O uso de aditivos de fontes alternativas aos petroquímicos tem atraído o interesse de muitas pesquisas acadêmicas e aplicadas. Os insumos como óleo de soja possuem grande potencialidade na modificação de polímeros. No entanto, muitas vezes é necessário a realização de reações de modificações desses insumos para aumentar o grau de compatibilidade ou realizar alguma reação específica. Neste trabalho, foi avaliado o processamento reativo da poliamida 6 (PA 6) com óleo de soja modificado com anidrido maleico (SOMA). As misturas foram processadas utilizando as proporções mássicas de PA6/SOMA 100/0, 99/1 e 95/5 em extrusora de duplo fuso (L/D 32) em uma faixa de temperatura de 230-260ºC. Os experimentos espectroscópicos, químico, cromatográfico e titulométricos mostraram que aproximadamente 1 mol de anidrido maleico reagiu com 1 mol de óleo de soja. O número de grupos terminais aminas reduziu com a adição de SOMA de 2,38x10-5 para 1,37x10-5, já o índice de viscosidade aumentou de 220,0 para 276,9, o que indica que ocorreu a reação entre o SOMA e PA6 que pode ser comprovada pelas novas bandas de FTIR (1769, 1742 e 1716 cm-1) e também pela não extração seletiva do óleo modificado. A adição de óleo de soja modificado aumentou significativamente a cristalinidade da PA6 contribuindo para aumento da fração de fase . No entanto, a adição de SOMA não aumentou o tamanho da lamela da PA6, mas somente a quantidade de lamelas formadas. Esse aditivo contribuiu para aumento da região de transição entre a porção amorfa e cristalina que passou de 1,23 para 1,33nm com 5% de SOMA. O óleo de soja modificado atua tanto como plastificante quanto como lubrificante da PA6, pois causa pequena redução na temperatura de transição vítrea (de -60 para -64ºC) e o módulo de armazenamento. Em relação ao comportamento reológico, as amostras possuem um comportamento pseudoplástico. Em taxas de cisalhamento acima de 100s-1 ocorre uma redução abrupta de viscosidade com um aumento da quantidade de óleo de soja modificado. A tensão máxima de tração (seca e hidratada) diminui linearmente com a adição de SOMA. As propriedades mecânicas mostram um aumento muito expressivo na deformação e na tenacidade para amostra com 1% de SOMA, obtendo-se valores até quatro vezes maiores em relação ao material não aditivado. O material desenvolvido a partir de uma poliamida 6 e óleo de soja modificado apresentou propriedades muito interessantes, que estão relacionadas com a quantidade de fase organizada que é formada em elevadas temperaturas pela redução local de viscosidade do sistema. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-01T18:29:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-01T18:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / The use of additives from alternative sources to petrochemical has attracted the interest of many academic researches and applications. The inputs as soybean oil have great potential in the polymer modification. However, it is often necessary to carry out reactions of modifications of these inputs to increase the degree of compatibility or perform some specific reaction. In this study, it was evaluated the reactive processing of polyamide 6 (PA6) with soybean oil modified with maleic anhydride (SOMA). The mixtures were processed using the mass proportions of PA6/SOMA: 100/0, 99/1 and 95/5 in twin-screw extruder (L/D 32) in a temperature range of 230-260ºC. The spectroscopic, chemical, chromatographic and titration experiments showed that about 1 mole of maleic anhydride reacted with 1 mole of soybean oil. The number of terminal amine groups reduced by adding SOMA of 2.38x10-5 to 1.37x10-5, the viscosity index increased from 220.0 to 276.9 indicating that the reaction occurred between SOMA and PA6 that can be proven by new bands in the FTIR (1769, 1742 and 1716 cm-1) and also by the non-selective extraction of the modified oil. The addition of modified soybean oil significantly increased the crystallinity of PA6 contributing to the increase of the phase α fraction. However, the addition of SOMA has not increased the size of the lamella of PA6, but only the amount of lamellas formed. This additive contributed to increase the transition region between the amorphous and crystalline portion from 1.23 to 1.33nm with 5wt.% of SOMA. The modified soybean oil acts as a plasticizer and as a lubricant of the PA6, because it causes little reduction in glass transition temperature (from -60 to -64ºC) and storage modulus. Regarding the rheological behavior, the samples have a pseudoplastic behavior. At shear rates above 100s-1 occurs an abrupt reduction in viscosity with an increasing amount of modified soybean oil. The maximum tensile strength (dry and hydrated) decreases linearly with the addition of SOMA. The mechanical properties show a very significant increase in deformation and tenacity for sample with 1wt.% of SOMA yielding values up to four times higher when compared to the material without additive. The material developed from a modified polyamide 6 and soybean oil showed very interesting properties, which are related to the amount of organized phase which is formed at elevated temperatures by local reduction of viscosity.

