Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Pedro Carlos de Oliveira / Banca: Geraldo Mauricio Cândido / Banca: Evandro Luis Nohara / Banca: Gerson Marinucci / Banca: Sandro Campos Amico / Resumo: Durante o século XX os materiais compósitos estruturais receberam especial atenção dos pesquisadores, o que levou a uma rápida evolução tecnológica acarretando uma intensa procura e posterior obtenção de materiais com características mecânicas cada vez mais elevadas, principalmente no que diz respeito ao módulo de elasticidade e a resistência mecânica. Dessa forma, os materiais tradicionalmente aplicados em engenharia aeroespacial, como o aço e o alumínio entre outros, vêm sendo substituídos por uma nova classe de materiais denominada materiais compósitos, em particular os de matrizes poliméricas reforçadas com fibras contínuas, em resposta à impossibilidade de aumento de resistência e tenacidade nos materiais homogêneos associado a redução de massa específica. Entretanto, devido às aeronaves operarem em uma grande variedade de condições ambientais tais como: ar frio e seco, em condições quentes e úmidas e diferentes gradientes de temperatura, estas condições adversas sempre devem ser consideradas na utilização de materiais aeronáuticos. Portanto, torna-se extremamente importante a avaliação da resistência às intempéries por parte dos materiais a serem selecionados para aplicações estruturais, principalmente em estruturas primárias. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da temperatura e umidade em laminados de aplicação aeronáutica (PPS/fibras de carbono e epóxi/fibras de carbono), a partir da exposição desses materiais a ambientes agressivos (câmaras higrotérmica, de ciclagem térmica e de choque térmico) e, posteriormente, estudar a degradação das suas propriedades mecânicas por meio de ensaios de tração, compressão e cisalhamento interlaminar e das suas propriedades térmicas utilizando-se das técnicas de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: During the 20th century the structural composites received special attention of the researchers leading to the very fast technological development of such materials. This way, occurred the preparation of materials with good mechanical properties, mainly concerning high mechanical strength and stiffness. So, the materials usually applied in aeronautical engineering, as steel and aluminium among others, have been substituted by a new class of materials, named composite materials, particularly polymeric matrix reinforced with continuous fibers answering the difficulty in increasing of mechanical strength and toughness in the homogeneous materials. Therefore, because the aircraft are always operating under different environment conditions such as dry and cold air, warm and wet conditions and large cyclical variations of temperature, these conditions have to be taken into consideration in the utilization of the aeronautical materials. However, it is extremely important the evaluation of the resistance of the materials to the intemperate weather to be selected for structural applications, mainly as primary structures. In this context the aim of this work was the evaluation the influence of intemperate weather in the laminates of aeronautical application (PPS/carbon fiber and epoxy/carbon fiber), submitting these materials to aggressive environment and study the degradation of their mechanical properties by tensile, compression and interlaminar shear tests as well as thermal properties by DMA and TMA. From these found results, it was observed that for PPS/carbon fiber laminates no one used conditioning generate significant differences in the glass transition temperature nor on the mechanical performance of its composite, qualifying this laminate for aeronautical application when its necessary this kind of requirements... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maria Odila Hilario Cioffi / Co orientador: Herman Jacobus Corneli Voorwald / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Sandro Donnini Mancini / Banca: Laura Hecker de Carvalho / Banca: Gerson Marinucci / Resumo: O desenvolvimento de compósitos formados por matrizes poliméricas e reforçados com fibras naturais ganhou notável interesse na pesquisa, a partir da década de 90. A elevada demanda por compósitos, aliada à regulamentação das leis ambientais, tornou indispensável o aperfeiçoamento e o desenvolvimento de técnicas de processamento menos poluentes, com a utilização de matérias-primas provenientes de fontes naturais e, consequentemente, com menor custo envolvido. Esta pesquisa dá continuidade aos estudos do mestrado e se fundamenta no desenvolvimento do compósito polimérico com matriz de resina epóxi reforçado por fibras naturais de sisal, para uso como material de reforço em estruturas de madeira cuja integridade