Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343740.pdf: 3239988 bytes, checksum: 04c2441c966f773490da39ef3d5c370b (MD5) Previous issue date: 2016 / O poli (3-hidroxibutirato) (PHB) é um poliéster natural e biodegradável, produzido por cultura bacteriana, sendo considerado um atrativo substituto parcial para os polímeros petroquímicos. A produção de blendas de PHB e amido de milho termoplástico (TPS) pode ser importante na elaboração de novos materiais poliméricos, com propriedades melhoradas, em relação às propriedades do PHB puro que é muito rígido ou para a produção de materiais que sejam biocompatíveis e biodegradáveis. O presente trabalho teve por objetivo estudar a produção de blendas de amido de milho e poli (3-hidroxibutirato) (PHB), para melhoria de propriedades mecânicas e características de processabilidade do biopolímero. Foi possível desenvolver formulações para obtenção de amido de milho plastificado (TPS), pela adição dos plastificantes glicerol e água. A concentração dos plastificantes foi definida através de um planejamento experimental do tipo Delineamento Composta Central Rotacional (DCCR), com base nas propriedades mecânicas do TPS obtido. A plastificação do TPS e das blendas foi realizada em um misturador intensivo do tipo reômetro de torque (Haake) e os parâmetros de processos utilizados foram 160°C, 10min e 60rpm. Uma vez definida a melhor formulação para o TPS, este foi utilizado na formulação das blendas com 25, 50 e 75% de PHB. Nas mesmas proporções, o TPS foi substituído em blendas com PHB, utilizando-se pré-mistura de amido, que é o amido com plastificantes que não passou pelo tratamento no reômetro. As blendas e os materiais puros (PHB e amido) foram analisados por análise termogravimétrica (TGA). As blendas revelaram dois estágios de perda de massa e também demonstraram que a estabilidade térmica e a perda de massa estão diretamente relacionadas com a quantidade de amido ou TPS envolvido na mistura. As curvas de DSC foram similares entre as blendas, apresentando dois eventos endotérmicos, sendo o primeiro relacionado à saída de água e glicerol e o segundo à fusão do PHB. Os resultados de FTIR indicam que não existiram interações intermoleculares entre os dois polímeros, pois não houve nenhuma mudança nos picos de absorção do PHB ou amido nas misturas estudadas, o que sugere que o PHB e amido são imiscíveis. A divisão de fases entre as blendas, bem como as propriedades morfológicas, foram observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), comprovando que são imiscíveis. Os ensaios mecânicos de tração mostraram que o TPS sofreu um maior valor de deformação e, consequentemente, as formulações com maior quantidade de TPS e/ou amido apresentaram um alongamento na ruptura maior entre as blendas, havendo uma baixa resistência à tração e menor módulo de Young, tornando-se um material mais flexível em relação ao PHB puro. Assim, conclui-se que as blendas de PHB com amido de milho e/ou TPS têm o potencial de oferecer uma alternativa de baixo custo para a produção de materiais plásticos. Estudos posteriores, portanto, são necessários para melhorarem as características de fragilidade dessa mistura.<br> / Abstract : The poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) is a natural, biodegradable polyester produced by bacterial culture, and is being considered as an attractive replacement for petrochemical polymers. The production of a mixture of PHB and thermoplastic corn starch (TPS) can be valuable as new polymeric materials, that presents better properties than the PHB alone, that is too hard, or for the production of biocompatible or biodegradable material. This study aimed to evaluate the properties of a blend made with corn starch and poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), to improve the mechanic and processing properties of the biopolymer. The optimal formulations of TPS and plasticizer (glycerol and water), was obtained with a Rotational Central Composite experimental design, considering the mechanic properties of the obtained TPS. The blend mixture/plasticizer was made with a rheometer like mixer (Haake) and the processing parameters were 160 °C, 10 min and 60 rpm. The optimal formulation of TPS and plasticizer was used in the blend with PHB in 25, 50 and 75%. With the same proportions, TPS was used in blends with PHB, where the TPS was mixed with plasticizers without using the rheometer. Thermogravimetric analysis (TGA) of the blends showed two mass loss levels and also showed that the thermal stability and the mass loss are directly related to the amount of starch or TPS in the mixture. The DSC curves were similar among the blends, showing two endothermic events being the first related to the water and glycerol and second related to the PHB melting. melting, The FTIR results indicates that there are no intermolecular interactions between the two polymers, because there is no change in the absorption peaks of PHB or starch in the studied mixtures, which suggests that the PHB and starch are immiscible. The phase boundary among blends, as well as morphological properties were observed by scanning electron microscopy, proving that they are immiscible. The tensile test showed greater deformation for TPS, and consequently the formulation with higher amount of TPS had higher stretch when breaking, then a low tensile strength and lower modulus of Young, being more flexible compared to the PHB alone. In conclusion, the PHB and TPS blend is potentially a low cost alternative in the production of plastic materials, however, more intensive study is needed to improve brittleness characteristics of the mixture.