Orientador: João Carlos Silos Moraes / Coorientador: Luis Humberto da Cunha Andrade / Banca: Keizo Yukimitu / Banca: Eudes Borges de Araújo / Banca: Lino Misoguti / Banca: Antonio Medina Neto / Resumo: O objetivo deste trabalho foi induzir a anisotropia óptica via polarização termoelétrica em vidros baseados em TeO2 para geração de segundo harmônico (GSH). Foram preparadas amostras de vidros teluritos do sistema 60TeO2+40LiNbO3 pelo método tradicional de fusão/resfriamento em atmosfera ambiente. Com o intuito de induzir uma susceptibilidade óptica não-linear de segunda ordem c(2), as amostras vítreas foram submetidas ao tratamento de polarização termoelétrica, em diferentes condições de temperatura (TP), campo (Edc) e tempo de polarização (tP). As amostras como preparadas apresentaram um difratograma de raios-x característico de material amorfo. No entanto, após o tratamento de polarização termoelétrico a difração de raios-x revelou a presença da fase g-TeO2, composto metaestável de vidros teluritos. Espectros de espalhamento Raman revelaram também uma mudança estrutural em pontos localizados da superfície polarizada. Em concordância com as mudanças estruturais, micrografias de força atômica evidenciaram uma mudança estrutural na superfície das amostras tratadas. Para as amostras dopadas com prata a absorção óptica no visível mostra uma mudança no coeficiente de extinção do vidro dopado quando submetido à polarização termoelétrica, bem como da absorbância. Via interferometria de luz branca, identificou-se que as amostras polarizadas apresentam um padrão de interferência com três comprimentos de onda de equalização, indicando a formação de uma camada birrefringente na superfície polarizada das amostras. A geração de segundo harmônico (GSH) foi realizado com a amostra inclinada em ~ 40° com relação a incidência da radiação fundamental de 1300 nm. Com um espectrômetro portátil verificamos a GSH em 650 nm, que apresentou uma banda estreita característica deste... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this work was induced the optical anisotropy by thermal poling treatment in TeO2 based glasses from second harmonic generation (SHG). Tellurite glasses samples of the system 60TeO2+40LiNbO3 were prepared by traditional melt/quenching method in air. In order to induce non-linear optical susceptibility of second order c(2), the vitreous samples were submitted to thermal poling treatment, in different temperature condition (TP), dc field (Edc), and polarization time (tP). As prepared samples present diffraction pattern characteristics of amorphous materials. However, after thermal poling treatment, the x-ray diffraction shows the appearance of the g-TeO2 phase, metastable compound of tellurite glasses. Raman scattering show that structural change is observed after thermal poling, however, this change can be seen in a modest black spot of the electrode region. Despite, by atomic force microscopy is viewed that thermal poling really induces a change in the surface of the sample. For samples of Ag doped tellurite glasses, the visible optical absorption shows a change of extinction coefficient of doped glass when submitted a thermal poling, and absorbance. By white light interferometry was identified that intereference pattern show three equalization wavelength, indicating that a birefrigent layer is formed in poled surface of samples. Second Harmonic Generation (SHG) was performed to sample inclined ~ 40° with respect incidence of the fundamental radiation of 1300 nm. With a portable spectrometer found SHG at 650 nm, which showed a narrow band characteristic of this phenomenon. SHG in function of incidence angle showed the increase in the intensity up to a maximum in ~ 40°, and after decrease up to 60°. These results, present concordance with Maker theory and other works of literature. Polarimetric method allowed... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho consistiu no estudo da síntese química do polipirrol (Ppy) pelo emprego de agentes oxidantes (FeCb) em meio aquoso. É apresentada a influência da adição de dopantes adicionais na condutividade do polímero é apresentada. O Ppy foi caracterizado por espectroscopia de infra-vermelho, voltametria cíclica, microscopia eletrônica de varredura e medidas de condutividade. Um novo processo de metalização de polímeros convencionais é proposto. Algumas vantagens deste processo alternativo são a eliminação do uso de metais preciosos caros e dos banhos tóxicos de cobre químico, ambos presentes no processo de metalização convencional. / This work describes a study of polypyrrol (Ppy) chemical synthesis by using oxidation agents (FeCl3) in aqueous medium.The influence of the additional dopant on the polymer conductivity was presented. Ppy was characterized by spectroscopic infra-red, cyclic voltammetry, scanning electron rnicroscopy and conductivity measurements. A novel process of metallization of conventional polymers was suggested. Some advantages of this alternative method are the elimination of using expensive precious metal solutions and toxic electroless copper baths, both essential in the conventional metallization process.

