Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-25Bitstream added on 2014-06-13T19:21:52Z : No. of bitstreams: 1 ferro_l_dr_rcla.pdf: 507040 bytes, checksum: 8569d113b387622fd192e005a1bbf02b (MD5) / As Redes Neurais Artificiais se constituem numa alternativa à computação programada tradicional e foram aplicadas em quase todos os ramos do conhecimento humano. Em Geotecnologia, no entanto, ainda são escassas as aplicações de maneira que, com este trabalho, procura-se mostrar que elas também podem ser aplicadas em indústrias de pisos e revestimentos cerâmicos do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, Estado de São Paulo. Para isso, foram utilizados corpos-de-prova elaborados, testados e analisados nas indústrias Triunfo Cerâmica e Rochaforte Cerâmica, com argilas oriundas de nove minas da região que constitui o Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes, dentre aquelas que representavam toda a coluna estratigráfica da Formação Corumbataí com amostras bem diferenciadas. Os dados obtidos relativos às variáveis físicas foram gentilmente cedidos pelo proprietário das indústrias acima citadas e as variáveis físicas usadas neste estudo são a Densidade de Prensagem (DP), a Densidade Aparente de Corpos-de-Prova Secos (DAS), a Retração Linear de Secagem (RLS), a Retração Linear de Queima (RLQ), a Perda ao Fogo (PF), a Carga de Ruptura (CR), a Absorção de Água (Abs) e o Módulo de Resistência à Flexão (MRF). Para a análise, os corpos-de-prova foram submetidos a quatro temperaturas de queima 1000°C, 1020°C, 1040°C e 1060°C, onde cada um destes valores deu origem a uma rede neural MLP (Multilayer Perceptron) de três camadas, para as quais foi usada a Regra do Aprendizado de Retropropagação do Erro (Backpropagation, do original em inglês) / Artificial Neural Networks constitute an alternative to traditional programmed computation and have been applied in almost all branches of human knowledge. However, they are rarely applied in Geotechnology, so this work aims to show that they can be applied in the flooring and ceramic tile industries in the Principial Ceramic Region of Saint Gertrudes, São Paulo State. For this purpose, proof specimens elaborated, tested and analyzed in the industries of Triunfo Cerâmica and Rochaforte Cerâmica were used. These proof specimens were composed of well differentiated clays from nine mines in the Principial Ceramic Region of Saint Gertrudes, and these mines are representative of all the stratigraphic column of the Corumbataí Formation. The data relative to physical variables were graciously provided by the owner of the above mentioned industries, and the physical variables used in this study are Pressing Density (DP), Bulk Density of Dry Specimens (DAS), Linear Shrinkage Drying (RLS), Linear Shrinkage Firing (RLQ), Loss on Ignition (PF), Tensile Strength (CR), Water Absorption (Abs) and Flexural Modulus of Resistance (MRF). For analysis, the proof specimens were subjected to four firing temperatures, 1000° C, 1020° C, 1040° C and 1060°C. Each one of these values gave rise to a neural network MLP (Multilayer Perceptron) of three tiers for which the Backpropagation rule of learning was used

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-13Bitstream added on 2014-06-13T20:43:25Z : No. of bitstreams: 1 rocha_rr_dr_rcla.pdf: 3474139 bytes, checksum: 1ede962f841164d643befd96a315a937 (MD5) / Este estudo procurou encontrar subsídios para fomentar inovações e melhorias de produtos cerâmicos com a utilização das rochas sedimentares de diversos estratos da Formação Corumbataí, localizados na região do pólo cerâmico de Santa Gertrudes, mediante estudos químico-mineralógicos associados às propriedades cerâmicas. A qualidade especial dessa matéria-prima conduziu a um grande crescimento produtivo na fabricação de uma única tipologia de revestimentos cerâmicos através da moagem via seca, tendo como consequências: a aceleração da atividade minerária, o aumento da oferta destes produtos no mercado e a diminuição das margens de lucro. A necessidade de se pensar na diversificação e inovação dos produtos cerâmicos é devido ao aumento da competitividade entre as empresas situadas no pólo, e também, com suas concorrentes nacionais e internacionais (China). Outros materiais, como a madeira, o cimento e polímeros, também concorrem com as vendas dos produtos cerâmicos, sendo que as cerâmicas são superiores nas propriedades de inércia química e limpeza, porém perdem na questão da instalação e do peso. A busca por um crescimento sustentável para a fabricação de produtos cerâmicos é muito importante para o pólo de Santa Gertrudes, por estar ligada ao extrativismo mineral e também por ser uma das maiores indústrias empregadoras de recursos humanos da região. A caracterização química e mineralógica explicou as diferenças encontradas nas propriedades cerâmicas medidas, assim como nas distribuições granulométricas e plasticidades, cujas influências são muito importantes para o processamento cerâmico, mostrando a diferença existente entre as amostras de diferentes estratos dos perfis... / This study aims to find innovations and improvements of the ceramic products by using the various strata of Corumbataí Formation, which are located in the ceramic region of Santa Gertrudes, and