Termoplásticos reforçados com fibra vegetal têm atraído a atenção de pesquisadores devido especialmente a sua vantagem relacionada à reciclabilidade. A baixa resistência ao impacto, especialmente em baixas temperaturas, limita as aplicações de alguns termoplásticos, como o polipropileno (PP). Para minimizar esta dificuldade, modificadores de impacto são utilizados, entre eles o terpolímero de etileno-propilenodieno (EPDM). Estes materiais podem ser aplicados em diversos setores, desde o automotivo e de embalagens até a construção civil. As fibras vegetais têm muitas vantagens por serem de fonte renovável, biodegradável, de baixo custo, e de baixo peso, com um desempenho mecânico satisfatório. O presente trabalho teve como objetivo produzir termoplásticos elastoméricos de blendas de PP e EPDM reforçados com fibras de sisal, tratadas ou não com solução de NaOH, e avaliar as características físicas, mecânicas, termo-mecânicas e morfológicas destes materiais tricomponente. Os resultados indicaram que o índice de fluidez diminui em maiores teores de fibras, pois as fibras dificultam o escoamento aumentando a viscosidade. A inclusão da fibra provocou em geral um aumento no módulo de elasticidade e na resistência, especialmente em flexão, atuando como um agente de reforço. O aumento do teor de fibra provocou o aumento da absorção de água com valores mais significativos em maiores tempos de imersão. Através da morfologia pode-se observar vazios na superfície de fratura correspondentes às fibras que foram facilmente destacadas (pullout) no ensaio de impacto, especialmente para fibras não tratadas. / Thermoplastics reinforced with vegetal fibers have attracted much attention from researchers due to their advantages, especially regarding recyclability. However, the poor impact strength, particularly at low temperatures limits the application of some thermoplastics, such as polypropylene (PP). In order to minimize this deficiency, impact modifiers are used, among them the terpolymer of ethylene-propylene-diene (EPDM). These materials can be applied in several sectors, from automotive and packaging to construction. The vegetal fibers have many advantages such as renewable origin, biodegradability, low cost, low weight and suitable mechanical performance. The aim of this work was to study thermoplastic elastomeric blends of PP and EPDM reinforced with sisal fibers, either treated with a NaOH solution or not, and to evaluate the physical, mechanical, thermo-mechanical and morphological characteristics of these ternary materials. The results indicated that flow rate decreases at higher fiber content, because the fibers hinder the flow by increasing viscosity. The addition of the fiber, in general, increased elastic modulus and strength, especially under flexure, acting as a reinforcement. The increase in fiber content led to higher water absorption particularly for longer immersion times. Morphological observations of the fracture surface revealed the presence of voids corresponding to fibers that had been decoupled from the matrix (pull-out) during impact testing, especially for non-treated fibers.

