Made available in DSpace on 2017-07-24T19:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VeridianaCamilotti.pdf: 624713 bytes, checksum: f2d0756374875dd344e9aeeecdaac9cc (MD5) Previous issue date: 2005-12-15 / The following study aims to evaluate the influence between the different light sources in curing light of resin cement. The occlusal surfaces of twenty recently extractew undamaged third human molars were removed in order to expose dentine surface. Immediately after, the bond system (Adper Single Bond/3M ESPE ) and resin cement (RelyX ARC/ 3 M ESPE) was applied in accordance with manufacturer instructions. Second generation laboratory resin of 4 mm thickness was applied over tooth and light curing proceeded. According to light sources employed the teeth were divided in four groups: G1 – Control Optilux 401/ Demetron (QTH); G2 – L.E.Demetron/Demetron (LEDs ); G3 – Ultra-Lume LED5 (LEDs) e G4 – Optilight CL/ Gnatus (LEDs). Restored teeth were stored in physiologic serum for 24 h. After stored, teeth were sectioned into vestibule-tongue and mesial-distal to delimit an area with approximately 1 mm², the third cut was made on the base of the tooth in order to release the samples. The microtensile test was employed to reveal the bond strength values in MPa. The data underwent statistical analysis with p<0,05. No statistical significancent difference was found betweem the groups. In conclusion the resin cement bon strength of dual fotoative with LEDs showed similar adhesive resistance test those revelead when halogen lamp was used, and that there also were not differences among the different apparels LEDs used in that study. / Avaliou-se a influência de diferentes fontes de luz na fotoativação de um cimento resinoso dual. A superfície oclusal de 20 terceiros molares humanos hígidos foi removida para expor a superfície dentinária. Em seguida, foi aplicado sistema adesivo (Adper Single Bond/3M ESPE ) e cimento resinoso dual (RelyX ARC/ 3 M ESPE), de acordo com as recomendações do fabricante. A resina laboratorial de segunda geração (Gradia™ GC® América Inc), com espessura de 4 mm, foi adaptada sobre o dente e procedeu-se à fotoativação. De acordo com o aparelho de luz empregado, os elementos dentais foram divididos em 4 grupos: G1 – controle Optilux 401/ Demetron (QTH); G2 – L.E.Demetron 1/Demetron (LEDs ); G3 – Ultra- Lume LED5/Ultradent (LEDs) e G4 – Optilight CL/ Gnatus (LEDs). Os dentes restaurados foram armazenados em soro fisiológico por 24 h. Após o armazenamento, os dentes foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual e mésiodistal, para delimitar uma área de 1 mm². Um terceiro corte na base do dente foi realizado com o objetivo de “soltar” os espécimes. O teste de micro-tração foi empregado para fornecer os valores da resistência adesiva em MPa. Os dados foram submetidos à análise estatística pelo teste ANOVA com p<0,05. Não houve diferenças estatisticamente significante entre os grupos testados. Concluiu-se que a resistência adesiva da interace adesiva fotoativado com LEDs foi semelhante à resistência adesiva obtida quando a lâmpada halógena foi utilizada e que também não houve diferenças entre os diferentes aparelhos LEDs empregados nesse estudo.