using the information obtained by the association between the chemical-mineralogical analyses and the ceramic properties. The special quality of this raw material has led to a great increase in the production of a single type of ceramic tiles obtained by the dry grinding process, causing some consequences like these: accelerated mining activity, the increase in the supply of these products in the market and the decrease in the profit. The need of thinking about the diversification and the innovation of the ceramic products is due to the increased competition among the companies located in the area and also among their national and international competitors (China). Other materials such as wood, cement and polymers, also compete with the ceramic products in sales, where the ceramics are superior in the chemical properties and cleanliness, but inferior concerning weight and installation. The search for a maintainable growth for the manufacturing of ceramic products is very important to Santa Gertrudes, as this industrial area is one of the biggest employers of human resources in this region and it is related to the mineral extraction. The chemical-mineralogical characterization explained the differences found in the ceramic properties which were measured, as well as in the particle size distributions and plasticities, whose influences are very important to the ceramic process, showing the existing difference among the samples of different strata of the stratigraphic column most used by the ceramic industries. With this information the quality of these raw materials... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5364.pdf: 3650562 bytes, checksum: ff2e4c9a2405a7d1c18ac564fe045688 (MD5) Previous issue date: 2013-06-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Polymer nanocomposites filled with lamellar silicates are considered hybrid materials (organic-inorganic) of great interest both in industry and the universities, since their properties are superior to neat polymer. In this work LLDPE/ montmorillonite clay (Cloisite 20A) nanocomposites were prepared by diluting a masterbatch (20%w/w) clay, on a twin-screw extruder to get final concentrations of 1.5%, 2.5%, 5.0 %, 7.5% and 10.0% clay, by using LLDPE-g-MA as compatibilizer in a 2:1 ratio with the montmorillonite clay. With the aid of the techniques for structural characterization, it was observed that the montmorillonite clay shows good distribution in the nanocomposite up to 5.0% clay and, moreover these samples clay are dispersed in intercalated and exfoliated (predominantly) forms. In nanocomposites 7.5 and 10.0% clay was observed that the distribution and dispersion are impaired, coexisting intercalated and aggregate clay form (predominantly). TEM images were used to estimate the aspect ratio of the dispersed clay in the nanocomposite. In this case, the nanocomposite with 1.5% clay showed value between 10 and 12. Using thermogravimetric analysis, it was possible to evaluate the thermal stability. In this case can be observed that the clay increased the thermal stability of the matrix of LLDPE with only 1.5% clay. DSC curves showed that there is no strong interaction between montmorillonite clay and LLDPE, since there is no displacement of the melting peaks of these nanocomposites compared to the peak of neat LLDPE. The clay improves also the mechanical properties of the nanocomposites relative to LLDPE and increase the modulus value around 50% and 20% for impact resistance with 5.0% montmorillonite clay. The gas permeation test shows that the montmorillonite clay improves the barrier property of LLDPE to water vapor, oxygen and carbon dioxide. In addition, the sorption test shows that the clay improves also the barrier property to dichloromethane molecules. Finally these montmorillonite clay nanocomposites were exposed to water and fuels aging and after this their properties were characterized and it was related to their structure after aging. In this case, it is observed that the aging process causes a change in its structure and it reflects the final property of polymeric material (mechanical, thermal, barrier). / Os nanocompósitos poliméricos preenchidos com silicatos lamelares são materiais híbridos (orgânico-inorgânico) de grande interesse, tanto nas indústrias quanto nas universidades, uma vez que suas propriedades são geralmente superiores ao polímero puro. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de LLDPE/argila montmorilonita (Cloisite 20A) através da diluição de um concentrado contendo 20% de argila, em uma extrusora dupla rosca obtendo-se concentrações finais de 1,5%; 2,5%; 5,0%; 7,5% e 10,0% (m/m) de argila em massa, sendo utilizado o LLDPE-g-MA como compatibilizante na proporção de 2:1 com a argila montmorilonita. Com o auxílio das técnicas de caracterização estrutural foi possível observar que a argila apresenta uma boa distribuição nos nanocompósitos até 5,0% de argila e, além disso, nessas amostras a argila está dispersa na forma esfoliada e intercalada, prevalecendo à primeira forma. Nos nanocompósitos com 7,5 e 10,0% de argila observa-se que a distribuição e a dispersão são prejudicadas, coexistindo, nesse caso, a argila na forma intercalada e agregada (majoritariamente). Através das imagens de MET foi possível