Filmes de nitreto de cromo foram depositados por magnetron sputtering desbalanceado, em atmosferas contendo N2 puro. Foram utilizados como substratos wafers de SiO2 amorfo e de MgO (001). Os filmes sobre Si02 foram depositados a 250 °C, e os filmes sobre MgO a 500 °C. A energia da partícula bombardeando a superficie durante a deposição e o fluxo dessas partículas para o substrato foram variados independentemente um do outro, permitindo que sua influência sobre a microestrutura resultante fosse determinada. A caracterização do plasma foi feita com o uso de sondas eletrostáticas. Para a caracterização dos filmes foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão de vista de topo e de seção transversal, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x convencional e de alta resolução, difração de elétrons, espectrometria de Rutherford back-scattering e espectroscopia eletrônica Auger. Os filmes depositados sobre SO2 mostraram ser policristalinos monofãsicos com estrutura cristalina correspondente a do CrN, e apresentaram forte orientação preferencial na direção (111). Um aumento no bombardeamento iônico sobre o substrato causou uma sensível densificação do filme, com diminuição da porosidade inter- e intra-colunar. Os filmes obtidos sobre MgO (001) eram epitaxiais, com estrutura do CrN. O parâmetro de rede na direção do crescimento desses filmes aumentou em relação aos valores bulk, indicando a presença de tensão residual compressiva. Os filmes depositados com o uso de alta taxa de fluxo iônico para fluxo metálico J/JMc eram completamente densos, enquanto que aqueles nos quais foi usado baixo fluxo ocorreu a formação de vazios de dimensões nanoscópicas. A resistividade elétrica dos filmes epitaxiais foi influenciada por degraus existentes na superficie dos wafers, formados durante a etapa de clivagem. A nanodureza dos filmes epitaxiais apresentou um valor de cerca de 1300 kgfmm-2 . / Chromium nitride films, tipically 1 μm thick, were grown on amorphous SiO2 at 250 °C and on MgO (001) at 500 °C by ultra-high-vacuum reactive unbalancing magnetron sputter deposition in pure N2 discharges. The effects o f incident ion/metal flux ratio and ion energy on the film microstructure, texture, composition, morphology and stress state were examined using x-ray diffraction, transmission electron diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, Rutherford back-scattering spectrometry and Auger electron spectroscopy. Films grown on SiO2 presented a single-phase polycrystalline strongly (111)-oriented Bl NaCl-structure corresponding to CrN. In the absence of ion bombardment films deposited on Si02 were underdense and exhibited high inter- and intra-grain porosity. A high-flux low-energy ion irradiation during deposition leads to film densification with a sharp decrease in porosity. Films deposited on MgO (001) with low and high flux were epitaxiaL demonstrating that epitaxiality was mainly determiued by the temperature. Films deposited using high flux, however, showed a completely dense structure while those ones obtained using low flux presented some nanoscopic voids. Electrical resistivity of the epitaxial films was influenced by cleavage-induced steps in the substrate. Hardness of the epitaxial films, determiued with a pyramidal nanoindenter, was about 1300 kgfmm-2.