esteja afetada. Diante do exposto, esta pesquisa envolve o desenvolvimento e o estudo do comportamento do compósito sisal/epóxi processado via moldagem por transferência de resina (RTM). A caracterização das matérias-primas empregadas na preparação do compósito ocorreu pela determinação da massa específica, da porosidade do tecido, das análises térmicas por meio das técnicas de termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA), pelas resistências à tração e à flexão e também pelo estudo da permeabilidade do tecido de sisal. Em sequência, o trabalho apresenta o processamento e as caracterizações térmicas, físicas e mecânicas de laminados planos do compósito de matriz epóxi reforçada com duas camadas do tecido plain-weave de sisal, processados via RTM. Os laminados obtidos foram ensaiados em tração, flexão, ultrassom (C-Scan), TGA, DSC, DMA, além da determinação da massa específica. As análises termogravimétricas indicaram que a temperatura inicial de degradação do compósito é de 182ºC. A Tg - temperatura de transição vítrea, determinada por DSC e por DMA, é de 49,0oC e 45,2oC... / Abstract: Polymeric composites reinforced with natural fibers has obtained considerable interest in the research area, when from the 90's, the high demand by composites and with the environmental laws regulation become indispensable the improvement and development of processing techniques with less pollutants, that involves the use of raw materials from natural sources and, therefore, with low cost. The objective of this work is continue a research line beginning in the master's studies, that is based on the polymeric composite development using epoxy resin reinforced with natural sisal fibers, to apply as reinforcement to restore timber structures, whose integrity was affected. So, this research proposes to develop the sisal/epoxy composite, processed by resin transfer molding (RTM) and to characterize the raw materials, regarding to density, thermal analysis techniques using thermogravimetry (TGA/DTG), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA), mechanical tests as tensile and flexural and permeability of the woven sisal fabric. Subsequently, the epoxy/two layers of woven plain-weave sisal laminated composite was scanned by ultrasound and characterized with respect of thermal analysis, physical and mechanical characterizations. Thermogravimetry analysis suggests that the onset degradation temperature of composite is 182°C. The glass transition temperature (Tg), determined from DSC and DMA, is 49.0°C and 45.2°C, respectively. The mechanical tests showed values of 36 MPa for tensile strength, 75 MPa for flexural strength, 2.19 GPa for tensile modulus and 3.86 GPa for flexural ... / Doutor

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T03:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_GustavoSpinaGaudenciode_D.pdf: 6860623 bytes, checksum: 3248bd8abd1d7065b4207a111916b9b1 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O crescente aumento da deposição de lixo plástico, sobre a superfície terrestre, tem levado renomados pesquisadores mundiais a desenvolverem novos produtos e métodos para preservar o meio ambiente sem prejuízo da crescente demanda destes materiais. Dentre algumas boas alternativas, como incineração, reciclagem e pirólise, a produção de polímeros ambientalmente degradáveis (EDP?s) a partir de fontes renováveis é uma delas, com destaque para o amido, um dos melhores devido a sua fácil obtenção e baixo custo. Porém possui pobres propriedades mecânicas para sua aplicação pura. Por outro lado, o PEBD, um dos polímeros sintéticos mais usados no mundo, não se degradada por várias décadas na natureza, mas destaca-se pela fácil obtenção e baixo custo. Assim a adição do amido ao PEBD constitui-se em uma alternativa viável de se induzir a biodegradação do último. As amostras de PEBD/Amido foram processadas em extrusora mono rosca, em três proporções diferentes, e usadas para obter corpos de prova para os ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após as caracterizações mecânicas, morfológicas e térmicas, decidiu-se observar a degradação ambiental através do enterro das amostras em solo de acordo com as normas ASTM. Os resultados indicaram que o acréscimo de amido à matriz olefínica causou diminuição das propriedades mecânicas dos produtos, quando comparados ao PEBD puro, bem como as amostras de PEBD/Amido natural apresentaram menor resistência mecânica frente às amostras de PEBD/Amido acetilado. Em relação à biodegradação, até 5 meses após o enterro das amostras não houve nenhuma alteração significativa / Abstract: The large amount of plastic waste in the environment has stimulated several important researchers to develop new products and processes that preserve the environment without blocking the growing consumption of these