Nanocompósitos híbridos a base de resinas epoxídicas e argilas organofílicas têm sido desenvolvidos resultando em materiais com características mecânicas e térmicas melhoradas em relação aos compósitos convencionais. Entretanto, a incorporação de argila modificada altera as características reocinéticas de cura do polímero epoxídico ao mesmo tempo em que influencia nas características microestruturais responsáveis pelas propriedades mecânicas finais do compósito. Na literatura poucos estudos foram feitos sobre o efeito da carga nanoestruturada sobre as características reocinéticas de cura e também a aplicação de técnicas analíticas dielétricas que permitam o monitoramento do processo de cura nas condições atuais de trabalho. O estudo das características reocinéticas, dinâmico-mecânicas e dielétricas de compósitos de matriz epoxídica reforçado com argila do tipo montmorilonita organofílica foi realizado neste trabalho. Foram usados três tipos de argilas montmoriloníticas organofílicas comerciais Cloisite, com diferentes agentes modificadores e capacidade de troca iônica. Foi determinado pela análise por calorimetria exploratória diferencial (DSC) que a cinética de cura do sistema epóxi-anidrido, constituído por resina éter diglicidílico de bisfenolA (DGEBA), agente endurecedor anidrido hexahidroftálico (HHPA) e acelerador benzildimetilamina (BDMA), curado em dois estágios de temperatura, a 85 e 150oC, obedece ao modelo cinético de Sourour-Kamal no estágio de 85oC e ao modelo cinético de ordem n no estágio de 150oC. A análise cinética mostrou o efeito de aceleração da cura pelos diferentes tipos e composições de argilas. A análise dinâmico-mecânica (DMA) revelou dois picos nas curvas da tangente de perda, tan d, relacionados com as etapas de reação autocatalítica e de ordem n no estágio de cura a 85oC. Entretanto, os resultados do DMA não evidenciaram o efeito de aceleração da argila sobre a cura dos compósitos. Por outro lado, a análise dielétrica (DEA) apresentou resultados equivalentes aos da análise por DSC, evidenciando o papel de acelerador da cinética de cura da argila organofílica. A difração de raios X mostrou que as argilas sofreram intercalação no processo de cura. Como conclusão, o trabalho mostrou que as técnicas de análise cinética por DSC e DEA podem determinar a influência dos diferentes tipos e composições de argilas organofílicas. Não se determinou a influência específica que um tipo de argila teve sobre as características cinéticas e mecânicas dos compósitos nas composições estudadas. / Hybrid nanocomposites based upon epoxy resin and organophylic clay mixes have been intensively studied because of their better mechanical and thermal properties as compared to conventional composites. Nevertheless when the organoclay is added to the epoxy reactive medium it does affect the thermoset polymer chemorheological behavior. Such interaction can define the composite ultimate mechanical properties. In the literature few works were done concerning the influence of nanostructured filler on the reactive medium chemorheology. Also the use of dielectric analysis as a tool for monitoring and evaluating the curing process of nanostructured composite will be of practical interest because this analytical technique can be used to study the curing process under actual processing condition. The aim of this work is the study of chemorheological, dynamic mechanical, and dielectric analysis of epoxyorganoclay composites. Composites prepared with epoxy-anhydride resin and three different modified organoclays were analysed through differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), dielectric analysis (DEA), and X-ray diffraction. The epoxy system is a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) resin, a hexahydrophtalic anhydride as curing agent, and benzyldimethylamine (BDMA) as accelerator mechanically mixed with commercial organoclay Cloisite and heat treated in two stages: one, at 85oC where the chemical reaction occurs; and a second higher temperature stage, at 150oC, where the full cure is attained. The kinetics analysis revealed that the lower temperature cure obeys the Sourour-Kamal model, whereas the higher temperature post cure stage follows the order n model kinetics. The kinetics analysis also revealed the effect of clay as accelerator. The DMA tan d presented two distinct peaks related to the autocatalytic and n-order kinetics steps. However, the DMA results did not showed any evidence of the accelerating effect of clay. On the other side the DEA analysis presented equivalent results of DSC. The X-ray difractograms showed clay intercalation on composites studied. As conclusion the DSC and DEA techniques can be used as analytical tool to determine the influence of incorporation of organoclay on reactive polymer medium.