estimar a razão de aspecto da argila dispersa no nanocompósito e, nesse caso, o nanocompósito com 1,5% de argila apresentou um valor entre 10 e 12. Com o auxílio das técnicas de análise térmica foi possível, utilizando a análise termogravimétrica, observar que a argila aumentou a estabilidade térmica da matriz do LLDPE, sendo a concentração de 1,5% de argila a mais adequada para essa finalidade. O DSC mostrou que não há forte interação entre a argila e o LLDPE, pois não há deslocamento dos picos de fusão dos nanocompósitos em relação ao pico do LLDPE. A argila melhora, também, a propriedade mecânica dos nanocompósitos em relação ao LLDPE, sendo esse aumento próximo a 50% para o módulo elástico e próximo a 20% para a resistência ao impacto com 5,0% de argila. O ensaio de permeação a gases mostra que a argila melhora a propriedade de barreira desse material ao vapor de água, oxigênio e ao dióxido de carbono. Além disso, o ensaio de sorção mostra que a argila melhora, também, a propriedade de barreira as moléculas do dicloro metano. Por fim esses nanocompósitos foram expostos ao envelhecimento em água e combustíveis, sendo após esse período analisadas as suas propriedades e relacionadas com a sua estrutura pós-envelhecimento. Nesse caso, observa-se que o envelhecimento causa uma mudança na estrutura das amostras e isso reflete na propriedade final desse material polimérico (mecânica, térmica, transporte).

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5422.pdf: 3644753 bytes, checksum: dd0cda894776c36621ee58e8635103e3 (MD5) Previous issue date: 2013-08-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / This research proposed a preparation method for a nanocomposite, able to control the delivery of high quantities of an active compound, inserted on its matrix, in order to prospect an application for the controlled delivery of herbicides. To that, a nanocomposite system was prepared based on the exfoliation of a clay mineral in a continuous starch phase, loading around 50% weight of a model herbicide ametryne. The starch was loaded with 50 to 80% of montmorillonite, dispersed through the starch gelification at 90o C in water. The herbicide was added during the cooling process, at 70o C. The materials were characterized by X-ray diffraction and thermal analyses, where the intercalation of the biopolymer in the clay lamellar structure was observed. The herbicide release showed that the releasing behavior was governed by the starch amount in the nanocomposite, for short periods, and by the clay, in longer periods. It was observed also a synergic effect between the nanocomposite constituents, since the reference materials (produced with starch: ametryne or clay: ametryne) did not showed adequate release behaviors. However, this behavior was shown as governed by physical barriers for the ametryne diffusion, since nuclear magnetic resonance in solid state experiments showed that the starch: ametryne interactions were weak. On the other hand, the starch: clay interactions were shown by the same technique, supporting the synergic behavior of the release. Finally, the nanocomposite system improved the resistance to the UV light attack, reducing the herbicide volatilization under irradiation. This effect was evaluated by mass loss experiments after different irradiation times, compared to infrared spectroscopy measurements. / Este trabalho propôs um método de preparo de um nanocompósito capaz de controlar a liberação de altas quantidades de um composto ativo presente em sua matriz, com a finalidade de prospectar uma aplicação para a liberação controlada de herbicidas. Para tanto, foi proposto um sistema nanocompósito à base de um argilomineral esfoliado em uma matriz de amido, incorporando cerca de 50% em massa de um herbicida modelo, a ametrina. Foram preparados sistemas com teores de 50 a 80% de um argilomineral, a montmorilonita, disperso através da gelificação a 90o C do amido em água, sendo o herbicida adicionado durante o processo de resfriamento, a 70o C. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X e análises térmicas, comprovando-se a intercalação do biopolímero com as lamelas do argilomineral. A avaliação da liberação do herbicida demonstrou que o padrão de liberação segue um comportamento governado pela quantidade de amido, em tempos curtos, e pelo argilomineral, em tempos longos. Observou-se ainda um efeito sinérgico entre os componentes, visto que materiais de referência produzidos apenas com amido: ametrina ou argilomineral: ametrina não apresentaram bons comportamentos de liberação. No entanto, observou-se que a liberação é governada principalmente por barreiras físicas para a difusão da ametrina, visto que as interações entre ametrina e amido foram fracas, como avaliado por ressonância magnética nuclear no estado sólido. Por outro lado, as interações do amido com o argilomineral foram confirmadas pela mesma técnica, reforçando o caráter sinérgico de controle da liberação observado. Por fim, o sistema nanocompósito apresentou-se como uma alternativa para reduzir o ataque da luz ultravioleta no herbicida, reduzindo sua volatilização. Esse efeito pôde ser avaliado por experimentos de perda de massa após irradiação, em diferentes tempos, comparados a espectroscopias no infravermelho.