O emprego de resíduos da indústria como materiais alternativos na Engenharia vem sendo tópico recorrente em pesquisas de desenvolvimento de novos materiais, devido a uma maior consciência da opinião pública quanto ao impacto ambiental oriundo da produção industrial. Buscando colaborar com esta discussão, esta pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como alternativa de solução em Engenharia. Analisando-se a microestrutura da cinza volante, observa-se que ela é formada por esferas ocas e plerosferas (esferas ocas preenchidas por esferas menores). Foi estudado o ganho de resistência da mistura promovido pela moagem da cinza volante em um moinho de bolas cerâmicas, visando uma potencialização da reatividade do material. A fim de possibilitar a utilização destes resíduos, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. A presente pesquisa busca fornecer subsídios para que seja possível determinar o seu comportamento, através do uso da relação porosidade (η)/teor volumétrico de cal (LV) obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura dos dois resíduos, com e sem o processo de moagem da cinza, levando a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado para cinza volante com diferentes tempos de moagem e cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos de prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m3, curados por 7 dias, com umidade de 18% para os tempos de moagem 0, 2 e 6h nas temperaturas 23 e 40°C, e 0 e 6h a 60°C. Os resultados apontam que o aumento do teor de cal gerou ganhos de resistência para as maiores temperaturas de cura; a diminuição da porosidade proporcionou um ganho de resistência para todas as combinações; o aumento da temperatura foi importante no ganho de resistência entre 23oC e 40oC; a moagem da cinza por 2h promoveu ganhos significativos de resistência em relação à não moída, porém, para 6h de moagem os ganhos não foram significativos para as temperaturas de cura de 23oC e 60oC. A relação η/LV, ajustada por um expoente [η/(Lv)0,07], mostrou-se adequada na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de moagem estudados. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal, temperatura de cura e tempo de moagem, mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas suas interações. / The use of industry by-products as alternative materials in Engineering has been a recurring topic of research in development of new materials, mainly, due to a larger public conscience regarding the environmental impact of industrial production of waste. Aiming to contribute on this discussion, this research sought to introduce two by-products (fly ash and carbide lime), produced on the metropolitan area of Porto Alegre, as an alternative Engineering solution. Analyzing the microstructure of the fly ash, it is observed that it is composed by void spheres and plerospheres (void spheres filed with smaller ones). Having that in mind, it was studied the admix strength gain promoted by the grinding of de fly ash on a ceramic ball mill, aiming an enhancement of the reactivity of the material. In order to enable the use of these byproducts, it is necessary the study of its mechanical behavior due to the cementation provided by the mixture and compaction of these materials. The current research seeks to provide subsides in order to determine its behavior, through the use of the ratio porosity (η)/ volumetric lime content (LV), obtained from the identification and quantification of the most important variables on the control of the strength of the admixes of both by-products, with or without the process of fly ash grinding. This means, the formulation of equations for the simple compressive strength forecast of the cemented material for the fly ash with different grinding times and accelerated curing temperature. In order to do so, it were realized simple compression tests with 5, 10 and 15% of lime, with a specific dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m3, cured for 7 days, with water content of 18% for the grinding times of 0, 2 and 6h to the curing temperatures of 23 and 40oC, and 0 and 6h to 60oC. The results show that, the increase of lime content provided strength gains for the higher temperatures; the decrease of porosity generated strength gain to all the combinations; the increase in curing temperature was important on the strength gain between 23oC and 40oC; the grinding of fly ash for 2h promoted significant strength gains when compared to the not ground samples, however, for 6h of grinding the strength gain wasn’t significant for the 23oC and 60oC curing temperatures. The η/LV ratio, adjusted by an exponent [η/(LV)0,07], presented itself adequate for the formulation of the equations for the forecast of the strength gain of the cemented material to all the studied temperatures and grinding times. Besides that, the existence of unique and distinct relationships on the control of the simple compression strength depending on the porosity, volumetric lime content, curing temperature and grinding time, have been shown useful for the dosage formulation. The results were submitted to variance analysis, which demonstrated that all the factors chosen on the experiment were significant, as all their interactions.