Os vidros metálicos baseados em Cu-Zr representam uma classe bastante promissora para a categoria de materiais estruturais, tendo em vista suas interessantes propriedades resultantes da natureza amorfa. Sabe-se que o oxigênio tem grande influência na formação da estrutura amorfa e consequentemente nas propriedades dessa classe de materiais. No presente trabalho, ligas amorfas baseadas em Cu-Zr foram analisadas termicamente a fim de se observar o comportamento das mesmas frente à contaminação com oxigênio. As análises térmicas foram realizadas em um equipamento de calorimetria exploratória diferencial (DSC), e as temperaturas características como de transição vítrea, cristalização, fusão e líquidus foram determinadas. Concluiu-se que conforme a literatura apresenta, o processo de cristalização é favorecido pela presença de oxigênio, causando uma queda na energia de ativação dos processos de cristalização das ligas trabalhadas. Através de ensaios que simularam tratamentos térmicos, cristalizou-se controladamente as amostras amorfas baseadas em Cu-Zr a fim de formar compósitos entre cristais e vidros metálicos buscando diminuir a fragilidade das ligas. / Cu-Zr-based bulk metallic glasses represent a very promising class of structural materials with interesting properties resulting from the amorphous nature. It is known that oxygen has a great influence on the formation of the amorphous structure and consequently on the properties of these materials. In the present work, Cu-Zr-based amorphous alloys were thermally analyzed in order to observe their behavior against oxygen contamination. Thermal analyzis were performed on a differential scanning calorimetry (DSC) equipment, and characteristic temperatures as glass transition, crystallization, melting and liquidus were determined. It was concluded that, according to the literature, the crystallization process is favored by the presence of oxygen, causing a decrease in the activation energy of the crystallization processes of the worked alloys. Through tests that simulated heat treatments, the amorphous samples were crystallized in order to form composites between crystals and metallic glasses in order to reduce the brittleness of the alloys.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoTecnologica.pdf: 2723623 bytes, checksum: 3e840dbe1764d87fc2b9f7df3fa203eb (MD5) Previous issue date: 2012-08 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento tecnológico de formas farmacêuticas particuladas obtidas a partir de solução extrativa (tintura) de partes aéreas de Arrabidea chica (pariri), empregando-se a secagem por spray drying. Investigou-se a influencia de adjuvantes tecnológicos (maltodextrina e goma arábica, isoladas e em associação) no desempenho da secagem e nas propriedades dos produtos secos. A tintura de A. chica foi concentrada em evaporador rotativo obtendo-se o extrato concentrado (EC) o qual foi adicionado dos adjuvantes tecnológicos e submetidos a secagem em spray drying. O processo de secagem foi avaliado através da determinação da recuperação de produto e eficiência térmica. As micropartículas (ES) foram avaliadas quanto a umidade residual; atividade de água; diâmetro médio das partículas; densidade bruta, densidade de compactação e índices de fluidez, perfil térmico e espectroscópico por IV. O monitoramento químico foi realizado por espectrofotometria UV-vis, utilizando como marcador químico os flavonoides (Ft), polifenois (Pt) e taninos totais (Tt) presentes na A. chica. A atividade antioxidante do produto foi avaliada pelo método DPPH e quimioluminescência. O teor de umidade nas ES teve seus valores na faixa de 2,77 a 4,69% estando dentro do especificado. Os valores de atividade de água