Compósitos sólidos de borracha de copoli(butadieno-estireno) (SBR) com resíduos de SBR expandidos (SBR-r), oriundos da indústria calçadista, foram desenvolvidos para posterior obtenção de compósitos celulares, buscando viabilizar a utilização desses resíduos. O teor incorporado de SBR-r variou de 0 a 30 phr. O resíduo recebido na forma de aparas foi transformado em um pó fino e caracterizado quanto a sua composição química, granulometria, propriedades térmicas, morfologia e teor de gel. Os compósitos sólidos e celulares foram preparados em misturador de cilindro, prensados e analisados quanto às propriedades reométricas, físicas, térmicas, mecânicas e morfológicas. Algumas propriedades dos compósitos celulares foram estudadas antes e após o envelhecimento acelerado. Verificou-se que as propriedades dos compósitos sólidos com até 20 phr melhoraram com a incorporação do resíduo, sendo esse o limite máximo a ser adicionado sem perdas significativas de propriedades. Os resultados obtidos para os compósitos celulares permitiram concluir que o gás gerado pela decomposição do agente expansor (azodicarbonamida) alterou a estrutura do elastômero, rompendo algumas ligações cruzadas. As propriedades finais dos compósitos celulares foram dependentes da quantidade de elastômero presente na formulação, da quantidade de agente expansor, do controle dos parâmetros de processo e do teor de SBR-r adicionado. Os compósitos celulares apresentaram estrutura de células fechadas, distribuição do tamanho médio dos poros inferiores a 10 µ e uma densidade média de 0,5 g·cm-3. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-19T19:43:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marines Massarotto.pdf: 4296016 bytes, checksum: 136c2d1510dd414f3c7855a7599fd7f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-19T19:43:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marines Massarotto.pdf: 4296016 bytes, checksum: 136c2d1510dd414f3c7855a7599fd7f3 (MD5) / Rubber compositions of copoly(butadiene-styrene) (SBR) with incorporation of an expanded residue from shoe industry (SBR scraps) were developed aiming later application to obtain cellular composites.n The amounts of the incorporated SBR-r varied from 0 to 30 phr. The SBR scraps were ground and the obtained powder (SBR-r) was characterized by chemical composition, granulometry, thermal properties, morphology and gel content. Solids and cellular compositions were prepared on a two roll mill, manufactured using compression molding and were evaluated as for their rheometric, physical, chemical, mechanical, thermal and morphology characteristics. Some of these properties were evaluated before and after accelerated ageing, for the cellular compositions. It was observed that properties are improved on the incorporation of SBR-r content up to 20 phr, for the solids compositions. The results obtained for the cellular compositions showed that the decomposition of foaming chemical agent (azodicarbonamide) affect the elastomer structure because occurring the cross-link destruction. Properties obtained with cellular composite are the result of quantity of elastomeric compound, amount of foaming chemical agent, parameters control process and SBR-r content. The cellular composites samples exhibited closed cell, smaller cell size (less 10 µ) and medium density of 0,50 g·cm-3.