De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O \"efeito micro-ondas\" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura. / Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The \"microwave effect\" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-02-09T14:38:55Z No. of bitstreams: 1 Angélica Koppe_.pdf: 2328574 bytes, checksum: d353be1d4946babddf72b551a2536afa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T14:38:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angélica Koppe_.pdf: 2328574 bytes, checksum: d353be1d4946babddf72b551a2536afa (MD5) Previous issue date: 2016-12-21 / Plásticos Brandt Ltda / A falta de cura adequada e, consequentemente, os problemas de má hidratação do cimento e manifestações patológicas, como retração e fissuras, estão entre os principais responsáveis pela redução da durabilidade de estruturas de concreto. Aliados ao aumento da velocidade de execução das obras, esses tendem a piorar uma vez que há falhas recorrentes nas atividades de pós-concretagem. A cura, com o objetivo de manter a umidade necessária para a correta hidratação do cimento e minimização da retração, vem evoluindo para um novo campo de pesquisa, a técnica da cura interna. Essa se baseia na incorporação, a uma matriz cimentícia, de materiais capazes de reter água e liberá-la de forma gradativa ao logo do período de cura. Seu estudo tem sido voltado basicamente para o uso em concretos de alto desempenho, contudo, concretos convencionais também são frequentemente negligenciados na prática de cura úmida e tendem a evoluir para essa tecnologia. Entre os materiais mais estudados, os polímeros superabsorventes (PSA) têm apresentado desempenho satisfatório como agentes de cura interna, apresentando-se como reservatórios internos de água dispersos na matriz. Esses polímeros foram apresentados à indústria da construção civil em 2001, já na prática de cura interna, com o intuito de melhorar a durabilidade das estruturas, diminuir a retração e melhorar a hidratação das partículas de cimento, agindo de dentro para fora. Mesmo com a desvantagem de gerar poros internos, seu uso apresenta vantagens quanto ao efeito plastificante, com capacidade de reduzir a relação a/c e a retração do concreto. Dentre os estudos publicados até o momento, entretanto, não se tem registros do uso de PSA de origem residual. Sendo assim, o presente estudo objetiva avaliar a viabilidade de uso de PSA residual (FCPSA), composto de fibra celulósica e PSA, proveniente de empresas de produtos de higiene, em matrizes cimentícias como agente de cura interna, buscando melhores características microestruturais. Foram realizadas análises de absorção de água e efeito plastificante do FCPSA, de resistência mecânica e retração ao longo do tempo em argamassas curadas a 100%, 60% e 30% de umidade relativa (UR), e análises de fissuração e retração inicial, até a idade de 24h, em matrizes com cimentos Portland CP II-F 40 e CP IV 32. Os resultados mostram que o FCPSA melhora a trabalhabilidade das argamassas em estado fresco, quando adicionado pré-saturado, possibilitando uma redução da relação a/c em ambos os tipos de cimento. No estado endurecido, o FCSA (a) atua principalmente na minimização de fissuração inicial, podendo reduzir a área fissurada em até 22,5% para o cimento CP II-F e 76,2% para o CP IV 32; (b) atua na redução de retração em condições de temperatura elevada e baixa umidade relativa e (c) apresenta resistências à compressão similares às argamassas referência, com dosagem calculada, para ambos os cimentos. / The lack of adequate curing conditions, and related problems such as poor hydration, shrinkage and cracking, are among the main reasons for the reduction in durability of reinforced concrete structures. Considering the increasingly tight schedules practiced in current building construction projects, these reasons tend to worsen once there are recurring failures in the post-concrete placement and finishing activities. Concrete curing, which aims to keep adequate moisture conditions for the proper hydration of cement and to minimize shrinkage and cracking, has been evolving into a new field of research: the practice of internal curing. This is based on the incorporation, into a cement matrix, of materials able to retain water and release it in a gradual manner during the curing period. Most internal curing studies conducted so far have focused primarily on high performance concretes; however, conventional concretes are often neglected in the practice of proper wet curing and also tend to evolve and apply this technology. Among the most studied materials in this context, superabsorbent polymers (SAP) have presented satisfactory performance as an internal curing agent, presenting themselves as internal water reservoirs dispersed throughout the matrix. They were presented to the construction industry in 2001, as