ficaram abaixo de 0.2, que e favorável a estabilidade físico-química e microbiológica. O percentual de degradação dos marcadores químicos nas ES em relação ao EC ficou na faixa de 24 a 46% para Ft, de 48 a 56% para Pt, e de 53 a 72% para Tt, que pode estar associada a degradação térmica e oxidação dos compostos. Na analise por CCD, a tintura, o EC e os ES apresentaram os padrões luteolina e canferol mostrando que o processo de secagem não causou a perda destes compostos. A distribuição granulométrica mostra que os ES apresentaram diâmetro médio em torno de 10 μm sendo que as partículas apresentaram morfologia esférica e algumas com superfície rugosa. Através da determinação dos índices de fluidez e de acomodação dos pós obteve-se resultados característicos de pós com baixa fluidez e características de compressibilidade. A atividade antioxidante dos ES apresentou valores entre 32,17 a 44,53 μg/mL. Na analise colorimétrica, os parâmetros comprovaram a coloração vermelha-amarelada. A recuperação de produto ficou na faixa de 60 a 65% e os valores de eficiência térmica ficaram entre 36 % e 39%. As analises de espectroscopia na região do infravermelho e analises térmicas se mostraram ferramentas importantes na caracterização físico-química e controle de qualidade dos sistemas micropartículados obtidos. / This work aimed the technological development of particulate dosage forms obtained from extraction solution (tincture) from aerial parts of Arrabidea chica (Pariri), using the spray drying. We investigated the influence of processing aids (maltodextrin and arabic gum, alone and in a mixer) in drying performance and product properties. A. chica tincture was concentrated on a rotary evaporator to obtain the concentrated extract (CE) which was added to the processing aids and subjected to spray drying. The drying process was assessed through determination of product recovery and thermal efficiency. Microparticles (ES) were evaluated for residual moisture, water activity, average particle diameter, bulk density, packing density and flow properties, thermal profile and IR spectroscopy. The chemical monitoring was performed by UV-vis spectrophotometer, using chemical marker flavonoids (Ft), polyphenols (Pt) and total tannins (Tt) in the A. chica. The antioxidant activity of the product was evaluated by DPPH and chemiluminescence. The moisture content of the ES had their values in the range 2.77 to 4.69% being within the specified. The water activity values were below 0.2, which supports the physical and chemical stability and microbiological of dried products. The percentage of degradation of chemical markers in ES regard to CE was in the range 24-46% for Ft, 48-56% for Pt and 53-72% to Tt, which may be associated with thermal degradation and oxidation of the same compounds. In TLC analysis, tincture, CE and ES showing the luteolin and kaempferol patterns indicate that the drying process does not cause the loss of these compounds. The particle size distribution shows that the ES showed an average diameter of about 10 μm and the particles had a spherical morphology and with some rough surface. The flowability indices and accommodation of the powders obtained results are typical of powders with low flowability and compressibility characteristics. The antioxidant activity of ES presented values between 32.17 to 44.53 mg / mL. In the colorimetric analysis, the parameters proved the yellowish-red color. The recovery of product was in the range 60-65% and the thermal efficiency values were between 36% and 39%. Analyses of infrared spectroscopy and thermal analysis proved important tools in the physico-chemical characterization and quality control systems microparticulate obtained.

