<p>In this research project, nanostructured composites based on Tin dioxide (SnO2) and Titanium dioxide (TiO2) with poly-4-styrene sulfonic acid (PSSA) doped polyaniline (PANI) conducting polymer has been investigated based on their structural, electrical and electrochemical properties. The synthesis of conducting polymers and their metal oxide or composites have been carried out chemically or electrochemically according to methods modified from the literature. Layer-by-layer construction of nano-Metal Oxide/PSSA doped polyaniline composites were successfully constructed by electroanalytical methods on the surface of a glassy carbon working electrode (GCE).</p>

19 Dec 2004. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "IS-T 2117" Guodong Du. 12/19/2004. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas e morfologia casca-núcleo por meio da técnica de polimerização em suspensão em duas etapas. O núcleo foi constituído por poli(estireno-co-divinilbenzeno) e magnetita modificada com ácido oleico. Foi avaliada a influência da velocidade de agitação e da concentração de iniciador sobre as características das microesferas utilizadas como núcleo (morfologia, tamanho de partículas, propriedades magnéticas e estabilidade térmica). A casca foi constituída por poli(estireno-co-divinilbenzeno) sem material magnético. Foi avaliado o método de adição da emulsão dos monômeros formadores da casca e o tempo de inchamento dos núcleos na emulsão. As microesferas casca-núcleo foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico e à estabilidade térmica. Os núcleos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas. O copolímero sintetizado com a maior velocidade de agitação e a menor concentração de iniciador foi o que apresentou o maior teor de ferro incorporado (3,317 %), a maior magnetização de saturação (2,99 emu/g) e o menor diâmetro médio de partículas (81 &#61549;m). As microesferas casca-núcleo apresentaram apenas um estágio de degradação e as suas Tmáx foram menores do que a do núcleo. O mapa composicional de ferro confirmou a presença de magnetita na superfície das microesferas casca-núcleo / Polymeric microspheres with magnetic properties and core-shell morphology were synthesized by the technique of suspension polymerization in two stages. The core was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) and magnetite coated with oleic acid. The influence of stirring rate and initiator concentration on microspheres characteristics (morphology, particle size, magnetic properties and thermal stability) was studied. The shell was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) without magnetic material. It was also evaluated the methods of the monomers emulsion addition and the coress swelling time in the emulsion.. The microspheres were characterized by morphologic aspect and thermal stability. The cores did not presented hysteresis cycles, thus proving the superparamagnetic properties. Copolymer synthesized with the higher stirring rate and lower initiator concentration presented the higher incorporated iron content (3.317 %), higher saturation magnetization (2.99 emu/g) and the lower average particle diameter (81 &#61549;m). Core-shell microspheres presented only one stage of degradation and the Tmáx were smaller than temperature of the cores. Iron compositional map confirmed the presence of magnetite on the surface of core-shell microspheres

Magister Scientiae - MSc / In this research project, nanostructured composites based on Tin dioxide (SnO2) and Titanium dioxide (TiO2) with poly-4-styrene sulfonic acid (PSSA) doped polyaniline (PANI) conducting polymer has been investigated based on their structural, electrical and electrochemical properties. The synthesis of conducting polymers and their metal oxide or composites have been carried out chemically or electrochemically according to methods modified from the literature. Layer-by-layer construction of nano-Metal Oxide/PSSA doped polyaniline composites were successfully constructed by electroanalytical methods on the surface of a glassy carbon working electrode (GCE). / South Africa