A preparação de superfícies de silício na indústria microeletrônica é feita por processos que, geralmente, envolvem uma etapa por via úmida com soluções alcalinas ou contendo fluoretos. Tais sistemas produzem acabamentos diferenciados: a partir da dissolução em presença de bases fortes, ocorre a dissolução por meio de reações de natureza anisotrópica e com o uso de soluções contendo fluoretos, a maior aplicação tecnológica é devida ao ataque químico isotrópico. O presente trabalho investigou o comportamento de superfícies de p-Si (100) em condições de circuito aberto e de polarização anódica em meios contendo fluoretos. Foram utilizadas soluções de NH4F de diferentes concentrações, pH e tipo de solvente (água e metanol). A partir dos testes realizados avaliou-se a taxa de dissolução do silício e a morfologia resultante foi observada. Os resultados obtidos mostram que a taxa de dissolução aumenta com a concentração de fluoretos na solução. Com relação ao pH, foi observado que o ataque em meios ácidos é mais intenso em profundidade, produzindo superfícies porosas para qualquer condição testada. O efeito do solvente foi mais pronunciado nos ensaios em que a amostra foi polarizada. Evidenciando-se, assim, a possibilidade de obtenção de diferentes acabamentos superficiais pelo controle das condições adequadas de composição do meio (concentração de fluoretos, pH e solvente). / The silicon surfaces preparation in microelectronical industry is carried out generally by processes involving one wet step with alcaline or fluoride solutions. Such systems cause different superficial structures: by dissolution in presence of strong alcalis involving reactions of anisotropic nature or by the use of fluoride solutions, whose the largest technological application is due to isotropic chemical etching. The present work investigated the behavior of p-Si (100) under open circuit and anodic polarization conditions in solutions containing fluoride. NH4F solutions with different concentrations, pH and solvent (water and methanol) were used. The silicon dissolution rate was evaluated based on the tests carried out and the surface morphology was observed. The results obtained shown that the silicon dissolution rate increases with the fluoride concentration in the solution. Regarding to pH, we noted that the etching in acid solutions is deeper than in alcaline solutions, this kind of etching resulting in the formation of porous layers on the surface to any condition investigated. The solvent effect was observed when the samples were polarized. The results become evident, therefore, the possibility to obtain different superficial structures by the contrai of suitable conditions of solution composition (fluoride concentration, solution pH and solvent).

Com o objetivo de produzir óxidos barreira mais estáveis e óxidos porosos de Nb em eletrólitos menos agressivos, estudou-se a anodização barreira e porosa de Nb. Para tanto alguns parâmetros do processo foram variados, tais como eletrólito, potencial e tempo de anodização. Os óxidos formados por anodização barreira foram analisados quanto a sua estabilidade durante o fenômeno de quebra do dielétrico, à morfologia, às fases formadas e à quantidade de defeitos. Os óxidos barreira podem crescer amorfos quando anodizados até potenciais abaixo do potencial em que ocorre a quebra do dielétrico, no qual ocorre cristalização dos mesmos, degradando suas propriedades dielétricas. O óxido formado em 1M H2SO4 apresentou menor potencial de quebra do dielétrico, enquanto que o formado em 1M H3PO4 apresentou o maior. Isto foi atribuído a maior quantidade de defeitos no óxido formado no primeiro e à incorporação de P no segundo eletrólito. Nos eletrólitos 1M H2C2O4 e 0,5M NbO-Oxalato observou-se comportamento semelhante, o que foi atribuído à formação de complexos nestes óxidos. O fenômeno de quebra do dielétrico durante a anodização pode produzir diferentes morfologias na superfície dos óxidos. Observou-se a ocorrência de pites aleatoriamente na superfície do óxido ou por um processo “em linha” em que a ocorrência do primeiro pite induz à ocorrência do segundo pite e assim sucessivamente. Além dos pites, observou-se a formação de ramificações na superfície do óxido. Além da superfície do óxido, a ocorrência de quebra do dielétrico provoca cristalização ao longo da espessura do mesmo. O início do fenômeno caracteriza-se pela produção de cristais menores. Após