materials. Among several good alternatives as incineration, recycling and pyrolysis, the production of environmentally degradable polymers (EDPs) from renewable sources is one of them. From these, starch is one of the best alternatives due its easy acquisition and low cost. However, it presents very poor mechanical properties to be used like it is. On the other hand, Low Density Polyethylene (LDPE) does not degrade in the environment for several decades, in spite of its low cost and easy acquisition. This way, the addition of starch in the LDPE induces biodegradation in the products. The samples of LDPE/Starch were processed in a single screw extruder in three different proportions; afterwards they were used to prepare the tensile specimens and the scanning electron microscopy (SEM) samples. Beside the mechanical, thermal and morphological tests, were decided to observe the environmental degradation by buring samples in the soil according to the ASTM norms. The results have indicated that the addition of starch in the LDPE was responsible for the decreasing of mechanical properties when compared to the pure LDPE, and samples of LDPE/natural Starch presented lower mechanical resistance when compared to the samples of LDPE/ Acetylated Starch. Regarding to the biodegradation assays, we could see that up to five months after the burial of the samples in the soil, there was no significant alteration in them / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

A busca por materiais provenientes de matérias-primas renováveis e de baixo impacto ambiental é um dos campos que mais atrai pesquisadores na área da engenharia. A necessidade de substituir materiais oriundos de fontes não sustentáveis, tais como o petróleo, é o principal fator que motiva os estudos nessa área. Um dos materiais mais promissores nesse campo é a celulose, biomassa mais abundante no planeta. A celulose pode ser obtida de fontes naturais, mas também é descartada pelas indústrias moveleira e papeleira. É necessário dar um destino a esse resíduo, e a sua transformação em nanocelulose é uma das alternativas. A aplicação da nanocelulose em compósitos é muito visada, pois estes materiais podem oferecer uma série de vantagens: boas propriedades óticas e mecânicas, estabilidade dimensional e reciclabilidade. Assim, o presente estudo tem como objetivo obter celulose nanofibrilada (CNF) a partir de resíduos de celulose não branqueada de Pinus sp. (CNF-P) e de celulose branqueada de Eucalyptus sp. (CNF-E), e avaliar as propriedades físicas, térmicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos CNF/resina poliéster. Os resíduos de celulose foram moídos em moinho Masuko MKCA 6-2 (3% m/v). Foi feita troca de solvente para álcool 96 °GL, e a suspensão foi seca em extrator supercrítico. As CNFs obtidas foram dispersas em resina poliéster utilizando agitação mecânica nas concentrações de 0,5%, 1% e 2%. Os compósitos foram preparados por casting de resina. Foi avaliada a composição química da polpa de celulose, e foi realizada caracterização da celulose de origem e das CNFs obtidas através de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise termogravimétrica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura. Os compósitos foram avaliados quanto às suas propriedades físicas, dinâmico-mecânicas e termomecânicas . Foram obtidas nanofibras de celulose com diâmetro médio de 70-90 nm e densidade aproximada de 0,3 g/cm³. A celulose de Pinus sp. e a celulose de Eucalyptus sp. tiveram percentual de α-celulose de 72,7% e 92,6%, respectivamente. A composição química das CNFs não foi alterada durante os processos de micronização e de secagem supercrítica. A cristalinidade das CNFs obtidas diminui após a moagem. A densidade dos compósitos não foi alterada. O compósito CNF-E-1% teve menor absorção de água, próxima aos valores da resina pura. O módulo de armazenamento dos compósitos foi mais elevado para o compósito CNF-E-2%. Na análise do módulo de perda, todos os compósitos dissiparam mais energia em relação à resina pura, evidenciando boa interação na interface fibra/matriz. A temperatura de transição vítrea não foi alterada significativamente. A energia de ativação na transição-alfa aumentou no compósito CNF-E-1%, indicando melhor interação na interface. O menor coeficiente de expansão térmica foi encontrado para o compósito CNF-E-1%, cujo valor foi 60% menor do que o da resina pura na temperatura de 130 °C. De modo geral, as fibras branqueadas de Eucalyptus sp. mostraram ser uma alternativa melhor e mais eficiente para obtenção de CNFs, possibilitando a obtenção de compósitos com melhores propriedades dinâmico e termomecânicas. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / The search for low-impact, renewable materials is a recent research topic. The need to substitute materials from non-renewable sources is one of the main motivations for such studies in this area. In this context, one of the most promising materials is cellulose, the most abundant biomass on Earth. Cellulose can be obtained from many natural sources, but it is also largely discarded by the paper and wood industry. As such, it is necessary to give these residues a proper destination, and the processing of cellulose waste into nanocellulose is one of the alternatives. The application of nanocellulose in composites is greatly studied, as these materials have many advantages, such as good optical and mechanical properties, weight reduction and recyclability. The present study aims to enable low-cost production of cellulose nanofibers (CNF) from Pinus sp. (CNF-P) and Eucalyptus sp. (CNF-E) cellulose waste, and to evaluate the physical, thermal and dynamic-mechanical properties of polyester resin/nanocellulose composites. Cellulose waste was ground in water (3% wt per volume) in a Masuko MKCA 6-2 grinder at 2,500 rpm until gel was formed. Solvent exchange steps to ethanol 96 °GL were performed, and the gel suspension was dried in a supercritical dryer, using carbon dioxide as supercritical fluid. The obtained nanofibers were dispersed in polyester resin in concentrations of 0.5, 1 and 2 wt%. The samples were prepared by resin casting into rubber silicone molds, and cured in situ at 25 °C for 24 h. Two post-curing steps were performed: 6 h at 80 °C and 2 h at 120 °C. The CNFs were evaluated on their chemical composition and density. Thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and and field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) were also performed. Composite samples were evaluated on their density and water absorption. The dynamic mechanical analysis (DMTA) of the composites was performed at different frequencies. Thermal mechanical analysis was used to evaluate the coefficient of thermal expansion of the composites. Low-density (aproximately 0.3 g/cm³) CNFs with a mean diameter of 70-90 nm were succesfully obtained. The chemical composition of the cellulose waste revealed that both have a high initial cellulose content of 72.7 % for unbleached Pinus sp. and 92.6% for bleached Eucalyptus sp. The overall chemical composition of the original cellulose and the obtained CNFs evaluated by FTIR was not changed. CNFs were less thermally stable than the cellulose waste. The crystallinity index of CNFs reduced after grinding. Density of the composites was not altered. Water absorption tests revealed that the CNF-E-1% composite had the lowest values, close to that of the neat resin. The storage modulus obtained by DMTA was the highest for CNF-E-2%. Loss modulus was higher for all composites in comparison with the neat resin, evidencing interactions in the fiber/matrix interface. Glass transition temperature was not significantly altered. The activation energy of the alpha transition was the highest for CNF-E-1%, which may denote better interaction at the fiber/matrix interface. The lowest thermal expansion values were found for CNF-E composites, and the CNF-E-1% composite had a CTE 60% lower than neat resin at 130 °C. Overall, bleached Eucalyptus sp. was found to be a more efficient source of CNFs in this study, yielding the best dynamic mechanical and thermal properties.

Cada vez mais a preocupação com o meio ambiente tem estimulado o uso de polímeros biodegradáveis em substituição aos sintéticos, esses inertes à degradação em diferentes meios. As propriedades dos polímeros biodegradáveis podem ser melhoradas com o uso de fibras como reforço, na forma de compósitos, e a interação matriz/fibra pode ser melhorada com o emprego de agentes de acoplamento. Estudos de compósitos que utilizam polímeros biodegradáveis e fibras naturais tem despertado o interesse acadêmico e tecnológico por apresentar características desejáveis para determinadas aplicações, e pós-uso, biodegradar. Como desafio, este estudo propõe o desenvolvimento e a caracterização mecânica, térmica e morfológica de compósitos utilizando o poli(ácido lático)(PLA), fibra de buriti e triacetin como agente de acoplamento. Para o desenvolvimento dos compósitos, as fibras de buriti foram utilizadas na condição moída e cortada nos tamanhos de 2,5, 5,0 e 7,5 cm, com o emprego 20% em massa de fibra, sendo posteriormente testadas nas concentrações de 10 e 30% em massa. O triacetin foi avaliado nos compósitos nas concentrações de 2,5 e 5,0% em massa. Os compósitos foram processados em duas extrusoras, monorosca e duplarosca, sendo os corpos de prova produzidos por injeção e compressão. Os resultados foram avaliados pelas propriedades mecânicas de resistência à tração, à flexão, morfológicas por microscopia electrônica de varredura (MEV) e otica (MO), térmicas por termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) e, químicas por espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O teor ótimo entre condição e concentração de fibra bem como de agente foi testado em dois ambientes distintos, solo simulado e ambiente marinho simulado, com o objetivo de avaliar a degradação biológica dos desenvolvimentos. Em relação aos diferentes comprimentos testados de fibra de buriti, não constatou-se diferenças nas propriedades mecânicas e térmicas, sendo as propriedades e dimensões finais das fibras semelhantes aos resultados da fibra moída. As propriedades mecânicas dos compósitos com 30% de fibra de buriti mostraram-se semelhantes as do PLA virgem, resultados atribuídos ao teor de fibra e a interação obtida entre a fibra/matriz usando 5% em massa de triacetin, maior percentual testado. Com relação às propriedades térmicas, observou-se que a presença da fibra de buriti diminui a estabilidade térmica dos compósitos, porém aumenta a cristalinidade. A exposição do compósito com 30% de fibra de buriti e 5% de triacetin apresesentou comportamento distinto nos dois ambientes de degradação em que foi testado. Os ambientes de degradação propostos propiciaram alterações fisicas, químicas, térmicas e morfológicas nos compósitos, possibilitando concluir que após a análise dos resultados de índice de cristalinidade, índice de carbonila, massa residual e morfologia, para 60 dias de exposição, a fibra de buriti e o triacetin favorecem a degradação biológica do PLA, promovendo a hidrólise do mesmo em tempos inferiores aos do PLA virgem, sendo a hidrólise mais acentuada no ambiente marinho simulado, nas composições, dimensões e meios específicos deste estudo. Por fim, conclui-se que o emprego de compósitos de polímeros biodegradáveis com fibras de origem natural, neste estudo PLA/buriti, em substituição a polímeros inertes a degradação é viável do ponto de vista técnico e ambiental. / Nowadays, preoccupation with the environment has stimulated the use of biodegradable polymers substituting the synthetic ones, which are harder to degrade under different conditions. However, the properties of the biodegradable polymers can be improved by using fibers as reinforcement, in the form of composites and the interaction of matrix/fiber can be improved using agents of coupling. Studies about composites that use biodegradable polymers and natural fibers has attracted the academic and technological interest showing desirable characteristics for some applications and, post use, they biodegrade. As a challenge, the present study offers the development and the mechanical, thermic and morphological characterization of composites using the poly(lactic acid) (PLA), buriti fiber and triacetin as coupling agents. For the composites development, the buriti fibers were grounded and cut in sizes of 2,5; 5,0 and 7,5 cm mass with the use of 20% fiber mass, being after tested in concentration of 10 and 30 % mass. The triacetin was valued in the composites with concentrations of 10 and 30% mass. The composites were processed in two extruders, single and double screw. The specimens were produced by injection and compression. The results of this study were valued by the mechanic properties for tensile and flexural strength, morphological by scanning electron microscopy (SEM), thermal by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and chemical by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The fine content between condition and concentration of good fiber and the agent fiber was tested in two different environments, simulated soil and marine simulated soil, with the purpose of evaluating the biological degradation of the developments. In relation to the different lengths of buriti fiber tested, it was not observed differences in the mechanical and thermal properties, being the final fiber properties and dimensions similar to the results of the ground fiber. The mechanical properties of the composites with 30% of buriti fiber, appeared similar to those of the PLA virgin, these results were assigned to the fiber content and the interaction obtained between the matrix fiber using 5% in triacetin mass, the largest percentage tested. Related to the thermal properties, it was observed that the presence of buriti fiber decreases the thermal stability of the composites, but it increases the crystallinit. The exposition of the composite with 30% buriti fiber and 5% of triacetin showed different behavior in the two environment degradation it was tested. The proposed degradation environments made physical, chemical, thermal and morphological modifications in the composites, enabling to conclude that after the analysis of the results of the crystallinit , index of carbonila, residual mass and morphology, for 60 days of exposition, the buriti fiber and the triacetin improved the PLA biological degradation, making its hydrolysis in less time than the PLA virgin, being the hydrolysis more accented in the simulated marine environment, in the compositions, dimensions and specific means of this study. At last, we come to the conclusion that the use of composites of biodegradable polymers with natural fibers, in this study PLA/ buriti, substituting inert to degradation polymers is technically and environmental viable.