internal curing agents, employed to improve the durability of the structures, reduce shrinkage and promote better hydration of the cement particles. Even with the disadvantage of generating internal voids, its use presents advantages due to its plasticizing effect (when pre-saturated), with a capacity to reduce w/c ratio and shrinkage. Among the studies published so far, there are no records of the use of residual SAP. The objective of this study is to evaluate the technical feasibility of using residual SAP (FCSAP), composed of cellulose fiber and SAP, from hygiene products companies, in conventional cement matrices as an internal curing agent. The RSAP absorption and plasticizing effects were evaluated, as well as mechanical strength and shrinkage in mortars cured at 100%, 60% and 30% relative humidity (RH), in addition to analysis of cracking and plastic shrinkage up to 24h, for two types of cements (CP II-F and CP IV). Results show that the use of RSAP as an internal curing agent improves the workability of fresh mortars when added pre-saturated, thus allowing a reduction of w/c ratio for a given workability. In the hardened state: (a) it works mainly in the minimization of initial cracking, being able to reduce the cracked area by up to 22.5% for CP II-F and 76.18% for CP IV; (b) acts in the reduction of shrinkage in high temperature and low relative humidity conditions; and (c) presents similar compressive strengths to the control mortars, when mixed in proper amounts, for both types of cement tested.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-03-16T13:53:53Z No. of bitstreams: 1 Michael Anderson Bica Moreira_.pdf: 4568329 bytes, checksum: 2900c09b4d7ad560e4f7bdbd2456a86d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T13:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michael Anderson Bica Moreira_.pdf: 4568329 bytes, checksum: 2900c09b4d7ad560e4f7bdbd2456a86d (MD5) Previous issue date: 2016-12-21 / itt Performance - Instituto Tecnológico em Desempenho da Construção Civil / Construrohr / A partir da vigência da norma de desempenho, parâmetros aquém dos de durabilidade vêm sendo estudados por projetistas e pesquisadores no Brasil. A segurança contra incêndio vem tendo maior preocupação entre os profissionais, apesar de ainda ser um tema desconhecido por parte do mercado. Busca-se que, em caso de sinistro, a edificação tenha meios de propiciar aos usuários a evacuação segura e rápida, a facilidade de acesso das ações de combate do corpo de bombeiros e a segurança do patrimônio. De acordo com os critérios de segurança contra incêndio, os recursos para dificultar os princípios de incêndio e a propagação, bem como o tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF), são definidos em função das especificidades de cada sistema projetado. O concreto, por ser um material com baixa condutividade térmica, apresenta um desempenha um bom desempenho frente ao fogo, quando comparado a outros sistemas estruturais. No entanto, este compósito, quando submetido a altas temperaturas, tem as suas propriedades mecânicas alteradas. Com a tendência de industrialização da construção civil, o uso de peças pré-fabricadas de concreto vem sendo uma alternativa de uso nas construções, no entanto o seu comportamento em casos de incêndio é pouco difundido no meio técnico. Dentre os fatores de influência que podem prejudicar a resistência ao fogo destas peças estão o teor de umidade e a pressão interna. Estes fatores, combinados ou isolados, são responsáveis por manifestações patológicas oriundas das altas temperaturas, como desplacamentos, fissurações, perda de umidade, deformações, entre outros. Ainda, uma lacuna no meio técnico é a idade de cura para realização de ensaios que possam avaliar o tempo de resistência ao fogo (TRF) de elementos de concreto. Utiliza-se como parâmetro 28 dias de idade de cura, baseados nas normas norteadoras de ensaios para avaliação da resistência à compressão de corpos de prova cilíndricos. A partir deste parâmetro são realizados os ensaios de resistência ao fogo. Com baixas idades de cura, o concreto já apresenta resistência à compressão satisfatória, no entanto, o teor de umidade das peças ainda é muito alto, o que prejudica o desempenho nos ensaios de resistência ao fogo. Desta forma, projetistas optam pela alteração de projeto, aumentando o cobrimento das armaduras, fazendo adições ao concreto, etc. Assim, esta pesquisa buscou avaliar a influência do teor de umidade e da pressão interna em peças pré-fabricas de concreto, tendo como variável apenas a idade de cura das amostras, propondo um método para quantificar o teor de umidade e a pressão interna. Foram ensaiadas, em forno vertical normatizado, amostras com 7, 14, 28, 56 e 84 dias cura, submetidas à cura ambiente, logo com teores de umidades distintos. Com base nos ensaios realizados, as amostras com 