intenso breakdown observa-se a formação de cristais maiores os quais dão origem a duas camadas bem definidas de óxido cristalino. Os óxidos porosos de Nb foram analisados quanto ao eletrólito de anodização, à morfologia e à nucleação de poros. Alguns estudos já foram realizados com relação à anodização porosa de Nb, todos utilizando HF como eletrólito. No entanto, até o presente momento, nenhum estudo foi feito a respeito da anodização porosa de Nb em eletrólito orgânico. Com base nisso, neste trabalho estudou-se a anodização porosa de Nb nos eletrólitos HF e HCOOH. Observou-se que a formação de poros durante a anodização é influenciada pelo eletrólito de anodização. Em eletrólitos contendo HF houve maior dissolução do óxido, com a formação de poros regulares, enquanto que em eletrólitos contendo HCOOH a dissolução não foi considerada significativa, ocorrendo a formação de poros irregulares. Para os dois eletrólitos, HF e HCOOC foi verificada a ocorrência de lâminas no óxido. Em HF, a formação de lâminas foi induzida pelo tempo de anodização, enquanto que em HCOOH, a formação de lâminas foi influenciada pela quantidade de eletrólito. Neste trabalho verificou-se que é possível a obtenção de óxido poroso de Nb em eletrólitos menos agressivos, os quais não provoquem intensa dissolução do óxido. Isso torna possível a formação de óxidos porosos mais espessos. No entanto é necessária a continuidade deste estudo, pois os óxidos formados em eletrólitos orgânicos apresentaram estrutura irregular. / In this work we studied the Nb anodization, aiming to develop more stable barrier oxide and poros oxide layers in less aggressive electrolytes. For that, some process parameters were varied, as electrolyte comositions, potential and time. The oxides obtained by “barrier anodization” were analyzed concerning its stability during breakdown phenomenon, morphology, phases present and defects. The barrier oxides are amorphous when anodization is performed at potentials below the breakdown potential. The oxide formed in the breakdown potential is crystalline, degrading its dielectric properties. The oxide obtained in 1M H2SO4 presents the lowest breakdown potential, while the oxide obtained in 1M H3PO4 shows the highest one. This is explained by a higher defect density in the oxide obtained in 1M H2SO4 and by P incorporation in the oxide obtained in 1M H3PO4. A similar behavior was observed for the oxides obtained in 1M oxalic acid and in 0,5M NbO-Oxalate. This was explained by the complex development during the anodization of these oxides. The breakdown phenomenon can produce different morphologies of oxide surfaces. It was observed that pits can occur randomly or by association in a line. In this process the first pit occurrence induces the formation of a second pit in the near neighborhood occurrence and than successively. Besides pits, the development of some “ramifications” in the oxide surface was observed. Besides the oxide surface, the breakdown induced the crystallization by along the oxide thickness. The beginning of the phenomenon is characterized by nucleation of small crystals. After prolonged breakdown, it was observed the formation of big crystals, which originated two layers of crystalline oxide. The porous oxide were analyzed as its anodization electrolyte, morphology and porous nucleation. In this work the first result concerning anodizing in organic electrolytes to produce porous layers are presented, to more specifically in oxalic acid solutions containing HF and HCOOH. The poros development is influenced by the used electrolyte. HF-containing electrolytes, poros is obtained, with intense oxide dissolution. HCOOH-containing electrolytes, however, dissolution of the oxide is not pronounced and the formed pores are irregular. During the porous anodization in both electrolytes, HF and HCOOC solutions, the occurrence of laminas in the oxide are observed. In HF-containing solutions, the occurrence of a laminas is induced by the anodization time, while in HCOOH electrolyte, it was induced by the electrolyte concentration. In this work, it was showed that the obtaining of porous Nb oxide layer are possible oxide in less aggressive electrolytes, which don’t induce intense oxide dissolution. This makes possible to produced thicker oxides. However, it is necessary to continue this study, because the oxides formed in organic electrolytes presented irregular structure.