O conhecimento sensível e criador com argila afirma a arte em sua função estética, social, política, ética e ecológica e se posiciona a partir de práticas educacionais e estéticas. Este trabalho relata o processo instituinte de uma oficina com barros desta região, junto à Secretaria de Cultura do Munícipio de Bagé/RS, que buscou vias de acesso a esta cultura. Propõe reflexões que tornaram possível compreender o quanto a arte, a educação e a ecologia podem estar interligadas se não forem tomadas como partes independentes do conhecimento desvinculado da vida. O presente trabalho com argilas, com os sujeitos singularizados e o método fenomenológico permeado pelo diálogo com a proposta de imaginação material lançada por Gaston Bachelard, articulado a outros autores, permitiram configurar esta pesquisa como possível pedagogia da imaginação capaz de gerar espaços vitais.

Este trabalho investigou a previsão do tempo de secagem de uma massa cerâmica à base de argila vermelha, proveniente de uma indústria situada na região de Gravataí-RS. O material foi misturado nas composições de 0%, 5% 8% e 10% em peso em relação à argila de sua chamota (queima a 950°C), e caracterizado quanto à composição química, mineralógica e granulométrica. À massa cerâmica foi adicionada água até o limite de plasticidade mais 3% (base seca), sendo, então, homogeneizada, conformada por extrusão (a vácuo) e submetida à secagem por convecção em uma atmosfera psicrometricamente controlada As condições praticadas são as típicas de processos de secagem industrial: temperaturas de 40ºC, 50ºC e 60ºC, umidade relativa de 40% e velocidade do ar de 1,5 m/s. Para tanto, foi desenvolvido um aparato experimental de bancada que controlou, monitorou e registrou as perdas de massa (água) em tempo real. Foram elaboradas curvas de perda de massa pelo tempo e determinada a umidade crítica, através das diferenciais da perda de massa pelo tempo baseando-se nas curvas de Bigot e calculada a velocidade de perda de massa instantânea. Foram determinadas curvas de regressão linear, e a estimativa do tempo de secagem, em função da temperatura do ar de secagem e da quantidade de chamota. Os corpos-de-prova foram ainda caracterizados em função de sua resistência mecânica, cuja variação foi quantizada pela estatística de Weibull. Foram realizados 30 ensaios para cada conformação, sendo que para cada batelada foram utilizados três corpos-de-prova por ciclo de secagem. Os resultados mostraram que à medida que se aumenta a proporção de chamota e a temperatura de secagem, aumenta a velocidade de secagem, tendo como consequência a diminuição do tempo de secagem. Esses fenômenos foram equacionados de acordo com cada formulação, servindo de base para um modelo de estimativa do tempo de secagem de argilas, nas mesmas condições aqui retratadas. Isso permite uma previsão de maneira otimizada, do tempo que o material fica submetido à secagem, antes do início do processo de queima, tendo como consequência economia de energia e tempo quando de sua utilização no processo industrial. / This study investigated the prediction of the drying time of a ceramic-based red clay, from an industry located in the region of Gravataí-RS .. The material was mixed in the compositions of 0% 5% 8% and 10% by weight in relation to its chamotte clay (firing at 950 ° C), and characterize d for chemical composition, mineralogical and particle size. In the ceramic body water was added to the plastic limit plus 3% (dry basis), and then homogenized, formed by extrusion (vacuum) and subjected to convective drying in a controlled environment psychrometric conditions applied are the typical industrial drying processes: temperatures of 40 º C, 50 º C and 60 º C, relative humidity of 40% and air velocity of 1.5 m / s. To this end, we developed an experimental apparatus who managed, monitored and recorded losses of mass (water) in real time. They have been drawn curves of mass loss over time and determined the critical moisture through the differential mass loss by the time in the Bigot curves and calculated the speed of instant weight loss. We determined linear regression curves and the estimation of drying time, depending on the temperature of the drying air and the amount of chamotte. The samples were further characterized according to their strength, whose variation was quantized by the statistical Weibull. 30 tests were performed for each conformation, and for each batch were used three bodies of test by drying cycle. The results showed that as increasing the proportion of chamotte and the drying temperature increases the drying rate, resulting in the decrease of drying time. These phenomena were equated according to each formulation serving of base for a model to estimate the drying time of clay under the same conditions depicted here, with an estimated optimally, the time that the material is subjected to drying before the beginning of the burning process of firing process, resulting in savings and time when its use in industrial process.