84 dias de cura, as quais apontaram menores teores de umidade, apresentaram melhor desempenho frente às altas temperaturas, evidenciando a influência deste fator. / From the validity of the Brazilian performance law, parameters other than durability have been studied by designers and researchers in Brazil. Fire safety has been a major concern among professionals, although it still is not known by most of the market. In case of accidents, the building must have means of allowing the users to evacuate safe and rapidly, while providing easy access to the actions of firefighters and security of assets. According to the values of fire safety, the resources for hindering the principles of fire and propagation, as well as the fire-resistance rating (FRR), are defined with respect to the specificities of each system designed. The concrete, as a material with low thermal conductivity, presents a good performance against fire when compared to other structural systems. However, this composite, when submitted to high temperatures, has its mechanical properties altered. With the civil construction’s tendency of industrialization, the use of prefabricated concrete pieces has been seen as an alternative to use on buildings, although their behavior in fire situations is not so widespread in the technical field. Among the influence factors that can impair the fire resistance of these pieces are the moisture content and the internal pressure. These factors, combined or isolated, provoke pathological manifestations originated from high temperatures, such as spalling, cracking, loss of moisture, deformations, and others. Still, a blank in the technical field is the age of cure for performing the tests that evaluate FRR of concrete elements. The curing age of 28 days is used as a parameter, based on standards that orientate the tests for evaluating compressive strength of cylindrical specimens. The fire resistance tests are then performed from this this parameter. The concrete already presents satisfactory compressive strength at lower curing ages, however, the moisture content of the pieces is still very high, thus hindering the performance during the fire resistance tests. That way, designers choose to modify projects, increasing the covering of the armors, making additions to concrete, etc. Therefore, this research aimed to evaluate the influence of moisture content and internal pressure on prefabricated concrete pieces, considering only the samples’ curing age as a variable and proposing a method for quantifying moisture content and internal pressure. The test was performed in a standardized vertical oven, and the specimens were tested with 7, 14, 28, 56 and 84 days of curing, all cured outdoors, thus displaying different moisture contents. Based on the test results, the samples with 84 days of curing, which displayed the smallest moisture contents, presented better performance regarding high temperatures, indication the influence of this factor.

As the demand for microprocessors is increasing with more and more consumers using integrated circuits in their daily life, the demand on the industry is increasing to ramp up production. In order to speed up the manufacturing processes, new and novel approaches are trying to change certain aspects of it. Microwaves have been tried as an alternative to conventional ovens in the curing of the polymers used as underfills and encapsulants in integrated circuits packages. Microwaves however being electromagnetic waves have non uniform energy distribution in different settings, causing burning or incomplete cure of polymers. In this study, we compare the two main types of microwaves proposed to perform the task of curing the polymers. To limit the study and obtain comparable results, both microwaves were limited to propagate in a single mode, TE10. The first is a closed microwave cavity using air as the propagation medium, and the second is an open microwave oven with a PTFE cavity that uses an evanescent field to provide energy. The open air cavity was studied with different orientations of a substrate placed inside it so as to find the best case scenario in the curing process. This scenario was then compared with the best case scenario found for a sample cured in an evanescent field. This comparison yielded results showing an advantage of the open microwave in maximum field present, thus leading to higher localized energy absorption and temperatures in the substrate, however this case also lead to a higher temperature gradient. The substrate cured in the closed microwave has a lower temperature gradient, but also a lower maximum field which leads to slower cure. In the TE10 mode therefore, a closed microwave has an overall advantage as the heating process is only slightly slower than that of an open cavity, but the temperature gradient in this case is significantly lower.