O presente trabalho teve como objetivo investigar os fenômenos que controlam a porosidade em corpos cerâmicos com fases vítreas, formadas pela ação de fundentes, e associá-los com sua microestrutura final. Foram selecionados os fundentes albita, feldspato alcalino, wollastonita e espodumênio, representativos daqueles comercializados no setor cerâmico, a partir de critérios como teor e tipo de álcali, e teor em SiO2 e Al2O3 na composição química. Estes fundentes foram formulados com cada uma das seguintes matérias-primas e combinações destas: quartzo, caulim e talco. As composições foram formuladas com o objetivo de obter-se uma gama de diferentes microestruturas, variando porosidade, e a presença de fases vítreas ou cristalinas. Os corpos cerâmicos foram obtidos em fornos elétricos, tipo mufla, variando-se a temperatura entre 1140 e 1260°C, conforme a formulação investigada. Foram determinadas as propriedades dos corpos cerâmicos, como porosidade aparente, absorção de água e retração linear. Os resultados obtidos foram associados com sua microestrutura e formulação. Para tanto, fez-se uso de microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios-X. Em especial, a porosidade foi avaliada quanto sua distribuição, morfologia e tamanho, e sua influência na definição da microestrutura final, e relação com propriedades dos corpos cerâmicos investigados. Os resultados obtidos indicaram que o comportamento dos fundentes em massas cerâmicas define decisivamente a formação da porosidade em função da composição química do fundente e da combinação desta com a dos outros constituintes da massa cerâmica. O espodumênio forma fase vítrea reagindo basicamente com o quartzo em baixas temperaturas, retendo a porosidade principalmente junto às trincas de contração do mesmo. A albita propicia na expansão da porosidade e interconexão da mesma. O feldspato alcalino forma um líquido de maior viscosidade mantendo a menor porosidade e de maneira mais isolada. A wollastonita reage de modo diferenciado dos demais no que diz respeito à sílica presente, reagindo melhor na presença do alumínio e do magnésio. / The present work aimed to investigate the phenomena that control the porosity in ceramic bodies within glass phases, formed by the action of fluxing materials, associating them with the final microstructure. The fluxes albite, feldspar, wollastonite and spodumene had been selected, representative of those commercial raw material in the ceramic sector, considering as criteria total amount and type of alkali, and amount of SiO2 and Al2O3 in the chemical composition. These fluxes were formulated mixing with one of the following raw materials and combinations of these: quartz, kaolin and talc. The compositions had been formulated with the objective to achieve different microstructures, varying total porosity, and the presence of glass or crystalline phases. The ceramic bodies were fired in electric oven, type muffle, varying temperature range from 1140ºC and 1260°C, according to the investigated body. The properties of the ceramic bodies were determined, such as apparent porosity, water absorption, and shrinkage. The data were correlated to SEM microstructure, X ray diffractogram and batch composition. In special, the porosity was evaluated to its distribution, pore morphology and size, and its influence in the definition of the final microstructure. It was also related to final properties of the investigated ceramic bodies. The experimental results indicated that the behavior of the fluxes in ceramic bodies defines decisively the formation of the porosity in function of the chemical composition of flux and of the interaction of the flux with the other constituents of the ceramic mass. spodumene formed glass phase basically reacting with quartz in low temperatures, providing porosity only close to quartz shrinkage cracks. The albite propitiates the expansion of the porosity and interconnection of the same one. The potash feldspar forms a glass liquid of higher viscosity providing lesser porosity and in a more isolated way. The wollastonite reacts in a different way with silica, propitiating higher sintering in the presence of aluminum and magnesium oxides (as expected in CaO-SiO2-Al2O3 phase diagram).