Este trabalho de pesquisa focou a investigação das características de blendas poliméricas de PP/HIPS. Inicialmente, a blenda foi processada em extrusora de monorosca sem compatibilizante, tendo sido verificado que esta blenda (80/20 em massa, m/m) era incompatível. Assim, os copolímeros em bloco estireno-etilenobutileno- estireno (SEBS) e estireno-butadieno-estireno (SBS) e o copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) foram testados como compatibilizantes. As blendas compatibilizadas foram preparadas na mesma extrusora, com teor mássico de compatibilizantes de 2,5 e 7,5% do total da blenda. Propriedades reológicas (índice de fluidez e viscosidade), mecânicas (em tração e impacto) e morfológicas (MEV – Microscopia eletrônica de varredura) foram avaliadas. As blendas contendo 7,5% m/m de SEBS, e aquelas com 2,5 e 7,5% m/m de SBS apresentaram um efeito positivo em relação à resistência ao impacto, mas com redução no módulo e na resistência à tração. A reologia da blenda também foi afetada pela presença dos compatibilizantes. Em função dos melhores resultados, a blenda PP/HIPS/ SBS 7,5% m/m foi avaliada quanto às suas propriedades térmicas (por DSC – calorimetria exploratória diferencial), tendo sido observado que a introdução do HIPS na matriz de PP não causou variação na temperatura de fusão cristalina e no grau de cristalinidade do material. Houve também aumento na resistência ao impacto e diminuição no grau de cristalinidade, que poderiam melhorar o desempenho do PP no processamento por rotomoldagem. Para investigar essa hipótese, foram produzidas peças de geometria cúbica pelo processo de rotomoldagem com o PP homopolímero e com a blenda PP/HIPS/SBS 7,5% m/m, as quais foram analisadas quanto à aparência geral a ao comportamento em fratura. Embora as peças rotomoldadas tenham apresentado muitas bolhas e evidências de degradação termo-oxidativa, foi possível notar que o comportamento em fratura passou de frágil, para o PP homopolímero, para dúctil com a blenda PP/HIPS/SBS 7,5% m/m. Esta mudança foi atribuída ao efeito tenacificante da fase HIPS inserida na matriz de PP. / This research work focused on the investigation of the characteristics of PP/HIPS polymer blends. The blend (80/20 in weight, wt.%) was first processed in a single screw extruder without compatibilizer and it was found to be incompatible. Thus, styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SEBS), styrene-butadiene-styrene (SBS) and ethylene vinyl acetate (EVA) were tested as compatibilizers. The compatibilized blends were prepared in the same extruder, using a compatibilizer weight content of 2.5 or 7.5 wt.% in relation to the total weight of the blend. Rheological (melt flow index and viscosity), mechanical (tensile and impact) and morphological (by SEM) properties of the blends were evaluated. The blends containing 7.5 wt.% of SEBS and those with 2.5 and 7.5 wt.% of SBS showed a positive effect regarding impact strength, although with a decrease in Young's modulus and tensile strength. Rheological characteristics were also affected by the compatibilizers. Thermal properties (by DSC) of the PP/HIPS blend compatibilized with 7.5 wt.% were also evaluated, showing no variation with the introduction of HIPS in the PP matrix regarding melting temperature and crystallinity degree of the material. An increase in impact strength and a decrease in crystallinity degree could improve the performance of PP processed by rotational moulding. To investigate this hypothesis, rotomoulded cubic parts of PP homopolymer and PP/HIPS/SBS 7.5 wt.% were produced and analyzed considering their general aspect and fracture behavior. Although the rotomoulded parts have showed many air bubbles and evidence of thermal degradation, it was possible to notice that the fracture behavior changed from fragile (for the PP homopolymer) to ductile (for the PP/HIPS/SBS 7.5 wt.% blend). This change was credited to the toughening effect of the HIPS phase inserted in the PP matrix.

Neste trabalho foi feito um estudo das propriedades reológicas, mecânicas e térmicas de blendas poliméricas contendo 1 e 10% em massa de polietileno de ultra alto peso molar (PEUAPM) e polietileno linear de média densidade (PELMD). As blendas foram obtidas por mistura em extrusora de rosca simples e em extrusora de rosca dupla, para fins de comparação. Na extrusão em rosca dupla foi acrescentado um terceiro componente - óleo mineral, cera ou polietileno de muito baixo peso Molar (PEMBPM) - a fim de promover uma melhor interação entre o PELMD e PEUAPM. As amostras obtidas por moldagem por injeção, rotomoldagem e moldagem por compressão foram submetidas a testes reológicos, térmicos e mecânicos. Foi analisada a influência do tipo de processamento e da composição das blendas sobre morfologia e as propriedades finais destas. A reometria rotacional indicou um gradual aumento da viscosidade das blendas com o aumento da quantidade de PEUAPM adicionado. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica e calorimetria diferencial de varredura (DSC) indicaram uma separação de fases nas blendas, mesmo quando o terceiro componente foi adicionado. Entretanto, as blendas que contém agente de acoplamento apresentaram diferenças na morfologia final, como observado através das análises de microscopia ótica durante a cristalização do sistema polimérico e nas análises de MEV nas amostras moldadas por injeção Para todas as blendas moldadas por injeção, a resistência ao impacto foi menor do que a encontrada para o PELMD puro. Por outro lado, nas amostras rotomoldadas não houve diferença significativa nas propriedades das blendas quando comparadas ao PELMD puro. As amostras extrusadas em rosca dupla, contendo óleo mineral ou cera e, posteriormente, moldadas por compressão apresentaram resistência ao impacto similares aos valores encontrados para o PELMD puro, sem significativas mudanças na processabilidade. Considerando as demais análises de propriedades mecânicas, não foi observada influência do terceiro componente.

Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-10-10T19:33:18Z No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 4396027 bytes, checksum: 2725a65586ce90be7e9d65ca442fcf52 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 4396027 bytes, checksum: 2725a65586ce90be7e9d65ca442fcf52 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:44:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 4396027 bytes, checksum: 2725a65586ce90be7e9d65ca442fcf52 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T13:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGFP.pdf: 4396027 bytes, checksum: 2725a65586ce90be7e9d65ca442fcf52 (MD5) Previous issue date: 2012-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / In this study, the physical-chemical characterization of poly(hexamethylene biguanide) hydrochloride, PHMB, was performed. It is a low molecular weight synthetic polymer with a broad-spectrum biocidal activity, widely used in aqueous formulations for industrial purposes. Dynamic Light Scattering, Thorque Reometry, Electrical Impedance Spectroscopy, Goniometry, UV/Vis Spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry were used to probe the solvent-polymer interaction, determining that the properties presented by the material are strongly influenced by the nature of interactions between the hydroxyl groups of the solvent and the counter ion chloride from polymer. The polymeric nature of the material does not change the behavior of the biguanide group, whose properties remains unchanged compared to those of equivalent monomeric moiety, as evidenced by the formation of complexes with transition metals in nature very similar to biguanide and its derivatives. The polymer in solution behaves largely as a surfactant, and the tendency of micelle formation affects their film-forming properties. Blends with poly(vinyl alcohol) with high degree of hydrolysis (99%), PVOH, were studied by DSC, XRD, FTNIR, Thorque Rheometry and Electrical Conductivity; it showed miscibility in amorphous state, exhibiting regular solution behavior. The blends were semicrystalline up to 30% of mass fraction, composed by PVOH crystals with small inclusion of PHMB. The hypothesis that PVOH behaves as a solid solvent for PHMB was confirmed, which looks very useful for studying the properties of the latter aiming the development of new applications for this material. Electrospun mats of nanofibers were produced, and after further improvements, can be used as auxiliary treatment to heal wounds and external cirurgical interventions. / Neste trabalho foi realizada a caracterização fisico-química de hidrocloreto de poli(hexametileno biguanida), PHMB, polímero sintético de baixo peso molecular utilizado como biocida de amplo espectro em formulações aquosas para finalidades industriais. Foram utilizadas as técnicas de Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Reometria de Torque, Espectroscopia de Impedância Elétrica, Goniometria, Espectroscopia UV/Vis e Calorimetria Diferencial Exploratória para estudar a interação polímerosolvente, onde se determinou que as propriedades apresentadas pelo material em solução são influenciadas predominantemente pela natureza das interações entre as hidroxilas do solvente e o contraíon cloreto do polímero. A natureza polimérica não altera o comportamento do grupo biguanida como evidenciado pela formação de complexos com metais de transição de modo similar à biguanida monomérica e seus derivados. PHMB em solução comporta-se como um surfactante (CMC~1-3.10-2 mol/L a 25 º C) e a tendência de formar miscelas afeta a forma como o filme é formado. Blendas com poli(álcool vinílico), PVOH, com alto grau de hidrólise (99%) foram estudadas por DSC, DRX, FT-NIR, Reometria de Torque e Condutividade Elétrica; apresentaram miscibilidade no estado amorfo, com comportamento de solução regular em solução e no estado sólido. As blendas apresentaram até 30% de cristalinidade, devida ao PVOH com inclusões de PHMB. Confirmou-se a hipótese de que o PVOH comporta-se como um solvente sólido para o PHMB, aspecto bastante útil para estudo das propriedades deste último visando o desenvolvimento de novas aplicações para este material. Valendo-se desta solubilidade, mantas de nanofibras eletrofiadas desta blenda foram produzidas e caracterizadas por MEV. Após aperfeiçoamento das propriedades, principalmente do controle da taxa de solubilização das mantas, pode-se encontrar aplicação prática, por exemplo, como bandagens para tratamento auxiliar na cicatrização de ferimentos e cirurgias externas.

