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[en] STRUCTURAL EVALUATION OF TWO COMPOSITE MATERIALS SUBMITTED TO HIGH TEMPERATURE / [pt] AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE DOIS MATERIAIS COMPÓSITOS APÓS EXPOSIÇÃO A ALTA TEMPERATURADANIELA GOMES SCHMIDT 20 April 2017 (has links)
[pt] A utilização de materiais compósitos de matriz polimérica em plataformas de petróleo é impulsionada pela necessidade de aumentar a vida útil dos componentes em ambientes corrosivos, contribuindo para uma menor demanda de manutenção e uma maior continuidade operacional. No entanto, estes materiais têm limitações quando são expostos a altas temperaturas e esta aplicação em navios e plataformas flutuantes está sujeita às regras das Sociedades Classificadoras. Um dos requisitos é a demonstração de que as grades em compósito retêm um nível significativo de integridade mecânica após exposição a temperaturas elevadas, típica de um incêndio. No Brasil, a aplicação de grades de piso em material compósito para plataformas de petróleo teve início em meados dos anos 90. Durante os primeiros anos, estas grades eram fornecidas com matriz de resina poliéster, pois, além de atender aos requisitos de desempenho da época, tinham um custo mais favorável. Atualmente, para convés aberto, onde pessoas podem permanecer como um refúgio seguro temporário ou estações de embarque de botes salva-vidas, os critérios de segurança das Sociedades Classificadoras são mais restritivos e apenas grades de piso em resina fenólica podem ser utilizadas. Este estudo tem como objetivo avaliar o comportamento mecânico de dois materiais compósitos após exposição a uma temperatura de 250 graus Celsius. O primeiro material consiste de um compósito de matriz poliéster isoftálica e o segundo de resina fenólica, ambos reforçados com fibra de vidro. Análise termogravimétrica foi aplicada para avaliar a estabilidade térmica dos s materiais. As microestruturas foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Corpos de provas dos materiais como recebido e após degradação térmica foram submetidos a ensaios de flexão em três pontos. / [en] The use of non-metallic composites floor gratings in offshore platforms is driven by the need of increased component life in corrosive environments. As a result, these floor gratings contribute to a lower demand of maintenance and greater operational continuity. However, these composite materials have limitations when are exposed to high temperatures. The application of these floor gratings on ships and floating offshore platforms is subject to the acceptance of Classification Societies rules. One of the requirements is to demonstrate that the gratings retain a significant level of mechanical integrity during and after a high temperature exposure, as a fire scenario. In Brazil, in the mid - 90s, polyester resin was chosen as matrix for composite floor gratings. Nowadays, for open decks on oil exploration platforms where groups of people are likely to assemble such as temporary safe refuge or lifeboat embarkation area, due to more restrictive safety criteria as smoke density, gas toxicity and mechanical integrity in fires, only phenolic-based gratings are acceptable. This study aims to evaluate and compare the mechanical behavior of two composite materials after being exposed to a thermal degradation. One material consists of an isophthalic polyester resin and the other of a phenolic resin. Thermogravimetric analysis was applied to evaluate the thermal stability of materials. Evaluation of flexural mechanical properties of these composites, as received and after being exposed to 250 Celsius degrees, were performed. The microstructures of the two polymeric glass fiber-reinforced composites were characterized using optical microscopy and also by scanning electron microscopy.