<p>U ovoj doktorskoj disertaciji je ispitan uticaj montmorilonita i<br />termoplastičnih segmentiranih poliuretana na kinetiku reakcija<br />umrežavanja, strukturu i svojstva funkcionalnih hibridnih<br />materijala na osnovu epoksidnih smola. Pripremljene su dve<br />serije uzoraka hibridnih materijala: prva na osnovu epoksidne<br />smole sa različitim sadržajem organski modifikovanog<br />montmorilonita (0, 1, 3, 5 i 10 mas.%) umrežene sa<br />umreživačem Jeffamine D-230; druga serija je sintetisana na<br />osnovu epoksidne smole, sa različitim sadržajem (10, 15 i 20<br />mas.%) termoplastičnog poliuretanskog elastomera sa<br />različitim sadržajem tvrdih segmenata (20, 25 i 30 mas.%)<br />sintetisanih na osnovu alifatičnog polikarbonatnog diola i<br />heksametilendiizocijanata i produživača lanca butandiola, kao<br />i katalizatora dibutiltin dilaurata; kao i bez dodatog elastomera<br />umrežene sa diaminom Jeffamine D-2000. Umrežavanje<br />reaktivnih sistema sa projektovanim sirovinskim sastavom je<br />praćeno diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom (DSC).<br />Modeli izokonverzije primenjeni su da se ustanovi da li<br />dodatak punila utiče na reakciju umrežavanja hibridnih<br />materijala. Sintetisani materijali su analizirani dinamičkomehaničkom<br />analizom (DMA), mikroskopijom atomskih sila<br />(AFM), kao i TG-DSC i TG-MS metodama i određena su<br />mehanička svojstva (zatezna čvrstoća, prekidno izduženje i<br />tvrdoća po &Scaron;oru A). Epoksidni materijal sa 10 mas.% organski<br />modifikovanog montmorilonita ima značajno niže vrednosti<br />energija aktivacije za definisane stepene reagovanja, čime je<br />potvrđen katalitički efekat gline sa slojevitom strukturom kada<br />je prisutna u reakcionoj sme&scaron;i u dovoljnoj količini. Uticaj<br />otežane difuzije pri kraju reakcije je izraženiji u prisustvu<br />montmorilonita, čime je pokazano da njegovo prisustvo utiče<br />na ceo mehanizam umrežavanja. Utvrđeno je da na vrednosti<br />G&#39;, pored udela montmorilonita, utiče i stepen dispergovanja<br />čestica unutar polimerne matrice. Zaključeno je da dodatak<br />punila do 3 mas. % utiče povoljno na ispitana mehanička<br />svojstva, dok pri sadržaju od 5 i 10 mas. % dolazi do<br />aglomeracije čestica punila, &scaron;to negativno utiče na ispitana<br />svojstva, osim tvrdoće, koja se povećava linearno sa dodatkom<br />punila montmorilonita. Na osnovu rezultata TG analize<br />zaključeno je da je sa porastom udela montmorilonita u<br />epoksidnoj matrici termička stabilnost uzoraka ispitivanih u<br />atmosferi vazduha neznatno pobolj&scaron;ana, dok u inertnoj<br />atmosferi nema uticaja na termičku stabilnost, niti na<br />mehanizam raspada hibridnih materijala na osnovu epoksidnih<br />smola sa različitim udelima montmorilonita. Kod sistema kod<br />kojih je dodavan termoplastični poliuretanski elastomer,<br />zaključeno je da pri većem sadržaju segmentiranih poliuretana<br />u epoksidnoj matrici (10 i 15 mas.%) proces umrežavanja<br />započinje na nižim temperaturama i maksimalna brzina se<br />ostvaruje na nižim temperaturama, a najveća vrednost<br />promena ukupne entalpije reakcije umrežavanja je određena za<br />hibridni materijal sa poliuretanom koji u svojoj strukturi ima<br />30 mas.% tvrdih segmenata. Zatezna čvrstoća hibridnih<br />materijala raste sa porastom udela tvrdih segmenata u strukturi<br />poliuretana, kao i sa porastom masenog udela poliuretanskog<br />elastomera u epoksidnoj matrici. Dodatkom termoplastičnih<br />segmentiranih poliuretana značajno je povećano prekidno<br />izduženje epoksidnih smola. Sa porastom udela tvrdih<br />segmenata kod poliuretana dodatih u istom masenom procentu<br />u epoksidnu matricu, tvrdoća raste. Ustanovljeno je da na<br />konačna svojstva hibridnih materijala utiče izbor polaznih<br />komponenti, način ume&scaron;avanja punila u matricu i uslovi pri<br />kojima se vr&scaron;i umrežavanje. Zaključeno je da je dobro<br />poznavanje kinetičkih parametara reakcije umrežavanja važno<br />za pravilan odabir optimalnih uslova za proizvodnju i preradu<br />hibridnih materijala u industrijskim uslovima.