Neste trabalho foram estudadas as misturas PVDF/PMMA processadas em proporções de 20, 40, 60 e 80% em massa em misturador de baixa taxa de cisalhamento (LSM) e alta taxa de cisalhamento (HSM). Os materiais obtidos foram caracterizados por análise térmica (DSC e TGA), análise reológica (reometria de torque e reometria de placas paralelas), análise morfológica (SEM e MO), além de análise microestrutural (FT-IR e RMN). Os resultados obtidos foram correlacionados com os dois tipos de processamento efetuados e mostraram que o tipo de processamento afeta a mobilidade dos componentes da mistura. As misturas PVDF/PMMA apresentaram uma tendência de diminuição do torque estabilizado com o aumento do teor de PMMA, para as composições processadas no misturador LSM em 60 e 100 rpm, sugerindo um menor esforço mecânico oferecido pelo PMMA nesta condição de processamento. Nas misturas processadas em misturador HSM, o PVDF mostrou maior dificuldade em cristalizar. O componente semicristalino na mistura, apresentou diversas fases cristalinas, ao ser resfriado, para as composições com 60 e 80% de PVDF.Resultados de análises de DMA mostraram que o pico referente à transição beta diminui e desaparece com o aumento do teor de PMMA. As curvas obtidas para as misturas PVDF/PMMA processadas por ambos os métodos mostraram também uma transição secundária observada para o PMMA puro em torno de 10°C. O aparecimento dessa relaxação foi atribuído ao cisalhamento imposto pelo processo de mistura. As propriedades viscoelásticas e a morfologia obtida corroboraram os resultados da processabilidade das misturas e da análise de RMN, demonstrando o efeito do tipo de misturador empregado e a separação de fase observada. / In this work, PVDF/PMMA blends were melt blended in proportions of 20, 40, 60 e 80% by weight in two different mixers, a low shear (LSM) and a high shear mixer (HSM). The compositions were characterized by thermal analysis (DSC and TGA), rheological analysis (torque rheometry and parallel plate rheometry), morphological analysis (NMR, SEM e OM), and FT-IR. The results were correlated with the two types of processing used and showed that the type of mixer affected the mobility between the blend components. The PVDF/PMMA blends showed also a tendency of decrease of stabilized torque with PMMA content, for compositions processed in LSM mixer, at 60 and 100 rpm, suggesting a lower mechanical work caused by PMMA. PVDF showed higher difficulty to crystallize in blends processed in HSM mixer. The semicrystalline component showed different crystalline forms on cooling from the melt, regarding the composition used. DMA results showed that beta transition peak diminished and disappear completely as PMMA content increases. The DMA curves for PVDF/PMMA blends processed by the two methods also showed a secondary transition for PMMA around 10°C. The appearance of this relaxation was attributed to the high shear imposed by processing. The viscoelastic properties and the morphology obtained corroborated the blend processability results and NMR analysis, demonstrating the phase separation phenomena and the effects of the type of mixer used in this study.

Neste trabalho, usando câmaras de alta pressão do tipo toroidal, foram investigadas as possíveis transformações de fase, alterações microestruturais e propriedades mecânicas de compactos obtidos pelo processamento em altas pressões e altas temperaturas de uma mistura de Ti e B na estequiometria do diboreto de titânio (TiB2). As amostras produzidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão em energia de raios X característicos, difração de raios X e medidas de densidade e microdureza. Com o uso dessa abordagem, procurou-se obter um procedimento que permitisse a produção, por sinterização reativa sob altas pressões, de compactos de TiB2 com alta densidade e boas propriedades mecânicas. Foram realizados experimentos com dois tipos de pó de Ti, com procedência e granulometria diferentes. Usando um pó com granulometria mais grosseira (<75 μm), foram obtidas amostras com microestrutura não homogênea e pobres propriedades mecânicas. Por outro lado, a partir de um pó de granulometria mais fina (<38 μm), foi possível obter amostras altamente densificadas, com uma microestrutura homogênea e dureza elevada. A partir de uma exploração sistemática de diferentes condições de processamento (pressão, temperatura e tempo), foi identificada uma condição otimizada, para a mistura com o pó de granulometria mais fina, correspondente a 15 min de processamento a 7,7 GPa e 1565°C. Os resultados obtidos demonstram que, com o uso de técnicas de altas pressões, é possível obter compactos de qualidade similar aos obtidos usando técnicas convencionais, mas em um passo único de processamento, que envolve síntese e sinterização. O uso de tempos mais curtos e a alta compactação, que pode ser induzida nas partículas, permitem, com essa abordagem, um grande controle da microestrutura final, sem a necessidade de utilização de pós de partida ultrafinos. / In this work, we have used toroidal type high-pressure chambers to produce sintered bodies by the processing at high pressure and high temperature of Ti and B powders mixed in the stoichiometric ratio of titanium diboride (TiB2). Our main aim was the investigation of the effect of the processing conditions over the phase composition, the microstructure and the mechanical properties of the compacts. The samples were characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive x-ray spectroscopy, x-ray diffraction and measurements of density and microhardness. Using this approach we have tried to define a procedure to produce dense TiB2 compacts with good mechanical properties by reaction sintering at high pressure. Two distinct Ti powders, with different mean particle size, have been used. The compacts produced using the powder with larger particle size (<75μm) showed an inhomogeneous microstructure and poor mechanical properties. However, using the finer Ti powder (<38μm), we have obtained highly densified samples showing a homogeneous microstructure and high hardness. The better compromise between these properties was obtained for the compact produced at 7,7GPa/1565°C/15min. Our results show that the use of high pressure makes possible the production of compacts with a quality similar to those obtained by conventional sintering, but in a single step process including synthesis and sintering. The shorter sintering times and the high compaction of the powder particles allow a strong control over the final microstructure, without the need of the use of ultrafine starting powders.