Nesta dissertação, microesferas poliméricas com propriedades magnéticas à base de estireno e divinilbenzeno foram sintetizadas por polimerização em suspensão. O material utilizado para conferir as propriedades magnéticas foi magnetita sintetizada em laboratório. Foram estudados os efeitos da modificação da magnetita com ácido oleico, da velocidade de agitação, do teor de iniciador e de teor de agente de suspensão sobre as características das partículas poliméricas obtidas. As microesferas foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico, à estabilidade térmica, ao tamanho e à distribuição do tamanho de partículas e quanto à suas propriedades magnéticas. Foram obtidos copolímeros com morfologia esférica e tamanho micrométrico, com propriedades magnéticas comparáveis a materiais superparamagnéticos. O tamanho de partícula foi afetado principalmente pela velocidade de agitação, enquanto que a distribuição deste tamanho foi fortemente influenciada pela alteração dos teores de iniciador e agente de suspensão. A magnetização de saturação para as microesferas ficou próxima dos valores encontrados na literatura, comparando-se resinas com o mesmo teor de material magnético. A modificação com ácido oleico foi considerada importante para a incorporação do material magnético / In this dissertation, polymeric microspheres with magnetic properties based on styrene and divinylbenzene were synthesized by suspension polymerization technique. In order to obtain magnetic properties, magnetite was synthesized in laboratory. The effects of magnetite modification with oleic acid, stirring velocity, concentration of initiator and concentration of stabilizer on the particles properties were studied. The magnetic microspheres were characterized according to morphology, thermal stability, particle size and its distribution and magnetic properties. It was verified that the microspheres presented spheric shape, micrometric size and magnetic properties comparable to superparamagnetic materials. Particle size was mainly affected by stirring velocity, while its dispersion was strongly affected by concentration of initiator and stabilizer. The saturation magnetization for the microshpheres was similar to the values reported in the literature, taking in account resins with the same content of magnetic material. The modification with oleic acid was considered important to the incorporation of the magnetic material

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, dois copolímeros à base de 2-vinilpiridina (2Vpy), estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) foram sintetizados empregando a técnica de polimerização em suspensão aquosa via radical livre. Os copolímeros com diferentes características morfológicas foram preparados variando a composição da mistura diluente, constituída por tolueno e n-heptano, solventes solvatantes e não solvatantes para as cadeias poliméricas. A caracterização estrutural desses materiais foi feita através de medidas de área específica, volume de poros, diâmetro médio de poros e densidade aparente. Além disso, esses materiais foram avaliados por microscopia ótica e eletrônica de varredura, por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise elementar. Os copolímeros Sty-DVB-2Vpy foram modificados quimicamente através de reação de quaternização das unidades de 2Vpy usando dois reagentes: iodeto de metila e acrilonitrila. A quaternização dos copolímeros Sty-DVB-2Vpy foi confirmada através de espectroscopia de infravermelho, pelo aparecimento das bandas de absorção características do íon peridíneo e do grupo nitrila e também pela análise do comportamento térmico. Os produtos dessas reações foram submetidos à avaliação da capacidade bactericida através do método de contagem em placas contra suspensão de Escherichia coli. O copolímero do tipo gel quaternizado com iodeto de metila apresentou a maior ação bactericida registrada, com eficiência até a concentração de 104 células/mL. Contudo, a maioria dos materiais quaternizados não apresentou ação biocida significativa. Com o objetivo de maximizar a atividade bactericida dos materiais preparados, os copolímeros quaternizados e não quaternizados foram impregnados com iodo por meio de duas metodologias: em solução e em fase vapor. O teor de iodo incorporado foi quantificado por análise gravimétrica. Foi possível observar que os copolímeros quaternizados e impregnados com iodo se mostraram mais eficientes como agentes bactericidas que os copolímeros não funcionalizados impregnados com iodo. De uma forma geral, foi possível perceber que a ação bactericida dos polímeros é fruto da associação entre as suas características de porosidade, o grau de quaternização alcançado e o teor de iodo incorporado. Para efeito de comparação foram feitos também ensaios bactericidas com uma resina comercial à base de Sty-DVB com grupo amônio quaternário, VP OC 1950. Os testes mostraram que a resina comercial não possui atividade bactericida. A impregnação de iodo a essa resina comercial forneceu um material com ação biocida semelhante à do copolímero do tipo gel, quaternizado com iodeto de metila e impregnado com iodo / In this work two 2-Vinylpyridine-Styrene-Divinylbenzene copolymers with different porosity degrees were synthesized by aqueous suspension polymerization in the presence of diluent mixtures formed by toluene (solvating solvent) and n-heptane (nonsolvating solvent) in different proportions. Their structural characteristics were characterized by determination of surface area, average pore diameter and pore volume by BET/BJH, bulk density, optical and electron microscopies. In addition the chemical morphology those materials were characterized by FT-IR, elemental analysis and thermogravimetry. The pyridine units were quaternized using two reagents: methyl iodide and acrylonitrile. Those reactions were confirmed by FT-IR, the presence of characteristics bands of piridinium ion and nitrile group was used as a qualitative indication of the quaternizations reactions. The extension of those modifications was also evaluated by thermogravimetry. The antibacterial activities of the quaternized materials were determined towards 103 to 107 cells/mL dilutions of the auxotrophic (OHd5 k-12) Escherichia coli strain. The gel type copolymer quaternized with methyl iodide presented the better bactericidal action, with significant efficiency until 104 cells/mL, however most quaternized copolymers did not present significant bactericidal action. In order to maximize the bactericidal performance, the modified and unmodified copolymers were impregnated with iodine using two different methods: solution and vapor. The iodine incorporation was quantified by gravimetry. It was observed that the copolymers quaternized and impregnated with iodine presented higher biocidal action than the unmodified copolymers impregnated with iodine. It was verified that the biocidal action the polymers is a result of three contributions: porous characteristics of the supports, quaternization degree and iodine incorporation degree. The bactericidal performance of a commercial resin with quaternary ammonium groups, VP OC 1950, was also evaluated. The tests showed that the commercial resin did not present bactericidal efficiency. That resin impregnated with iodine presented bactericidal action similar to gel type copolymer quaternized with methyl iodide and impregnated with iodine.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas e morfologia casca-núcleo por meio da técnica de polimerização em suspensão em duas etapas. O núcleo foi constituído por poli(estireno-co-divinilbenzeno) e magnetita modificada com ácido oleico. Foi avaliada a influência da velocidade de agitação e da concentração de iniciador sobre as características das microesferas utilizadas como núcleo (morfologia, tamanho de partículas, propriedades magnéticas e estabilidade térmica). A casca foi constituída por poli(estireno-co-divinilbenzeno) sem material magnético. Foi avaliado o método de adição da emulsão dos monômeros formadores da casca e o tempo de inchamento dos núcleos na emulsão. As microesferas casca-núcleo foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico e à estabilidade térmica. Os núcleos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas. O copolímero sintetizado com a maior velocidade de agitação e a menor concentração de iniciador foi o que apresentou o maior teor de ferro incorporado (3,317 %), a maior magnetização de saturação (2,99 emu/g) e o menor diâmetro médio de partículas (81 &#61549;m). As microesferas casca-núcleo apresentaram apenas um estágio de degradação e as suas Tmáx foram menores do que a do núcleo. O mapa composicional de ferro confirmou a presença de magnetita na superfície das microesferas casca-núcleo / Polymeric microspheres with magnetic properties and core-shell morphology were synthesized by the technique of suspension polymerization in two stages. The core was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) and magnetite coated with oleic acid. The influence of stirring rate and initiator concentration on microspheres characteristics (morphology, particle size, magnetic properties and thermal stability) was studied. The shell was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) without magnetic material. It was also evaluated the methods of the monomers emulsion addition and the coress swelling time in the emulsion.. The microspheres were characterized by morphologic aspect and thermal stability. The cores did not presented hysteresis cycles, thus proving the superparamagnetic properties. Copolymer synthesized with the higher stirring rate and lower initiator concentration presented the higher incorporated iron content (3.317 %), higher saturation magnetization (2.99 emu/g) and the lower average particle diameter (81 &#61549;m). Core-shell microspheres presented only one stage of degradation and the Tmáx were smaller than temperature of the cores. Iron compositional map confirmed the presence of magnetite on the surface of core-shell microspheres