Nanocompósitos híbridos a base de resinas epoxídicas e argilas organofílicas têm sido desenvolvidos resultando em materiais com características mecânicas e térmicas melhoradas em relação aos compósitos convencionais. Entretanto, a incorporação de argila modificada altera as características reocinéticas de cura do polímero epoxídico ao mesmo tempo em que influencia nas características microestruturais responsáveis pelas propriedades mecânicas finais do compósito. Na literatura poucos estudos foram feitos sobre o efeito da carga nanoestruturada sobre as características reocinéticas de cura e também a aplicação de técnicas analíticas dielétricas que permitam o monitoramento do processo de cura nas condições atuais de trabalho. O estudo das características reocinéticas, dinâmico-mecânicas e dielétricas de compósitos de matriz epoxídica reforçado com argila do tipo montmorilonita organofílica foi realizado neste trabalho. Foram usados três tipos de argilas montmoriloníticas organofílicas comerciais Cloisite, com diferentes agentes modificadores e capacidade de troca iônica. Foi determinado pela análise por calorimetria exploratória diferencial (DSC) que a cinética de cura do sistema epóxi-anidrido, constituído por resina éter diglicidílico de bisfenolA (DGEBA), agente endurecedor anidrido hexahidroftálico (HHPA) e acelerador benzildimetilamina (BDMA), curado em dois estágios de temperatura, a 85 e 150oC, obedece ao modelo cinético de Sourour-Kamal no estágio de 85oC e ao modelo cinético de ordem n no estágio de 150oC. A análise cinética mostrou o efeito de aceleração da cura pelos diferentes tipos e composições de argilas. A análise dinâmico-mecânica (DMA) revelou dois picos nas curvas da tangente de perda, tan d, relacionados com as etapas de reação autocatalítica e de ordem n no estágio de cura a 85oC. Entretanto, os resultados do DMA não evidenciaram o efeito de aceleração da argila sobre a cura dos compósitos. Por outro lado, a análise dielétrica (DEA) apresentou resultados equivalentes aos da análise por DSC, evidenciando o papel de acelerador da cinética de cura da argila organofílica. A difração de raios X mostrou que as argilas sofreram intercalação no processo de cura. Como conclusão, o trabalho mostrou que as técnicas de análise cinética por DSC e DEA podem determinar a influência dos diferentes tipos e composições de argilas organofílicas. Não se determinou a influência específica que um tipo de argila teve sobre as características cinéticas e mecânicas dos compósitos nas composições estudadas. / Hybrid nanocomposites based upon epoxy resin and organophylic clay mixes have been intensively studied because of their better mechanical and thermal properties as compared to conventional composites. Nevertheless when the organoclay is added to the epoxy reactive medium it does affect the thermoset polymer chemorheological behavior. Such interaction can define the composite ultimate mechanical properties. In the literature few works were done concerning the influence of nanostructured filler on the reactive medium chemorheology. Also the use of dielectric analysis as a tool for monitoring and evaluating the curing process of nanostructured composite will be of practical interest because this analytical technique can be used to study the curing process under actual processing condition. The aim of this work is the study of chemorheological, dynamic mechanical, and dielectric analysis of epoxyorganoclay composites. Composites prepared with epoxy-anhydride resin and three different modified organoclays were analysed through differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), dielectric analysis (DEA), and X-ray diffraction. The epoxy system is a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) resin, a hexahydrophtalic anhydride as curing agent, and benzyldimethylamine (BDMA) as accelerator mechanically mixed with commercial organoclay Cloisite and heat treated in two stages: one, at 85oC where the chemical reaction occurs; and a second higher temperature stage, at 150oC, where the full cure is attained. The kinetics analysis revealed that the lower temperature cure obeys the Sourour-Kamal model, whereas the higher temperature post cure stage follows the order n model kinetics. The kinetics analysis also revealed the effect of clay as accelerator. The DMA tan d presented two distinct peaks related to the autocatalytic and n-order kinetics steps. However, the DMA results did not showed any evidence of the accelerating effect of clay. On the other side the DEA analysis presented equivalent results of DSC. The X-ray difractograms showed clay intercalation on composites studied. As conclusion the DSC and DEA techniques can be used as analytical tool to determine the influence of incorporation of organoclay on reactive polymer medium.