</p> / <p>In this thesis the influence of clay fillers and thermoplastic<br />segmented polyurethanes on the curing kinetics, structure and<br />properties of functional hybrid materials based on epoxy resins<br />was assessed. Two sets of hybrid material samples were<br />prepared. First type of samples was based on epoxy resin with<br />a different content of organically modified montmorillonite (0,<br />1, 3, 5 and 10 wt. %) and crosslinking with hardener Jeffamine<br />D-230. Second type of samples was based on epoxy resin,<br />having different content (10, 15 and 20 wt. %) of thermoplastic<br />segmented polyurethane with different content of hard<br />segments (20, 25 and 30 wt. %) based on aliphatic<br />polycarbonate macrodiols and hexamethylene diisocyanate,<br />with chain extender 1,4-butanediol and the catalyst, dibutyltin<br />dilaurate, and also a sample without added elastomeric<br />polyurethane and crosslinking with hardener Jeffamine D-<br />2000. The curing of the hybrid materials based on epoxy resins<br />systems were investigated by non-isothermal differential<br />scanning calorimetry (DSC). The kinetic study by<br />isoconversion models has been carried out using data from<br />DSC. The synthesized materials were analyzed by dynamicmechanical<br />analysis (DMA), atomic force microscopy (AFM)<br />as well as TG-DSC and TG-MS methods and mechanical<br />properties (tensile strength, elongation and hardness at Shore<br />A) were determined. Epoxy based hybrid material with 10 wt.<br />% of the organically modified montmorillonite has<br />significantly lower activation energy values for the defined<br />reaction rates, thereby confirming the catalytic effect of the<br />clay with the layered structure when present in the reaction<br />mixture in sufficient quantity. The diffusion effects at the end<br />of the reaction are more pronounced in the presence of<br />montmorillonite, which indicates that its presence affects the<br />entire curing mechanism. It was found that G&#39;, along with<br />montmorillonite content, is affected by the degree of particle<br />dispersion inside the polymer matrix. It was concluded that the<br />addition of montmorillonite up to 3 wt. % improves<br />investigated mechanical properties, while the samples with 5<br />and 10 wt. % of montmorillonite resulted in agglomeration of<br />the filler particles, which negatively influenced the<br />investigated properties, except for the hardness which<br />increases linearly with the addition of montmorillonite. TG<br />analysis shows that the increase of montmorillonite content in<br />the epoxy matrix slightly improves the thermal stability in the<br />air, while in the inert atmosphere there is no influence on the<br />thermal stability nor on the mechanism of the decomposition<br />of epoxy based hybrid materials. In the system with a<br />thermoplastic polyurethane filler, it was concluded that hybrid<br />materials with a higher content of segmented polyurethane (10<br />and 15 wt. %), curing process starts at lower temperatures and<br />the maximum speed is achieved at lower temperatures and the<br />highest value of changes in total enthalpy of the crosslinking<br />reaction is determined for the epoxy hybrid material with<br />polyurethanes containing 30 wt. % of hard segments. Tensile<br />strength of hybrid materials increases with the increase of hard<br />segments content in the polyurethane elastomer as well as with<br />the increase of polyurethane content in the epoxy matrix. The<br />addition of thermoplastic segmented polyurethanes<br />significantly increased the elongation at break of prepared<br />epoxy resins hybrid materials. The increase of the hard<br />segments content in polyurethane, in the same ratio, improves<br />hardness of epoxy based hybrid material. It was concluded that<br />the final properties of hybrid materials are influenced by the<br />selection of initial compounds, methods of processing and the<br />curing conditions. It was concluded, as well that knowing the<br />kinetic parameters of curing reaction is important for the<br />proper selection of optimal parameters for production and<br />processing of hybrid materials in industrial conditions.</p>

Le point clé des polymérisations radicalaires et/ou cationiques réside dans la génération des radicaux et/ou des cations qui amorcent la réaction. Ces derniers sont formés par transformation, via absorption de lumière, d'un composé photosensible. Puisque la majorité des réactions de polymérisation se produisent en système ouvert, on conçoit l'importance de trouver des solutions aux inconvénients liés à la présence de l'air lors de la réticulation. Durant ce travail, de nouvelles séries de molécules de type silanes, germanes, complexes boranes ... ont été examinées. On va s'intéresser aussi aux systèmes d'amorçage de type I et II. Nous nous intéresserons aussi à la polymérisation induite par la lumière visible ou solaire. Notre objectif consiste à développer des systèmes dont la sensibilité spectrale s'étend