In an attempt to improve the quality in finite element analysis of thermoformed components, a method for predicting the thickness distribution is presented. The strain induced anisotropic material behaviour in the amorphous polymers of concern is also taken into account in the method. The method comprises of obtaining raw material data from experiments, followed by a simulation of the vacuum thermoforming process where hyperelastic material behaviour is assumed. The theory of hyperelasticity that was applied was based on the Ogden model and implemented in the FE-software LS-DYNA. Material behaviour from thermoformed prototypes is examined by experiments and implemented together with the mapped results from the thermoforming simulation in a succeeding FE-model. For the latter, the three-parameter Barlat model was suggested, giving the possibility to account for anisotropic material behaviour based on an initial plastic strain.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 iniciais.pdf: 130139 bytes, checksum: cfb58dd0103455dbb6c7b372a4cf5ad3 (MD5) Previous issue date: 2005-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aiming the study of miscibility and mechanical properties, blends of poli(styrene-coacrylonitrile) (SAN) with poli(butadiene-co-acrylonitrile) (NBR) rubbers were prepared by casting, co-precipitation and extrusion followed by injection, varying acrylonitrile (AN) contents from 32,7 to 45% (w/w) in NBR. The blends were prepared in the compositions: SAN/NBR 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 and 50/50 (w/w) and valued by Infrared spectroscopy (FTIR), Differential scanning calorimetry (DSC), Scanning electron micrographs (SEM), Tensile and Izod impact tests. FTIR analyses of casting blends displayed that not happened reactions or specific interactions between polymers during blending because did not happened a shift in the spectrum blends bands. The DSC analyses of casting blends showed total imiscibility to SAN/NBR 50/50 blend (AN contents in NBR 32,7%), partial miscibility to the 60/40, 70/30 and 80/20 compositions and total miscibility to the 90/10 composition. The SAN/NBR blends (AN contents in NBR 39%), prepared by casting and coprecipitation revealed partial miscibility for all compositions. Coprecipitated blends prepared with AN rubber content of 45% showed partial miscibility to 50/50, 60/40, 70/30 and 90/10 compositions and total miscibility to 80/20 composition. The phase morphology was influenciated by blending methods, casting blends revealed dispersed spherical elastomeric domains in matrix while coprecipitated blends form co continuous phase. The NBR addition result in significant impact resistant increase but decrease in tensile strenght / Com o objetivo de estudar a miscibilidade e propriedades mecânicas, foram preparadas blendas do copolímero poli(estireno-co-acrilonitrila) (SAN) com o copolímero poli(butadienoco-acrilonitrila) (NBR). As blendas foram preparadas por três métodos diferentes: evaporação de solvente, co-precipitação e extrusão seguida de injeção, variando o teor de acrilonitrila no NBR de 33 a 45 % (m/m). As blendas foram preparadas nas composições SAN/NBR 90/10, 80/20, 70/30, 60/40 e 50/50 (m/m) e avaliadas por Espectroscopia na região do infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Calorimetria diferencial exploratória (DSC), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Ensaios de Tração e Impacto Izod. As análises de FTIR das blendas preparadas por evaporação de solvente mostraram não ter ocorrido nenhuma reação nem interação específica entre os polímeros durante o processo de mistura porque não houve deslocamentos, aparecimento ou desaparecimentos de picos no espectro das blendas em relação ao espectro dos polímeros puros. O DSC avaliou a miscibilidade das blendas preparadas por evaporação de solvente e co-precipitação. A blenda SAN/NBR 50/50, preparada por evaporação de solvente, (NBR contendo 32,7% de acrilonitrila), é totalmente imiscivel, as composições 60/40, 70/30 e 80/20 são parcialmente miscíveis e a composição 90/10 formou um sistema miscível. As blendas SAN/NBR (NBR contendo 39% de acrilonitrila), preparadas por evaporação de solvente e co-precipitação, mostraram-se parcialmente miscíveis em todas as composições. As blendas preparadas por co-precipitação usando a borracha com 45% de acrilonitrila são parcialmente miscíveis com exceção da composição 80/20 que é totalmente miscível. A morfologia de fase foi influenciada pelo método de preparação das blendas, aquelas preparadas por evaporação de solvente mostraram domínios elastoméricos ovais dispersos na matriz SAN, enquanto que as preparadas por coprecipitação apresentaram fases semi-contínuas. A resistência ao impacto foi significativamente aumentada pela incorporação do NBR no SAN porém com decréscimo do Módulo de Young.