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[pt] CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA, QUÍMICA E TÉRMICA DE SUCATA ELETRÔNICA VISANDO DEFINIR UMA ROTA PARA RECUPERAÇÃO DE MATERIAIS / [en] MORPHOLOGICAL, CHEMICAL AND THERMIC CHARACTERIZATION OF EWASTE IN ORDER TO DEFINE A ROUTE FOR MATERIALS RECOVERYJULIANA SANTOS SETTE DE OLIVEIRA 09 February 2021 (has links)
[pt] O crescimento da produção de resíduos sólidos devido a evolução
tecnológica, principalmente nos países em desenvolvimento, vem
apresentando-se de maneira acelerada. Esta evolução acarreta na produção
de novos produtos eletrônicos mais atualizados e, cada vez
mais sofisticados quanto à composição química, com novas funcionalidades,
tornando os antigos dispositivos obsoletos. O consumo exarcebado
destes novos produtos contribui para um problema que ganha cada
vez mais relevância no cenário mundial, o acúmulo de lixo eletrônico
de origem urbana. O presente estudo contemplará como matéria prima
amostras de placas de circuito impresso de computadores, conhecidas
como PCIs, que são um padrão de barramentos, destinado a conectar
periféricos à placa-mãe. Tendo em vista que nestes resíduos os teores
de metais são tipicamente superiores àqueles de reservas naturais,
torna-se interessante buscar rotas que viabilizem a reciclagem desses
resíduos com a concomitante recuperação de constituintes de interesse
ou concentração de precursores em distintos grupos para a posterior recuperação
de metais. Nesta abordagem, foram realizadas análises termogravimétricas
para acompanhar as melhores condições de processo
e caracterização do material e produtos através de MEV/EDS. Assim,
este material, tipicamente constituído por material orgânico (ex: plásticos
como PVC) e constituintes inorgânicos (ex: metais e ligas metálicas),
será submetido a um processamento térmico em forno tubular a 350 graus C
em atmosfera inerte, seguido de etapas de concentração. A partir de
300 graus C a perda de massa se mantém constante, em torno de 30 por cento, e
nas seguintes etapas aplicadas, 15 por cento da amostra total em constituintes
metálicos com alto valor agregado, no caso Cu, Ni e Au, podem seguir
para recuperação. / [en] The production of solid residues due to technological development has
been increasing fast, mainly in developing countries. This growth leads
to the manufacture of improved electronic products with varied functions,
which not only are better versions of the old ones but also more sophisticated
in their chemical compounds. The excessive consumption of the
new devices contributes to an issue which has been increasing internationally:
the accumulation of electronic waste. The raw material used in
this study are samples of computer printed circuit boards (PCBs), which
are a bus pattern that connects peripherals to the motherboard. Since
the metal content in these residues are typically more elevated than in
the ones located in natural reserves, it is interesting to find ways to recycle
those residues while recovering components of interest or precursor
concentrations in distinct groups for later metal recovery. Thermogravimetric
analysis were performed on this approach in order to observe the
best conditions of the process and the characterization of material and
products was through SEM/EDS. Thus, this material, typically composed
by organic material (such as plastic or PVC) and inorganic constituents
(such as metals and alloys), undergoes a thermal processing in tubular
furnace at 350 C degrees in inert atmosphere, followed by the concentration
steps. The mass loss is constant from 300 C degrees on, around 30 percent. In the
following steps, 15 percent of the total sample presents metallic components
with high added value, such as Cu, Ni and Au, may be recovered.
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[en] INFLUENCE OF COPPER (0) AND COPPER (II) ON THE DEGRADATION OF CANOLA AND SUNFLOWER OILS SUBMITTED TO THERMAL STRESS / [pt] INFLUÊNCIA DO COBRE(0) E COBRE(II) SOBRE A DEGRADAÇÃO DE ÓLEOS DE CANOLA E DE GIRASSOL SUBMETIDOS A ESTRESSE TÉRMICO09 November 2021 (has links)
[pt] A qualidade dos óleos vegetais utilizados na produção de biocombustíveis está diretamente relacionada à qualidade do produto final. Como metais desempenham um papel significativo na oxidação do óleo vegetal, a sua presença é indesejável, mesmo em baixas concentrações. No presente trabalho, investigou