Este trabalho de pesquisa focou a investigação das características de blendas poliméricas de PP/HIPS. Inicialmente, a blenda foi processada em extrusora de monorosca sem compatibilizante, tendo sido verificado que esta blenda (80/20 em massa, m/m) era incompatível. Assim, os copolímeros em bloco estireno-etilenobutileno- estireno (SEBS) e estireno-butadieno-estireno (SBS) e o copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) foram testados como compatibilizantes. As blendas compatibilizadas foram preparadas na mesma extrusora, com teor mássico de compatibilizantes de 2,5 e 7,5% do total da blenda. Propriedades reológicas (índice de fluidez e viscosidade), mecânicas (em tração e impacto) e morfológicas (MEV – Microscopia eletrônica de varredura) foram avaliadas. As blendas contendo 7,5% m/m de SEBS, e aquelas com 2,5 e 7,5% m/m de SBS apresentaram um efeito positivo em relação à resistência ao impacto, mas com redução no módulo e na resistência à tração. A reologia da blenda também foi afetada pela presença dos compatibilizantes. Em função dos melhores resultados, a blenda PP/HIPS/ SBS 7,5% m/m foi avaliada quanto às suas propriedades térmicas (por DSC – calorimetria exploratória diferencial), tendo sido observado que a introdução do HIPS na matriz de PP não causou variação na temperatura de fusão cristalina e no grau de cristalinidade do material. Houve também aumento na resistência ao impacto e diminuição no grau de cristalinidade, que poderiam melhorar o desempenho do PP no processamento por rotomoldagem. Para investigar essa hipótese, foram produzidas peças de geometria cúbica pelo processo de rotomoldagem com o PP homopolímero e com a blenda PP/HIPS/SBS 7,5% m/m, as quais foram analisadas quanto à aparência geral a ao comportamento em fratura. Embora as peças rotomoldadas tenham apresentado muitas bolhas e evidências de degradação termo-oxidativa, foi possível notar que o comportamento em fratura passou de frágil, para o PP homopolímero, para dúctil com a blenda PP/HIPS/SBS 7,5% m/m. Esta mudança foi atribuída ao efeito tenacificante da fase HIPS inserida na matriz de PP. / This research work focused on the investigation of the characteristics of PP/HIPS polymer blends. The blend (80/20 in weight, wt.%) was first processed in a single screw extruder without compatibilizer and it was found to be incompatible. Thus, styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SEBS), styrene-butadiene-styrene (SBS) and ethylene vinyl acetate (EVA) were tested as compatibilizers. The compatibilized blends were prepared in the same extruder, using a compatibilizer weight content of 2.5 or 7.5 wt.% in relation to the total weight of the blend. Rheological (melt flow index and viscosity), mechanical (tensile and impact) and morphological (by SEM) properties of the blends were evaluated. The blends containing 7.5 wt.% of SEBS and those with 2.5 and 7.5 wt.% of SBS showed a positive effect regarding impact strength, although with a decrease in Young's modulus and tensile strength. Rheological characteristics were also affected by the compatibilizers. Thermal properties (by DSC) of the PP/HIPS blend compatibilized with 7.5 wt.% were also evaluated, showing no variation with the introduction of HIPS in the PP matrix regarding melting temperature and crystallinity degree of the material. An increase in impact strength and a decrease in crystallinity degree could improve the performance of PP processed by rotational moulding. To investigate this hypothesis, rotomoulded cubic parts of PP homopolymer and PP/HIPS/SBS 7.5 wt.% were produced and analyzed considering their general aspect and fracture behavior. Although the rotomoulded parts have showed many air bubbles and evidence of thermal degradation, it was possible to notice that the fracture behavior changed from fragile (for the PP homopolymer) to ductile (for the PP/HIPS/SBS 7.5 wt.% blend). This change was credited to the toughening effect of the HIPS phase inserted in the PP matrix.