Este trabalho investigou a incorporação de um resíduo da indústria petroquímica de rerrefino de óleos minerais, uma argila contaminada com hidrocarbonetos, como matéria-prima para a indústria cerâmica tradicional. O resíduo foi incorporado a uma massa cerâmica com o objetivo de obter produtos de cerâmica vermelha. As matérias-primas utilizadas foram caracterizadas quanto à composição mineralógica, química e granulométrica. Neste estudo, foram realizadas formulações com 0%, 3%, 5%, 10% e 15% em massa de resíduo para a obtenção dos corpos-de-prova. Os corpos-de-prova obtidos foram sinterizados nas temperaturas de 1000°C, 1050°C, 1100°C, 1150°C. Foram avaliadas as seguintes propriedades tecnológicas: absorção de água, porosidade aparente, retração linear de queima e resistência à flexão a quatro pontos. Os resultados obtidos mostraram que a incorporação de resíduo na massa cerâmica apresentou melhor desempenho nas suas propriedades tecnológicas, enquadrando-se a normas para produtos cerâmicos tradicionais, como telhas, blocos cerâmicos e pisos de revestimentos. Em consideração ao aspecto ambiental, as amostras foram submetidas aos ensaios de lixiviação, solubilização e emissões gasosas. Nos testes de lixiviação não foram encontrados elementos que a classificassem como resíduo perigoso de acordo com a NBR 10.004. Nos ensaios de solubilização, todas as composições com adição de resíduo na temperatura de 1000°C foram classificadas como resíduo classe II A – não inertes, enquanto a 1150°C foram classificadas como resíduo classe IIB- inertes. Em relação às emissões gasosas, estas apresentaram baixas concentrações dos elementos zinco, sódio, cálcio e silício na água coletada durante a queima. Os resultados indicaram a possibilidade de utilização deste resíduo na produção de cerâmica vermelha. / This work investigated the incorporation of a waste of the petrochemical industry of mineral oils rerefining, a clay contaminated with hydrocarbons, as raw material to traditional ceramic industry. The waste was incorporated into the ceramic mass to obtain red ceramics products. The raw material was characterized by the mineralogical, chemical and granulometric composition. In this study were incorporated 0, 3, 5, 10 and 15 % waste weight to formulate the samples. The samples were sintered at temperatures 1000°C, 1050°C, 1100°C and 1150°C. The technological properties evaluated were: water absorption, apparent porosity, linear shrinkage and flexural rupture strength by the four point test. The results obtained showed that the waste added to the ceramic mass contributed to improve the quality of the ceramic samples. In the environmental aspects, the samples were submitted to leaching and solubilization tests and gaseous emissions. In the leaching test samples did not present elements classified as dangerous, according to NBR 10004. In the solubilization test, all compositions with waste, sintered at 1000°C, were classified as class IIA -not inert and at 1150°C class IIB - inert. The gaseous emissions demonstrated low concentration of the elements: zinc, sodium, calcium, and silicium in the water collected during the sinterization process. The results indicated the possibility of using this waste in the red ceramic production.