Os vidros metálicos baseados em Cu-Zr representam uma classe bastante promissora para a categoria de materiais estruturais, tendo em vista suas interessantes propriedades resultantes da natureza amorfa. Sabe-se que o oxigênio tem grande influência na formação da estrutura amorfa e consequentemente nas propriedades dessa classe de materiais. No presente trabalho, ligas amorfas baseadas em Cu-Zr foram analisadas termicamente a fim de se observar o comportamento das mesmas frente à contaminação com oxigênio. As análises térmicas foram realizadas em um equipamento de calorimetria exploratória diferencial (DSC), e as temperaturas características como de transição vítrea, cristalização, fusão e líquidus foram determinadas. Concluiu-se que conforme a literatura apresenta, o processo de cristalização é favorecido pela presença de oxigênio, causando uma queda na energia de ativação dos processos de cristalização das ligas trabalhadas. Através de ensaios que simularam tratamentos térmicos, cristalizou-se controladamente as amostras amorfas baseadas em Cu-Zr a fim de formar compósitos entre cristais e vidros metálicos buscando diminuir a fragilidade das ligas. / Cu-Zr-based bulk metallic glasses represent a very promising class of structural materials with interesting properties resulting from the amorphous nature. It is known that oxygen has a great influence on the formation of the amorphous structure and consequently on the properties of these materials. In the present work, Cu-Zr-based amorphous alloys were thermally analyzed in order to observe their behavior against oxygen contamination. Thermal analyzis were performed on a differential scanning calorimetry (DSC) equipment, and characteristic temperatures as glass transition, crystallization, melting and liquidus were determined. It was concluded that, according to the literature, the crystallization process is favored by the presence of oxygen, causing a decrease in the activation energy of the crystallization processes of the worked alloys. Through tests that simulated heat treatments, the amorphous samples were crystallized in order to form composites between crystals and metallic glasses in order to reduce the brittleness of the alloys.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volnei Patel.pdf: 2182418 bytes, checksum: 0c02f090d39438a33dbc14bd153a4062 (MD5) Previous issue date: 2011-12-09 / In this work, blends of PEBD/m-PELBD with typical applications in the area of packaging films were studied. Thermal and rheological properties of blends of PEBD/m-PELBD were analyzed in the proportions of 80/20; 75/25; 70/30; 65/35;60/40, as well as the pure polymers. The samples were processed in single and twin screw extruders, thus allowing the evaluation of the influence of homogenization on the thermal and rheological properties. The effect of variations of the compositions of the blends on thermal properties was analyzed using the Differential Scanning Calorimetry technique (DSC), and the effect of variation in the rheology of the blends was analyzed in parallel plate and capillary rheometer for the various compositions and at different temperatures. The results obtained from the thermal analysis showed no variations in the melting and crystallization temperatures with variation of the composition, and the pure m-PELBD presented a melting temperature of 108ºC and PEBD 105ºC. The rheological analysis showed the high influence of PEBD in viscosity at low shear rates, presenting high viscosity. However, as of 100 1/s the reversal of the viscosity curves is observed,where m-PELBD has more influence. By means of rheological analysis, the phase behavior of the blends was investigated, which proved insoluble in all compositions in the molten state. However, due to the close proximity of the values of the melting temperature of the pure components, it was not possible to identify the expected second melting peak in the thermal analysis. Comparing the thermal and rheological results of the processed blends in the extruders of single and twin screws, no significant variations were observed. The thermal and rheological results obtained in this study show that possible small variations in composition during the feed dispensing process in the extruder would not generate significant instabilities in the process. / No presente trabalho foram estudadas blendas de PEBD/m-PELBD com aplicações típicas na área de filmes para embalagens. Foram analisadas as propriedades térmicas e reológicas das blendas de PEBD/m-PELBD nas proporções 80/20; 75/25; 70/30; 65/35; 60/40, bem como dos polímeros puros. As amostras foram processadas em extrusoras mono e dupla rosca, desta forma possibilitando avaliar a influencia da homogeneização nas propriedades térmicas e reológicas. O efeito das variações das composições das blendas nas propriedades térmicas foi analisado através