Neste trabalho foi feito um estudo das propriedades reológicas, mecânicas e térmicas de blendas poliméricas contendo 1 e 10% em massa de polietileno de ultra alto peso molar (PEUAPM) e polietileno linear de média densidade (PELMD). As blendas foram obtidas por mistura em extrusora de rosca simples e em extrusora de rosca dupla, para fins de comparação. Na extrusão em rosca dupla foi acrescentado um terceiro componente - óleo mineral, cera ou polietileno de muito baixo peso Molar (PEMBPM) - a fim de promover uma melhor interação entre o PELMD e PEUAPM. As amostras obtidas por moldagem por injeção, rotomoldagem e moldagem por compressão foram submetidas a testes reológicos, térmicos e mecânicos. Foi analisada a influência do tipo de processamento e da composição das blendas sobre morfologia e as propriedades finais destas. A reometria rotacional indicou um gradual aumento da viscosidade das blendas com o aumento da quantidade de PEUAPM adicionado. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia ótica e calorimetria diferencial de varredura (DSC) indicaram uma separação de fases nas blendas, mesmo quando o terceiro componente foi adicionado. Entretanto, as blendas que contém agente de acoplamento apresentaram diferenças na morfologia final, como observado através das análises de microscopia ótica durante a cristalização do sistema polimérico e nas análises de MEV nas amostras moldadas por injeção Para todas as blendas moldadas por injeção, a resistência ao impacto foi menor do que a encontrada para o PELMD puro. Por outro lado, nas amostras rotomoldadas não houve diferença significativa nas propriedades das blendas quando comparadas ao PELMD puro. As amostras extrusadas em rosca dupla, contendo óleo mineral ou cera e, posteriormente, moldadas por compressão apresentaram resistência ao impacto similares aos valores encontrados para o PELMD puro, sem significativas mudanças na processabilidade. Considerando as demais análises de propriedades mecânicas, não foi observada influência do terceiro componente.

Termoplásticos reforçados com fibra vegetal têm atraído a atenção de pesquisadores devido especialmente a sua vantagem relacionada à reciclabilidade. A baixa resistência ao impacto, especialmente em baixas temperaturas, limita as aplicações de alguns termoplásticos, como o polipropileno (PP). Para minimizar esta dificuldade, modificadores de impacto são utilizados, entre eles o terpolímero de etileno-propilenodieno (EPDM). Estes materiais podem ser aplicados em diversos setores, desde o automotivo e de embalagens até a construção civil. As fibras vegetais têm muitas vantagens por serem de fonte renovável, biodegradável, de baixo custo, e de baixo peso, com um desempenho mecânico satisfatório. O presente trabalho teve como objetivo produzir termoplásticos elastoméricos de blendas de PP e EPDM reforçados com fibras de sisal, tratadas ou não com solução de NaOH, e avaliar as características físicas, mecânicas, termo-mecânicas e morfológicas destes materiais tricomponente. Os resultados indicaram que o índice de fluidez diminui em maiores teores de fibras, pois as fibras dificultam o escoamento aumentando a viscosidade. A inclusão da fibra provocou em geral um aumento no módulo de elasticidade e na resistência, especialmente em flexão, atuando como um agente de reforço. O aumento do teor de fibra provocou o aumento da absorção de água com valores mais significativos em maiores tempos de imersão. Através da morfologia pode-se observar vazios na superfície de fratura correspondentes às fibras que foram facilmente destacadas (pullout) no ensaio de impacto, especialmente para fibras não tratadas. / Thermoplastics reinforced with vegetal fibers have attracted much attention from researchers due to their advantages, especially regarding recyclability. However, the poor impact strength, particularly at low temperatures limits the application of some thermoplastics, such as polypropylene (PP). In order to minimize this deficiency, impact modifiers are used, among them the terpolymer of ethylene-propylene-diene (EPDM). These materials can be applied in several sectors, from automotive and packaging to construction. The vegetal fibers have many advantages such as renewable origin, biodegradability, low cost, low weight and suitable mechanical performance. The aim of this work was to study thermoplastic elastomeric blends of PP and EPDM reinforced with sisal fibers, either treated with a NaOH solution or not, and to evaluate the physical, mechanical, thermo-mechanical and morphological characteristics of these ternary materials. The results indicated that flow rate decreases at higher fiber content, because the fibers hinder the flow by increasing viscosity. The addition of the fiber, in general, increased elastic modulus and strength, especially under flexure, acting as a reinforcement. The increase in fiber content led to higher water absorption particularly for longer immersion times. Morphological observations of the fracture surface revealed the presence of voids corresponding to fibers that had been decoupled from the matrix (pull-out) during impact testing, especially for non-treated fibers.