No presente trabalho nanopartículas de prata (NPsAg) foram preparadas via fotoquímica na presença de citrato de sódio ou argila (SWy-1, SYn-1 e Laponita B) como estabilizantes e, Irgacure 2959 ou Lucirin TPO como fotorredutores. As NPsAg foram caracterizadas por Espectroscopia de UV-Vis, Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Difração de raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Durante a síntese fotoquímica, foi observado o aparecimento de uma banda de absorção plasmônica por volta de 400 nm, seguida pela alteração da coloração da solução, passando de incolor para amarela, indicando a formação das nanopartículas. As imagens de MET revelaram que durante a formação ocorre a rápida redução da prata, originando pequenas partículas esféricas, como também grandes aglomerações de prata. Durante a irradiação os aglomerados maiores desaparecem por fotofragmentação, as partículas menores coalescem até atingirem certa estabilidade e, no final da irradiação, apenas partículas de morfologia esférica estão em solução. O tipo de estrutura (intercalada ou esfoliada) obtida após a fotorredução da prata mostrou ser um fator determinante no tamanho e estabilidade das NPsAg. Os resultados de DRX mostraram que as amostras de NPsIrg/Lap B, NPsLuc/Lap B e NPsLuc/SWy-1 apresentaram alguma esfoliação da argila após a redução da prata. Nesse caso, as NPsAg obtidas foram mais uniformes e com menores diâmetros (~3 nm). A esfoliação da argila promove uma maior área de adsorção e estabilidade para as NPsAg. Por outro lado as amostras com estrutura intercalada (NPsIrg/SWy-1) e não intercalada (NPsIrg/SYn-1 e NPsLuc/SYn-1) revelaram partículas com diâmetros maiores (5-12 nm), não uniformes e agregação de algumas partículas. A atividade antimicrobiana das argilas puras, NPsLuc/Citrato e NPsLuc/Argila, foi investigada contra as bactérias Escherichia coli (E. coli) e Staphylococcus aureus (S. aureus). A amostra de NPsLuc/SWy-1 apresentou uma ótima atividade antimicrobiana contra ambas as bactérias testadas (~ 4% de índice de sobrevivência). Por outro lado, a argila Laponita B e NPsLuc/Lap B não demonstraram nenhuma atividade antimicrobiana. A presença de sítios ácidos na região interlamelar da argila SWy-1 contribui na liberação de íons Ag+ da superfície das NPsAg e, consequentemente, melhora a atividade antimicrobiana das NPsAg. Os resultados de fotocalorimetria (PCA) mostraram que os valores da porcentagem de conversão e da velocidade de polimerização (Rp) diminuem com a adição de NPsAg (5 e 10% v/v). A porcentagem de conversão mudou de 61%, na ausência de NPsAg/Citrato e NPsAg/Argila, para aproximadamente 53% na presença de de NPsAg/Citrato e NPsAg/Argila. A presença das nanopartículas pode ser responsável por uma menor penetração de luz ao sistema. Portanto, a fotólise do fotoiniciador pode ser menos eficiente. / In the present work was obtained by photochemical method silver nanoparticles (AgNPs) in the presence of citrate or clay (SWy-1, SYn-1, and Laponite B) as stabilizers and Irgacure 2959 or Lucirin TPO as photoreductors. AgNPs were characterized using UV-Vis pectroscopy, Dynamic Light Scattering (DLS), X ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM). During the photochemical synthesis was observed a plasmon absorption band around 400 nm, followed by a change of colour in the solution, from colorless to yellow, indicating the formation of nanoparticles. TEM images revealed that during the formation occurs a fast silver reduction, resulting in spherical particles and large silver clusters. During the irradiation, large aggregates desappeared for photofragmentation, smaller particles coalesce to achieve some stability and in the end of irradiation only spherical morphology particles were in solution. The typical structure (intercalated or exfoliated) obtained after silver photoreduction proved to be a determining factor in the size and stability of AgNPs. XRD results showed that NPsIrg/Lap B, NPsLuc/Lap B and NPsLuc/SWy-1 samples presented some clay exfoliation after the silver reduction. The XRD results of AgNPs samples stabilized with Laponite B (NPsIrg/Lap B e NPsLuc/Lap B) and NPsLuc/SWy-1 presented exfoliated and partially exfoliated structures, respectively. In this case, AgNPs obtained were more uniform and presented smaller diameters (~ 3 nm). The clay exfoliation promoted greater absorption area and stability for AgNPs. On the other hand, samples with intercalated (NPsIrg/SWy-1) and non intercalated (NPsIrg/SYn-1 e NPsLuc/SYn-1) structure, presented particles with larger diameters (5-12 nm), non uniform and some aggregation of these particles. The antimicrobial activities of pure clays, NPsLuc/Citrate and NPsLuc/Clay were investigated against Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus). The NPsLuc/SWy-1 sample showed good antimicrobial activity against both tested species (~ 4% survival index). On the other hand, Laponite B and NPsLuc/Lap B samples did not demonstrate any antimicrobial activity. The presence of the acid sities in the interlayer region of the SWy-1 clay contributed to the Ag+ ions release from the AgNPs surface, and consequently improving the AgNPs antimicrobial activity. The results showed that the conversion degree and the polymerization rate (Rp) values decreased with the addition of AgNPs (5 and 10% v/v). The conversion degree changed from 61%, in the absence of AgNPs/Clay, to 53% in the presence of the AgNPs/Clay. The presence of silver nanoparticles can be responsible for less light penetration into system. Therefore, the photolysis of the photoinitiator can be less efficient.