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento, avaliação e caracterização de compósitos com matriz polimérica de polietileno de alta densidade (HDPE) e com madeira de Pinus taeda, alumina calcinada e agentes compatibilizantes. Foram desenvolvidos compósitos com um ou dois componentes incorporados à matriz polimérica e realizada a análise das propriedades mecânicas, morfológicas, dinâmico-mecânicas e térmicas destes compósitos. Preliminarmente foram desenvolvidas vinte e seis formulações com granulometrias diversas para suas cargas, percentuais de pó de madeira variados e dois tipos de agentes compatibilizantes. Após ensaios mecânicos realizados com estas vinte e seis formulações elegeram-se as que apresentaram os maiores valores para a propriedade de resistência a flexão e deu-se continuidade ao restante dos ensaios. Utilizou-se o processo de extrusão para obtenção de pellet's homogeneizados dos compósitos e moldou-se os corpos de prova em processo de injeção. Os resultados diferenciados para as propriedades mecânicas foram obtidos com as composições com o percentual maior de madeira e dois componentes simultaneamente, sendo que o compósito PE24M4A2MA (70% HDPE, 24% madeira, 4% alumina, 2% HDPE-g-MA) apresentou valores superiores ao do HDPE puro em 41% na resistência à tração e 101% na resistência à flexão, e a composição PE19M9A2MA (70% HDPE, 19% madeira, 9% alumina, 2% HDPE-g-MA) apresentou valores superiores ao do HDPE puro em 34,6% na resistência à tração e 81,30% na resistência à flexão. Nas micrografias observou-se a interação entre a carga vegetal e a matriz polimérica, e a interação parcial da carga mineral e a matriz. Para os módulos de armazenamento e de perda das propriedades dinâmico-mecânicas os resultados superiores também foram obtidos com os compósitos com maior teor de carga vegetal, sendo que o compósito PE24M4A2MA permitiu a obtenção do maior módulo de armazenamento e de perda nas regiões e em comparação com o HDPE e os outros compósitos. A viscosidade do material tendeu a aumentar com a incorporação de cargas, tanto vegetal quanto mineral durante o processo de extrusão e no ensaio de reologia, sendo que os compósitos com maior teor de madeira apresentaram maior viscosidade, provavelmente devido à interação mais efetiva do pó de Pinus taeda com a matriz polimérica. / This work aimed at the development, evaluation and characterization of polymer matrix composites with high density polyethylene (HDPE) and wood of Pinus taeda, calcined alumina and compatibilizers. Composites have been developed with one or two components incorporated into the polymer matrix and conducted the analysis of the mechanical, morphological, dynamicmechanical and thermal properties of these composites. Preliminarily been developed twenty-six formulations with different granulometry to their loads, varying percentages of wood flour and two types of coupling agents. After mechanical tests with these twenty-six formulations were elected those who had the highest values for bending resistance property and was continued with the rest of the tests. We used the extrusion process to obtain pellet homogenized's composites and molded into test specimens injection process. The different results for mechanical properties were obtained for compositions with higher percentage of wood and two components simultaneously, and that the composite PE24M4A2MA (70% HDPE, 24% wood, 4% alumina, 2% HDPE-g-MA) had values higher than the pure HDPE by 41% in tensile strength and 101% in flexural strength, and PE19M9A2MA composition (70% HDPE, 19% wood, 9% alumina, 2% HDPE-g-MA) was higher for the HDPE pure at 34.6% in tensile strength and 81.30% in flexural strength. All micrographs observed interaction between natural charge and the polymer matrix, and partial interaction of filler and matrix. For the storage modulus and loss of dynamic mechanical properties superior results were also obtained with the composites with higher vegetable filler content, wherein the composite PE24M4A2MA afforded the highest storage modulus and the loss in the regions and compared with HDPE and other composites. The viscosity of the material tended to increase with the incorporation of fillers, both natural and mineral during the extrusion process and the rheology test, and wood composites with higher content showed higher viscosity, probably due to more effective interaction of powder Pinus taeda with the polymeric matrix.