da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC), e os efeitos das variações na reologia da blenda foram analisados em reômetro de placa paralelas e capilar para as diversas composições e em diferentes temperaturas. Os resultados obtidos nas analises térmicas não apresentaram variações nas temperaturas de fusão e cristalização, com variação da composição, sendo que o m-PELBD puro apresentou uma temperatura de fusão de 108ºC, e o PEBD 105ºC. As analises reológicas demonstraram à alta influência do PEBD na viscosidade em baixas taxas de cisalhamento, apresentando viscosidade elevada. Porém, a partir de 100 1/s observa-se inversão das curvas de viscosidade, onde o m-PELBD influencia mais. Através de análises reológicas foi investigado o comportamento de fase das blendas, a qual se mostrou imiscível em todas as composições no estado fundido. Entretanto, devido à grande proximidade dos valores de temperatura de fusão dos componentes puros, na analise térmica não foi possível identificar o segundo pico de fusão esperado. Comparando os resultados reológicos e térmicos das blendas processadas em extrusora de rosca simples e dupla rosca, não foram observadas variações significativas. Os resultados térmicos e reológicos obtidos no presente estudos mostram que possíveis pequenas oscilações de composição durante o processo de dosagem na alimentação da extrusora não gerariam instabilidades significativas no processo.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Stiegler Ribeiro.pdf: 498760 bytes, checksum: 74d931442efdc4e3e5b729a86d5c6b76 (MD5) Previous issue date: 2015-06-02 / The "Pinhão" bagasse, a residue from the starch extraction, has similar rheological characteristics to the main product. Many sources of starch modifications are investigated for various botanical sources, and worth mentioning, the enzymes modifications have been extensively studied due to their potential to form products with minimal waste. The study aims to characterize and modify the "Pinhão" bagasse, obtained after the starch extraction, using enzymatic treatment at different times. The centesimal composition results were very similar between the treated and untreated samples. Through the TG-DTA curves, it was observed the three characteristic steps of starch samples and confirmed their degradation complexity by the appearance of an asymmetric deformation ("shoulder") in some samples. DSC had an increase in the To and a decrease of Tp, Tc and ΔHgel for the modified samples. In RVA it was observed an increase of retrogradation after the modification. Most of the X-ray diffractograms of the ‘’pinhão’’ bagasse samples have shown starch A-type pattern. The SEM was confirmed an isolation of the starch granules of other compounds as fibre and protein, which were present in the native sample.The enzymatic treatment approached the properties of the bagasse to ones of the ‘’pinhão’’ starch, with similarities among the studied properties.With the obtained results , it can be affirmed that this treatment technique of the ‘’pinhão’’ bagasse may aggregate value to this biomass, which will increase the efficiency of the starch extracted from the Araucaria seed. / O bagaço de pinhão, resíduo decorrente da extração do amido desta semente, tem características reológicas similares ao produto principal. Muitas modificações em amidos foram investigadas de várias origens botânicas. As modificações enzimáticas têm sido extensivamente estudadas devido ao seu potencial de formar produtos com o mínimo de desperdício. Esse estudo teve como objetivo caracterizar e modificar o bagaço de Pinhão obtido após a extração do amido, usando tratamento enzimático por 12, 24 e 36h. Os resultados da composição centesimal foram muito similares entre as amostras tratadas e não tratadas. Por meio das curvas TG-DTA foram observadas as três etapas características da perda de massa para amostras de amido, confirmando a complexidade da degradação pela aparência de uma deformação assimétrica (ombro) nessas amostras. No DSC foi observado um aumento no valor de To e uma diminuição de Tp, Tc e ΔHgel para as amostras modificadas. Na análise RVA foi observado um aumento na retrogradação depois da modificação. A maioria dos difratogramas das amostras de bagaço de pinhão foram semelhantes aos padrões de amido do tipo ‘A’, característico de cereais, como milho e trigo. As micro-imagens MEV confirmaram o isolamento dos grânulos de amido dos outros compostos, como fibra e proteína, que estão presentes na amostra nativa. O tratamento enzimático possibilitou a aproximação das propriedades do bagaço às do amido de pinhão, com semelhança entre as propriedades estudadas. Com os resultados apresentados pode-se afirmar que esta técnica de tratamento do bagaço do pinhão pode agregar valor a essa biomassa, o que poderá aumentar o rendimento de amido extraído da semente da Araucária.