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2914.pdf: 12714015 bytes, checksum: 239b87da5b5783aed2df40025ffe159f (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / Nanocomposites of Plasticized PVC with organoclays have a large potential to improve the thermal resistance of PVC as well as its flame retardancy. However, a great problem in the production of PVC nanocomposites is the decomposition of conventional organic ammonium salts incorporated on the clay which can catalyze PVC degradation and lead to deterioration of thermal, mechanical and optics properties. The aim of this work was preparing organophilic clays with others organic modifiers more thermally stable and comparing with commercial clays, hoping it could improve plastificized PVC thermal properties and to evaluate the structural characterization and thermal, mechanics properties. It were three organic modifiers: two phosphonium salts and a silane agent coupling. The nanocomposites of plastificated PVC with the organoclays were obtained via melt intercalation method using a single screw extruder and a rheometer. The samples were molded by compression into specimens to obtain tensile properties and flammability properties. The thermal stability of nanocomposites was analyzed from Metrastatsystem, TGA and the retardancy flame was analyzed from Cone Calorimeter and oxygen indice. Thermo-gravimetric analysis showed that the thermal decomposition temperatures of these organoclays is superior to that of the ammonium counterpart. In spite of the high thermal resistance of the phosphonium organoclays, the nanocomposites prepared with these oganoclays presented an intense dark appearance and began to degradate in small times, suggesting a strong degradation of PVC. On the other hand, nanocomposites prepared with organoclays modified with silane agent coupling showed an improved thermal resistance, however it hasn´t showed exfoliated structures. The Plasticized PVC Nanocomposite / Cloisite 30B and Plasticized PVC Nanocomposite Nanocor Phosphonium 1 were the systems that shown best moduls compared to pure compound. The decomposition of phosphonium salts don´t promoved injuries on the mechanical properties of these materials. The chemistry structure of organic modifier of Cloisite 30B, containing a functional group OH, improved the exfoliation of this organoclay in the polymeric matrix. / Nanocompósitos de PVC Plastificado / argila organofílica apresentam um grande potencial para melhorar a resistência térmica bem como a sua retardância de chamas. Entretanto, um grande problema encontrado na produção de nanocompósitos de PVC é a decomposição de sais orgânicos convencionais incorporados na argila que podem catalisar a degradação do PVC e levar a deterioração das propriedades mecânicas, ópticas e térmicas. O objetivo deste trabalho foi preparar argilas organofílicas utilizando modificadores orgânicos mais estáveis termicamente que os sais convencionais usados comercialmente e comparar com argilas comerciais, buscando-se que esta nova série de modificadores orgânicos fosse mais adequada ao PVC Plastificado e desenvolver nanocompósitos com estas nanoargilas, além de avaliar a sua estrutura e propriedades. Foram utilizados três modificadores na modificação da argila Cloisite e Nanocor sódica: dois sais de fosfônio e um agente de acoplamento silano. Os nanocompósitos de PVC plastificado / argilas organofílicas foram obtidos por intercalação no estado fundido utilizando uma extrusora mono-rosca e um reômetro de torque. As amostras foram moldadas por compressão para obter os corpos de prova e avaliar as propriedades mecânicas e térmicas. A estabilidade térmica dos nanocompósitos foi analisada por estufa Metrastatsystem e Análise Termogravimétrica (TGA) e a resistência à chamas foi analisada por Índice de Oxigênio e Calorímetro de Cone. As análises de TGA mostraram que as temperaturas de decomposição térmica destas argilas organofílicas são superiores às das argilas tratadas com sais de amônio convencionais. Apesar da alta resistência térmica das argilas organofílicas tratadas com os sais de fosfônio, os nanocompósitos preparados com estas argilas apresentaram