se como a presença de cobre, em diferentes estados de oxidação, cobre(0) ou cobre(II), afeta a estabilidade dos óleos de canola e girassol, auxiliando, assim, na compreensão dos mecanismos de oxidação dos mesmos. Óxido cúprico ou cobre metálico foram adicionados a amostras de óleo gerando suspensões contendo um teor de cobre equivalente a 2000 mg kg 1. As amostras foram mantidas a 90 graus celsius durante catorze dias. Periodicamente, foram retiradas alíquotas, que foram avaliadas quanto à estabilidade oxidativa através da determinação do índice de acidez, índice de iodo, espectroscopias de absorção nas regiões do UV Vis e do infravermelho (FT IR), espectroscopia Raman e do teste Rancimat. Os resultados confirmam que o cobre (não importa a espécie) participa ativamente do processo de degradação dos óleos vegetais, sugerindo que as espécies de metal não apenas influenciam a taxa de oxidação, mas também a extensão dos processos de degradação. Os espectros FT IR das amostras derivadas do óleo de canola mostraram um aumento na razão (I2856/I1747)tx/(I2856/I1747)t0, ou seja, uma diminuição dos grupos éster nas amostras de óleo contaminado com cobre. No entanto, não ocorreram alterações nas bandas com máximo em 1120 e 1098 cm 1, indicando que este metal atua como um catalisador no processo de hidrólise das ligações éster. Além disso, as razões (I2856/I3009)tx/(I2856/I3009)t0 e (I2856/I3010)tx/(I2856/I3010)t0 medidas por espectroscopia no FT IR para o óleo de canola e para o óleo de girassol, respectivamente, e a razão (I2856/I3012)tx/(I2856/I3012)t0 medida por espectroscopia Raman apresentaram um aumento mais pronunciado nas amostras contendo cobre. Contudo, os resultados obtidos sugerem que, durante a oxidação dos triglicerídeos, não ocorreu a quebra de ligações olefínicas, pois, embora tenha sido observado tanto por FT IR como por Raman que a banda relacionada ao v(C-H)cis diminuiu com o progresso da oxidação, não foi verificada significativa diminuição do índice de iodo, indicando que uma grande parte da oxidação nos óleos contaminados com cobre não envolveu diretamente a perda de duplas ligações, e sim a isomerização das duplas ligações cis direcionando a formação de produtos contendo ligações trans. Os dados deste trabalho indicam que o estado de oxidação +2 exerce um maior efeito catalítico do que o cobre na forma de partículas metálicas, uma vez que a diminuição no tempo de indução, assim como o aumento na formação de produtos secundários derivados de oxidação, acompanhada pela medição da absorvância a 270 nm, foi mais pronunciada nas amostras contaminadas com cobre(II). A extensão da isomerização das duplas ligações, acompanhada por FT IR e espectroscopia Raman, apontam neste mesmo sentido. Além disso, a influência de um antioxidante natural, curcumina, também foi avaliada. Verificou se que a sua adição às amostras de óleo contendo cobre(II) elevou a estabilidade frente aos ensaios realizados. / [en] The quality of vegetable oils used in biofuel production is directly related to the quality of the final product. As metals play a significant role in vegetable oil oxidation and degradation, their presence is undesirable, even at low concentrations. The present study investigated how the presence of copper, in different oxidation states, copper(0) or copper(II), affects the stability of canola and sunflower oil, thus aiding in the understanding of oil oxidation mechanisms. Cupric oxide or metallic copper were added to the oil samples generating suspensions containing overall copper amounts equivalent to 2000 mg kg 1. The samples were maintained at 90 celsius degrees for fourteen days. Aliquots were taken periodically and evaluated with regard to oxidative stability, by determining the acid value, iodine value, by absorption UV Vis and Infrared (FT IR) spectroscopy, Raman spectroscopy and the Rancimat test. The results confirm that copper, no matter in what oxidation state, participates actively in vegetable oil degradation, suggesting that the metal species do not only influence the oxidation rate, but also the extent of the degradation processes. The FT IR spectra of samples derived from copper contaminated canola oil showed an increase in the (I2856/I1747)tx/(I2856/I1747)t0 ratio, i.e., a decrease of the ester groups. However, no changes in the bands with maximums at 1120 and 1098 cm 1 were observed, indicating that this metal acts as a catalyst in the hydrolysis process of ester bonds. Furthermore, the (I2856/I3009)tx/(I2856/I3009)t0 and (I2856/I3010)tx/(I2856/I3010)t0 ratios measured by FT IR spectroscopy, for canola and sunflower oil, respectively, and the (I2856/I3012)tx/(I2856 /I3012)t0 ratio measured by Raman spectroscopy showed a more pronounced increase in the copper containing samples. However, the results also suggest that olefinic bonds did not rupture during triglyceride oxidation, since, despite the fact that a decrease in the band related to cis C-H vibration was observed by both FT IR and Raman during the oxidation progress, no reductions in the iodine value were observed, indicating that the majority of the oxidation in the copper containing oils did not involve the loss of double bonds, but the isomerization of cis double bonds, directing the formation of products containing trans bonds. The results reported in this study indicate that copper in the (II) oxidation state exerts a greater catalytic effect than Cu in the form of metal particles, since the decrease in the induction time, as well as the increase in the production of secondary oxidation products, verified by measuring the absorption intensity at 270 nm, was more pronounced in samples contaminated with copper(II). The influence of a natural antioxidant, curcumin, on the oxidation stability of vegetable oils was also evaluated, and its addition to the oil samples containing copper(II) increased oil stability.
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