A Norma ISO 7206-4 descreve o método, as condições de ensaio e a preparação de corpos-de-prova para a determinação das propriedades de resistência à fadiga de hastes femorais. Como para a preparação dos corpos-de-prova a Norma não define uma espessura do meio de fixação, este estudo teve como objetivo investigar quais os efeitos, nos resultados de resistência à fadiga, de camada de cimento menos espessa e, se possível, estabelecer uma condição de ensaio mais severa e facilmente reprodutível, contrapondo a atualmente sugerida pelas ilustrações da Norma. Para tanto, foram avaliadas através de extensômetros de resistência elétrica as deformações residuais provenientes da cura do cimento e as deformações produzidas durante os ensaios nos mantos de cimento e nas hastes. Para o desenvolvimento do trabalho foi construído um dispositivo de fixação de amostras alternativo. Neste aparato já estão atendidos os ângulos de abdução e flexão previstos pela Norma. O suporte de amostra (cilíndrico) foi produzido com diâmetro interno que possibilitou a preparação de camadas de cimento de menor espessura.Foram respeitadas as condições de preparo, temperatura e composição para posterior comparação de resultados. Foram previstas a preparação de 3 corpos-de-prova em cada espessura de manta para os ensaios de fadiga. Todas fixadas com PMMA. Os mantos de cimento foram instrumentados nas regiões proximal e distal e as hastes femorais nas regiões lateral, frontal e medial. Os ensaios foram conduzidos nas condições que determinam a Norma e os dados de deformação foram adquiridos por um condicionador de sinais e processados por software específico. Adicionalmente foram realizadas as simulações por elementos finitos das duas condições de espessuras do manto de cimento para complementação das análises. Ao final se pode constatar que as diferenças nos níveis de deformação de ambos os casos não foram significantes. Considerando apenas os resultados dos ensaios de fadiga, os corpos de prova preparados com manto mais espesso apresentaram deformações pouco maiores nas hastes. Desta forma, se constatou que o dispositivo criado não produziu uma condição mais severa. Além disso, se pôde inferir que o acúmulo de danos na camada de cimento tem grande influencia sobre as deformações que são impostas às hastes ao longo dos 5 milhões de ciclos de fadiga. / The ISO 7206-4 standard describes the method and conditions of testing to assess the endurance properties of femoral stems. However, in the standard is not specified the thickness of the embedding medium. In this study it has been investigated the influence of thin cement layer during fatigue tests. Therefore, the strains induced by the curing and the external loads applied during the fatigue testes were measured using strain gages inside the cement mantle and at particular stem positions. A test fixation apparatus was fabricated to develop this work. The apparatus follow the angles of adduction and flexion required by the ISO standard. A cylindrical support was produced to facilitate the stem fixation in the thinner cement layer. The conditions of preparation, temperature and composition of cement mantles were kept to allow comparison with the commonly used method. The fatigue tests were conducted with three specimens for each mantle thickness utilizing PMMA for the stem fixation. The measurements of strain gages were realized in the proximal and distal regions of the cement mantles and the lateral, frontal and medial regions of the stems. The tests were performed according ISO standard specifications and the data measurements acquiring and processing were realized by specific software. Additionally, the computer simulations of the two cement mantle condition were performed. The results suggest in both cases that there are no significant differences in the strain levels. The fatigue tests in the thicker cement layer specimens showed small strain increases in the stems. In this way the both apparatus have shown similar results. Besides that, it was possible to conclude that the damage accumulation at the cement played an important rule in strain imposed at the stem during five millions cycles fatigue testing.