uma aparência escura e começaram a degradar em tempos menores sob alta temperatura, sugerindo uma forte degradação do PVC. Por outro lado, os nanocompósitos preparados com argilas modificadas com o agente silano exibiram uma resistência térmica maior, embora não tenham promovido a formação de estruturas esfoliadas. O nanocompósito de PVC / argila Cloisite 30B e o nanocompósito de PVC / argila Nanocor Fosfônio 1 foram os sistemas que apresentaram maiores módulos comparados ao módulo do composto puro. Apesar da decomposição dos sais de fosfônio e sal de amônio ter provocado alteração na cor dos nanocompósitos de PVC Plastificado, esta não provocou prejuízos nas propriedades mecânicas destes materiais. A estrutura química do modificador orgânico da Cloisite 30B, contendo um grupo funcional OH, contribuiu para uma melhor esfoliação da argila organofílica na matriz polimérica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6451.pdf: 8418213 bytes, checksum: 272dcc68a458348ed8bc0a61401da437 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / Toughened polyamide 6 (PA6) nanocomposites were obtained by incorporation of acrylonitrile-EPDM-styrene (AES). As compatibilizing agents was used the copolymer methyl methacrylate-anhydride (MMA-MA). The effect of the blending protocol of the components and of the addition of three montmorillonites (Cloisite®30B, Cloisite®20A and Cloisite®Na+) was investigated. The nanocomposites were prepared in a twin screw extruder and then its microstructure, lamellar structure, mechanical, thermal and rheological properties were characterized. The morphology and properties of the nanocomposites were significantly affected by different nanoclays and blending protocol. The characterizations by transmission electron microscopy (TEM), small angle X-ray scattering (SAXS) and wide angle X-ray difraction (WAXD) indicated intercalated structures for the nanocomposites with Cloisite®20A and Cloisite®Na+, in contrast to the ones prepared with Cloisite®30B that exhibited exfoliated structure. The addition of nanoclays in the blends increased the modulus for all nanocomposites with respect to the pure blend. Excellent impact strength results were obtained for the nanocomposites compatibilized with MMA-MA with respect to the blend PA6/AES and ternary systems ternary (PA6/AES/clay), demonstrating the effective presence of the copolymer as a compatibilizer of these systems. It was observed a good correlation between mechanical properties and morphology. An increase in rigidity is accompanied by a corresponding increase in toughness when the clay is present in both phases. A significant increase in long period of nanocomposites compared to the PA6 was observed through SAXS results. In this work, polymer blends compatibilized with MMA-MA were also prepared and a significant increases in the mechanical behavior these materials was observed. / Nanocompósitos poliméricos de poliamida 6 (PA6) tenacificados foram obtidos através da incorporação de acrilonitrila-EPDM-estireno (AES). O copolímero acrílico metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA) foi utilizado como agente de compatibilização para este sistema. O efeito da ordem de mistura dos componentes e da adição de três argilas montmorilonitas (Cloisite®30B, Cloisite®20A e Cloisite®Na+) foi investigado. Os nanocompósitos foram preparados em uma extrusora de rosca dupla corotacional e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X de baixo ângulo (SAXS) e alto ângulo (WAXD), ensaios mecânicos, térmicos e reológicos. A morfologia e propriedades dos nanocompósitos foram significativamente afetadas pelas diferentes nanoargilas e sequências de mistura. As caracterizações por MET, WAXD e SAXS indicaram a presença de estrutura intercalada para os nanocompósitos com Cloisite®20A e Cloisite®Na+, em contraste com aqueles preparados com Cloisite®30B que apresentaram estrutura esfoliada. A adição das nanoargilas à blenda aumentou o módulo de elasticidade destes materiais. Excelentes resultados de resistência ao impacto foram obtidos para os nanocompósitos compatibilizados com o MMA-MA (sistemas PA6/AES/argila/MMA-MA) em relação à blenda PA6/AES e aos sistemas ternários PA6/AES/argila, evidenciando a presença efetiva do copolímero como agente de compatibilização destes sistemas. Foi possível obter um aumento na rigidez nas misturas com Cloisite®20A, acompanhado de um correspondente aumento na tenacidade quando a argila está presente em ambas as fases. Um aumento bastante significativo nos valores de período longo dos nanocompósitos em relação à PA6 foi observado através dos resultados de SAXS obtidos em diferentes temperaturas. Blendas poliméricas de PA6/AES compatibilizadas com MMA-MA também foram preparadas e foram verificados aumentos significativos nas propriedades mecânicas destes materiais em relação à blenda pura sem agente compatibilizante.