance to failure, which occurs via slow crack growth. This resistance to in-service failure is usually measured in long-term hydrostatic strength tests, at different temperatures. In these tests HDPE behaves like ductile material (followed by significant plastic deformation) and fails in lower period of time under high stress levels, whereas under lower stress levels it fails in a brittle-like mode - with no visible permanent plastic deformation - after longer times. Failures in service are mainly brittle-like. This ductile-fragile transition in the behavior of the material at least at macroscopic scale, is very important and must be well understood, because it can abbreviate the service life of the tube, through early failure. Time-stress failure data can be ploted in bi-log scale to form what is known in the industrial praxis as regression curve, which is linear, with negative slopes, and a larger slope in modulus for the brittle-like fracture mode. In this way, the ductile-fragile transition appears as a point of inflection. The 'ductile-to-brittle' transition stress is claracteristic of a given formulation and is not easily determined in tests conducted at room temperatures. In spite of its widespread acceptance in the industry, the long-term hydrostatic strength test must be criticized because it has long duration, is expensive and not practical for pipes’ quality control. Beside that, most of the data are collected at high inner pressures to save time, while the tube is expected to operate in the 'brittle-like' region. The philosophy of these tests, as used in the industry, also implies that the time-to-failure is a material property, while extrinsic factors may shorten the fracture nucleation time, leading to a premature failure. The rising use of polyethylene pipes in water distribution systems, beside other applications as in gas systems, requires the development of new performance evaluation methods, that take into account not the time to failure but also the fracture mechanisms. It is desirable for developing short-term laboratory tests to establish the long-term behavior of pipes, to prevent premature brittle-like failures in the desired service life. Fracture mechanics is just the subject which studies the behavior of materials in the presence of cracks. In this way, two approaches are suggested for the present work : 'ramp test' and the Essential Work of Fracture method. The 'ramp test' method allows to estimate the critical stress that corresponds to the ductile-brittle transition in the regression curve using standard tensile test samples. On the other hand, the Essential Work of Fracture allows a direct estimation of the essential and the non-essential parts of the specific work of fracture. Five different resins for production of polyethylene pipes obtained from traditional raw material suppliers and two other resins designed for other purposes are analysed. The results allow to conclude that the suggested tests are feasible as substitutes or complementaries to the long-term hydrostatic stress tests to evaluate the tendency of the polyethylene pipes to present service failures.

Dentre as diferentes poluições presentes nos oceanos, o plástico é provavelmente, aquele que leva aos maiores impactos ambientais, sendo encontrado de praias e manguezais à giros no meio dos oceanos. Os macroplásticos, cujo tamanho é superior a 5mm, são maiores em volume e provocam um impacto socioambiental importante, porém os microplásticos, fragmentos menores que 5mm, estão em maior quantidade e podem provocar danos em organismos marinhos filtradores como mexilhões e ostras. Apesar da sua grande presença nos oceanos, ainda não se estabeleceu com clareza se causam efeitos somente físicos, por um aumento de material particulado não orgânico ingerido, ou se seus efeitos podem ser de origem química, devido à quantidade de contaminantes que possuem. Para estudar o impacto que essas partículas têm em organismos filtradores, o mexilhão Perna perna, espécie bioindicadora abundante na costa brasileira, foi exposto a partículas de polietileno encontradas em cosméticos nacionais. O microplástico foi adquirido diretamente da indústria e precisou ser identificado. A análise de FT−IR mostrou que o plástico era polietileno de baixa densidade. Os organismos então foram expostos ao polietileno, virgem ou lixiviado, em duas concentrações (0,5 g⁄L e 2,5 g⁄L) por diferentes períodos (12,24,48,96 e 144 horas). Após os experimentos, os mexilhões foram coletados e dissecados e a resposta de seis biomarcadores foi analisada: O Tempo de Retenção do Vermelho Neutro nos hemócitos, Danos ao DNA e Lipoperoxidação nas brânquias e os níveis de três proteínas de estresse (AIF−1, pP38−MAPK e HSP−70) nas glândulas digestivas. Todos os biomarcadores foram afetados pela exposição ao polietileno, porém um padrão no resultado não pôde ser observado. Os fatores de exposição analisados (Concentração, Período e Tratamento do Plástico) individualmente, ou combinados, levaram a respostas diferentes e até mesmo opostas em alguns casos. A coleta de indivíduos de P. perna in situ na região do Porto de Santos mostrou que todos os bancos naturais possuem organismos contaminados. Os resultados deste trabalho mostram que a fisiologia do mexilhão P. perna é modificada após a exposição aguda ao polietileno. Um maior número de biomarcadores deve ser analisado futuramente para elucidar quais vias estão efetivamente sendo ativadas ou inibidas. O alto nível de contaminação dos mexilhões da região do porto de Santos é um fator alarmante que deve ser discutido pela sociedade com o intuito de se criar soluções para o problema da poluição por plástico nos oceanos antes que este afete a saúde humana. / Among all different pollutants, plastic debris is one of the main environmental impacts, being found from beaches and mangrove to gyres in the middle of the oceans. Macroplastics, with size above 5mm, are larger in volume and are an important social and environmental problem, but microplastics, fragments less than 5mm can be most harmful for filter feeding animals such as mussels and oysters. However, it is still debatable if its effects are physical, due to the increase in indigestible material; or chemical, due to plastic additives such as phthalates or PCBs. To study the impact that these particles can have in those animals, the brown mussel Perna perna (Bivalvia) an abundant and an organism easy to maintain in the laboratory, was exposed to virgin or leached polyethylene (PE) microbeads, used as abrasives in Brazilian cosmetics. Polyethylene was acquired directly from the industry and therefore needed to be identified. Analysis of FT−IR showed that the plastic was Low Density Polyethylene. The microplastic exposure had two concentrations (0.5 and 2.5g⁄l) and different periods of time (12, 24, 48, 96 and 144 hours). After the experiment, the organisms were dissected and the levels of six biomarkers were analyzed: Neutral Red Retention Time by the Hemocytes, Lipid Peroxidation and DNA Damages in the Gills and the response levels of three stress proteins (pP38−MAPK, AIF−1 and HSP−70) in the Digestive Glands. All biomarkers were affected by the PE exposure, but the results did not follow a pattern. The exposure factors analyzed (Concentration, Period of Time and Plastic Treatment), alone or combined, led to different and sometimes opposite responses. In Situ collected samples in the Santos Harbour area showed that all natural mussel\'s beds analyzed had microplastics contaminated mussels. The results of this work showed that microplastics acute exposure in P. perna modifies its physiology. More biomarkers should be used to clarify which pathways are being activated or inhibited. The high levels of contamination of important commercial mussel\'s beds in the Santos Harbour area, is an alarming sign for the community, that should start working together to solve the plastic pollution problem in our oceans before starts to affect human health.