Compósitos sólidos de borracha de copoli(butadieno-estireno) (SBR) com resíduos de SBR expandidos (SBR-r), oriundos da indústria calçadista, foram desenvolvidos para posterior obtenção de compósitos celulares, buscando viabilizar a utilização desses resíduos. O teor incorporado de SBR-r variou de 0 a 30 phr. O resíduo recebido na forma de aparas foi transformado em um pó fino e caracterizado quanto a sua composição química, granulometria, propriedades térmicas, morfologia e teor de gel. Os compósitos sólidos e celulares foram preparados em misturador de cilindro, prensados e analisados quanto às propriedades reométricas, físicas, térmicas, mecânicas e morfológicas. Algumas propriedades dos compósitos celulares foram estudadas antes e após o envelhecimento acelerado. Verificou-se que as propriedades dos compósitos sólidos com até 20 phr melhoraram com a incorporação do resíduo, sendo esse o limite máximo a ser adicionado sem perdas significativas de propriedades. Os resultados obtidos para os compósitos celulares permitiram concluir que o gás gerado pela decomposição do agente expansor (azodicarbonamida) alterou a estrutura do elastômero, rompendo algumas ligações cruzadas. As propriedades finais dos compósitos celulares foram dependentes da quantidade de elastômero presente na formulação, da quantidade de agente expansor, do controle dos parâmetros de processo e do teor de SBR-r adicionado. Os compósitos celulares apresentaram estrutura de células fechadas, distribuição do tamanho médio dos poros inferiores a 10 µ e uma densidade média de 0,5 g·cm-3. / Rubber compositions of copoly(butadiene-styrene) (SBR) with incorporation of an expanded residue from shoe industry (SBR scraps) were developed aiming later application to obtain cellular composites.n The amounts of the incorporated SBR-r varied from 0 to 30 phr. The SBR scraps were ground and the obtained powder (SBR-r) was characterized by chemical composition, granulometry, thermal properties, morphology and gel content. Solids and cellular compositions were prepared on a two roll mill, manufactured using compression molding and were evaluated as for their rheometric, physical, chemical, mechanical, thermal and morphology characteristics. Some of these properties were evaluated before and after accelerated ageing, for the cellular compositions. It was observed that properties are improved on the incorporation of SBR-r content up to 20 phr, for the solids compositions. The results obtained for the cellular compositions showed that the decomposition of foaming chemical agent (azodicarbonamide) affect the elastomer structure because occurring the cross-link destruction. Properties obtained with cellular composite are the result of quantity of elastomeric compound, amount of foaming chemical agent, parameters control process and SBR-r content. The cellular composites samples exhibited closed cell, smaller cell size (less 10 µ) and medium density of 0,50 g·cm-3.

Tato dizertační práce se zabývá přípravou a charakterizací nanokompozitních polymerních pěn se zaměřením na strukturu materiálu a aplikaci v 3D tisku. Cílem práce je studium materiálu s vysoce organizovanou hierarchickou strukturou – od nanoměřítka, přes mikroskopickou strukturu po makroskopická tělesa. V první části práce byly řešeny strukturní vlastnosti nanokompozitů připravených z polymerních skel roztokovou metodou. Byl hledán obecně platný trend, pomocí kterého by bylo možné předpovídat disperzi nanočástic v kompozitu. Ukázalo se, že řídícím faktorem může být závislost na rozdílu parametrů rozpustnosti polymeru a rozpouštědla. Tento poznatek byl ověřen na systémech obsahujících různé nanočástice, polymery a rozpouštědla. Se znalostí principů pro řízení struktury nanokompozitů byly připraveny nanokompozity impaktního polystyrenu plněného nanosilikou. Tyto nanokompozity posloužily jako základ pro přípravu polymerních nakompozitních pěn. Porézní struktury bylo dosaženo pomocí termálního chemického nadouvadla azodikarbonamidu. Z těchto materiálů byly extrudovány filamenty, které byly následně zpracovány pomocí 3D tisku do požadovaných tvarů a vypěněny. Výsledkem byla hierarchická struktura s organizací struktury od nano (organizace nanočástic), přes mikro (struktura dvoukomponentní polymerní směsi a struktura pěny) po makroměřítko (struktura pěny a design 3D tisku). Byl pozorován vliv nanočástic na strukturu a termální a mechanické vlastnosti polymerních pěn. Nanočástice fungují při tvorbě pěny jako nukleační činidlo, na jejich povrchu snadno dochází k tvorbě pórů, takže s obsahem nanočástic v materiálu bylo vytvořeno více menších pórů, což napomohlo k homogenitě pěnové struktury. Přítomnost nanočástic změnila povrchovou energii zrn nadouvadla, díky čemuž docházelo k jeho rozkladu za nižích teplot a pěnění bylo i rychlejší. Nanočástice mají zároveň potenciál vyztužit stěny pěny a zlepšit tak mechanické vlastnosti. 3D tisk je oblíbená a hojně rozšířená technika, díky své jednoduchosti je v mnoha laboratořích a zkušebnách, proto roste poptávka po filamentech se speciálními vlastnostmi. Materiál vyvinutý v této dizertační práci je v podstatě hotovým a charakterizovaným produktem, který by mohl přispět k uspokojení této pohledávky.