Neste trabalho foi desenvolvido um estudo com o poliéster biodegradável P[3HB] (poli[R-3-hidroxibutirato]) e seu copolímero P[3HB-co-3HV] (poli[R-3-hidroxibutirato-co-3- hidroxivalerato]). Esses materiais são conhecidos por seu grande potencial de biodegradabilidade, porém sua utilização pela indústria ainda é limitada em função de seu baixo desempenho mecânico. Visando a tenacificação desses materiais, optou-se por misturá-los com os elastômeros EPDM (terpolímero de etileno-propileno-dieno) e PVB (Poli(vinil butiral)). Foram estudados quatro grupos de blendas: P[3HB]/EPDM e P[3HB-co- 3HV]/EPDM processados em misturadores internos e posteriormente prensadas em filmes; P[3HB]/EPDM e P[3HB]/PVB extrudados e posteriormente injetados. As blendas foram obtidas nas concentrações de 10, 20 e 30% em peso de elastômeros. Inicialmente, estudou-se efeito da incorporação de elastômeros na cristalinidade, estrutura cristalina, propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas das matrizes, e o efeito do tipo de processamento utilizado. Observou-se que a adição dos elastômeros às matrizes semicristalinas aumentou a nucleação de esferulitos, resultando em um aumento da cristalinidade das mesmas. O PVB apresentou um efeito plastificante na estrutura do PHB. Os filmes apresentaram uma degradação térmica maior que as amostras injetadas, resultando em uma cristalização mais lenta e um grau de cristalinidade maior. Em um outro estudo, avaliou-se a morfologia, tensão interfacial, comportamento reológico, propriedades mecânicas e a biodegradabilidade das amostras estudadas. Foi observada uma morfologia de dispersão de gotas para todas as misturas, exceto para a mistura P[3HB]/EPDM obtida por injeção que apresentou um certo grau de co-continuidade. No caso das misturas injetadas foi visto que o fator que parece influenciar mais fortemente em sua morfologia final são as razões de viscosidade observadas entre a matriz e a fase dispersa das mesmas. A adição de elastômeros aumentou a resistência ao impacto do P[3HB], principalmente no caso da mistura P[3HB]/EPDM, o que pode estar relacionado à morfologia co-contínua observada nesta blenda. A incorporação dos elastômeros resultou em uma redução do módulo de elasticidade e da resistência à tração do P[3HB], e aumento do alongamento, principalmente no caso da mistura com PVB. Foi visto que a biodegradação do P[3HB] e P[3HB-co-3HV] aumentou com a adição de elastômeros, devido à morfologia de dispersão e a diminuição do tamanho dos esferulitos que aumentam a área interfacial para a ação das enzimas, facilitando a biodegradação. / In this work a study with the biodegradable polyester P[3HB] (poly[R-3- hydroxybutyrate]) and its copolymer P[3HB-co-3HV] (poly[R-3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate]) was conducted. These materials are known for their high biodegradability but their use is still limited because of their poor mechanical properties. In order to improve these properties it was chosen to blend these biodegradable polymers with EPDM (Ethylene propylene diene monomer) and PVB (Polyvinyl butyral). Four groups of blends were obtained: P[3HB]/EPDM and P[3HB-co-3HV]/EPDM blends were prepared using an internal mixer and then compressed molded; P[3HB]/PVB and P[3HB]/EPDM blends were prepared using an extruder and further injected. The blend concentrations ranged from 10 to 30 wt. % of the rubbery phase. Initially, the effect of rubber type on the crystallinity, the crystalline structure, thermal and dynamic-mechanical properties of the matrices and the effect of processing method to obtain the blends were investigated. The addition of elastomers on P[3HB] (and P[3HB-co- 3HV]) increases the nucleation, resulting in an increase of matrix crystallinity. PVB showed a plasticizing effect on the P[3HB] structure. Film samples showed a higher thermal degradation than injected ones, resulting in a slower crystallization and higher crystallinity. The morphology, interfacial tension, rheological behavior, mechanical properties (tensile and impact) and biodegradability of samples were also studied. A droplet dispersion morphology type was obtained for all the blends except for P[3HB]/EPDM injected samples which presented some extent of degree of continuity. The experimental results indicated that the final morphology observed for the blends was controlled by the viscosity ratio between the matrix and dispersed phase. Elastomer addition increased P[3HB] impact strength mainly for P[3HB]/EPDM blends, probably due to its co-continuous morphology. Moreover, elastomer incorporation resulted in a decrease of P[3HB] elastic moduli and tensile strength and increase of elongation of break, mainly for P[3HB]/PVB blends. It was observed that P[3HB] and P[3HB-co-3HV] biodegradation increased with elastomer addition due to the droplet dispersion morphology and decrease of spherulites size witch causes an increase of interfacial area for enzymes, facilitating biodegradation.