vers de grandes longueurs d'onde. Les molécules étudiées au cours de ce travail semblent être très favorables en tant que photoamorceurs ou co-amorceurs pour la polymérisation radicalaire ainsi que pour la polymérisation cationique. La plupart de ces structures se sont montrées plus efficaces que les références utilisées. Le travail de cette thèse s'articule autour de deux grandes parties : La première partie relative à la polymérisation radicalaire contient également une étude bibliographique et se divise en trois chapitres. La deuxième partie relative à la polymérisation cationique se divise en sept chapitres. Une annexe sera donnée à la fin de ce manuscrit et regroupe les différentes techniques expérimentales.

Photopolymerization is the basis of several multi-million dollar industries including films and coating, inks, adhesives, fiber optics, and biomaterials. The fundamentals of the photopolymerization process, however, are not well understood. As a result, spatial variations of photopolymerization impose significant limitations on applications in which a high spatial resolution is required. To address these issues, microrheology was implemented to study the spatial and temporal effects of free-radical photopolymerization. In this work a photosensitive, acrylate resin was exposed to ultraviolet light, while the Brownian motion of micron sized, inert fluorescent tracer particles was tracked using optical videomicroscopy. Statistical analysis of particle motion yielded data that could then be used to extract rheological information about the embedding medium as a function of time and space, thereby relating UV exposure to the polymerization and gelation of monomeric resins. The effects of varying depth, initiator concentration, inhibitor concentration, composition of the monomer, and light intensity on the gelation process were studied. The most striking result is the measured difference in gelation time observed as a function of UV penetration depth. The observed trend was found to be independent of UV light intensity and monomer composition. The intensity results were used to test the accuracy of energy threshold model, which is used to empirically predict photo-induced polymerization. The results of this research affirm the ability of microrheology to provide the high spatial and temporal resolution necessary to accurately monitor the photopolymerization process. The experimental data provide a better understanding of the photo-induced polymerization, which could lead to expanded use and improved industrial process optimization. The use of microrheology to monitor photopolymerization can also aid in the development of predictive models and offer the ability to perform in-situ quality control of the process.

In high performance electronic systems, with increasing chip speed and larger number of processors, the system performance is being limited by off-chip metal interconnects. In such systems, polymer optical waveguides are being considered to replace electrical interconnects because of their high capacity for bandwidth and less constraints on interconnect length. The optical loss in the polymer optical waveguides is the key criterion used to evaluate their performance, and is significantly affected by thermal curing and aging. The evolution of degree-of-cure is determined from differential scanning calorimetry and compared to optical absorption from spectroscopy. Optical loss due to scattering mechanisms is related to local density fluctuations, which is studied using dielectric analysis. Based on the optical loss trends in uncladded and cladded waveguides, the underlying mechanisms for the optical loss variations are proposed and a cure process schedule to realize the lowest optical loss is recommended. Process-induced thermal stresses can also affect the polymer waveguide by introducing stress birefringence. The stress-optical coefficients of the siloxane polymer are extracted and employed in a numerical modeling method to determine the stress-induced birefringence in an optical waveguide system. The thermal-aging dependent optical loss is determined for waveguide samples at several different accelerated temperature conditions. To get the field-use conditions, the temperature distribution in the vicinity of the embedded laser and the polymer waveguide is determined. Using such thermal experimental data, the analytical reliability models were employed to relate the optical loss with time, and provide a practical way of determining whether the optical waveguides would perform within the optical loss budget during field-use conditions.