Neste trabalho foram obtidas blendas flexíveis condutoras do copolímero randômico P(VDF-TrFE) na composição molar (60-40) com POMA, dopadas com TSA. Os filmes foram estudados por medidas de condutividade elétrica, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. A condutividade elétrica alcançada foi de 10-3 S/cm para o conteúdo de aproximadamente 25% de POMA dopada com TSA. As blendas apresentaram um comportamento termicamente estável ate a temperatura de 230&#176C e uma morfologia fibrilar que aumenta em quantidade com o aumento do conteúdo de POMA-TSA. A estrutura cristalina e a transição de fase (de ferroelétrica para paraelétrica), do copolímero foi observada nas blendas mesmo para alto conteúdo de POMA (20%). Estudos de condutividade dc realizados em baixa temperatura, mostraram que para a blenda 90/10 dopada, o processo de condução elétrica e explicado pelo modelo de \"Variable Range Hopping\"(VHR) em três dimensões. Para o regime ac verificou-se que a condutividade obedece a relação &#963;ac&#8776;&#969;S), onde o expoente s depende da temperatura, tendendo ao valor 1 a medida que à temperatura tende para 0 K. Também foram estudados filmes de PANI e POMA sintetizadas quimicamente, expostos a radiação ionizante de raios-X e caracterizados por espectroscopia de UV-visível, ressonância paramagnética eletrônica, condutividade elétrica e teste de solubilidade. Os resultados mostraram que as amostras irradiadas em vácuo ou em atmosfera de oxigênio seco, não tiveram seu espectro eletrônico mudados. No entanto para as amostras irradiadas em condições ambientes, a banda de absorção atribuída à transição excitônica foi deslocada para mais baixa energia. Essa mudança no espectro vem acompanhada com um grande aumento da condutividade elétrica. Esse resultado indica que as polianilinas podem ser dopadas por raios-X. As amostras irradiadas tornaram-se não solúveis mesmo depois de desdopada, devido à formação de ligações cruzadas. Para as amostras previamente dopadas com ácidos inorgânicos, a condutividade decresce com a dose de irradiação. Provavelmente esta diminuição da condutividade ocorre pela mudança estrutural que ocorre no polímero / In this work we have obtained flexible conductive blends of P(VDF-TrFE) (60-40) copolymer and POMA. Free-standing films were studied by conductivity measurements, thermal gravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The electrical conductivity reached was 10-3S/cm for contents of about 25% of POMA doped with TSA. The blends are thermally stable up to 230&#176C and showed fibrils morphology that increase in quantity with the increase of content POMA-TSA. The crystalline structure and the phase transition (ferroelectric to paraeletric), of copolymer was also observed in the blends even to high content of POMA (20%). The temperature dependence of &#963; dc showed that at low temperature the conduction process is governed by Variable Range Hopping (VRH) in three dimensions. The ac conductive measurement, at low temperature, showed a dependence with frequency as &#963;ac&#8776;&#969;s, where the exponent s depend of temperature, converging to one as the temperature goes to zero. Also thin films of chemically synthesized PANI and POMA, were exposed to ionizing X-ray radiation and characterized by ultraviolet visible spectroscopy, electron paramagnetic resonance, electrical conductivity and solubility measurements. Samples irradiated in vacuum or dry oxygen atmosphere did not show electronic spectra variation. However, under humid atmosphere the energy of the excitonic transition was decreased and accompanied by a great conductivity increase. The results indicate that doping of polyaniline can be induced by X-ray radiation. The solubility is significantly decreased to irradiated samples, even after to be doped, due to crosslinking. In samples previously doped with inorganic acid, the conductivity decreased with irradiation dose, probably due to structural changes.