Orientador: Lucia Helena Innocentinni Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T00:22:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Haik_CristianeCossermelli_M.pdf: 2150953 bytes, checksum: 9af258204dff4eb3cc9bcac88bdf0a71 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Com o intuito de se estudar os materiais compostos utilizados em interiores de aeronaves, a EMBRAER (Empresa Brasileira de Aeronáutica SIA), juntamente com o Departamento de Tecnologia de Polímeros da Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), resolveu se dedicar a um estudo mais detalhado sobre o efeito do processo de cura de compósitos com resina fenólica e das variáveis principais do processo, que influencia nas propriedades de flamabilidade (Inflamabilidade, Densidade de Fumaça e Emissão de Calor). A cura do compósito é feita em autoclave, com pressão e vácuo, num tempo e temperatura definidos. Independente da fibra utilizada, o processo de cura na temperatura de 150°C se mostrou com resultados mais coerentes para os testes de flamabilidade. A fibra de vidro não interfere nos testes de flamabilidade, o que não ocorre com a fibra de aramida, provavelmente devido à sua natureza orgânica. O tempo de cura do compósito com resina fenólica é por volta de três horas, com base nos melhores resultados obtidos para os testes de flamabilidade / Abstract: With the intention of studing the composite materiaIs used inside the airplane, the EMBRAER (Empresa Brasileira de Aeronáutica SIA), and the Department of PolymerTechnology of the Campinas State University (UNICAMP), we decided study in detail the effect of the cure process of the composites with fenolic resins and the main variables of the process that can influence the flammability, smoke density and heat release properties. The cure process of the composites is done in one autoclave, with vacuum and pressure, time and temperature controlled. Independenty of the fiber utilized specified, the cure process at 150°C showed the best results for the flammability tests. The fiberglass doesn't interfere in the flammabitity tests but the kevlar fiber does, probabily due its organic nature. The cure time of the fenolic resin is about 3 hours, based on the best results obtained for the flammability / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Jose A. M. Agnelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:48:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroso_AndreaGraf_M.pdf: 2857618 bytes, checksum: 275c6b4baabad74c46e6b1df1d6c519c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A reciclagem de materiais poliméricos é de fundamental importância devido a fatores ambientais, econômicos e sociais, e nos últimos anos tem crescido de forma extremamente expressiva. A reciclagem mecânica dos materiais termoplásticos causa a decomposição das cadeias poliméricas levando a perda das propriedades mecânicas. Os termoplásticos de engenharia são produtos comerciais com propriedades físicas superiores aos termoplásticos convencionais e apresentam propriedades desejáveis após a reciclagem. Quando os termoplásticos de engenharia são reforçados com fibras de vidro, eles apresentam aumentos substanciais nas propriedades 'mecânicas, as quais são dependentes das distribuições de comprimentos das fibras de vidro. As poliamidas são consideradas os principais termoplásticos de engenharia, porém, sua natureza higroscópica requer alguns cuidados especiais durante o processamento. Rejeitos industriais de poliamida 6 reforçada com fibras de vidro, provenientes de moldagem por injeção, foram reprocessados e as propriedades do material reprocessado foram analisadas através de ensaios físico-mecânicos, análises térmicas, microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados obtidos indicaram que o material reprocessado apresentou propriedades tísico-mecânicas satisfatórias, podendo ser usado para várias aplicações onde estas propriedades são desejáveis. O reprocessamento resultou em decréscimos de aproximadamente 16% na resistência à tração e no módulo de flexão, e de 6% para a elongação na ruptura sob tração / Abstract: The recycling of polymeric materiais is of fundamental importance due to environmental, economic, and social aspects, so that in recent years the use of this process is growing significantly. The mechanical recycling of thermoplastic materiais causes the decomposition of polymeric chains leading to mechanical properties loss. The engineering thermoplastics are comercial products with physical properties superior to the conventional thermoplastics and which show specified properties after recycling. When the engineering thermoplastics are reinforced with glass fiber they show a substancial improvement in their mechanical properties, although this properties are dependent on the glass fiber length distribution. The polyamides have been the most widely used engineering thermoplastics, although, their higroscopic nature requires special care during their processing. Industrial wastes of polyamide 6. reinforced with glass fiber, originated from injection molding, were reprocessed and the properties of recycled material were analized through mechanical tests, therma analysis, optical microscopy and scanning eletronic microscopy. The results showed that the recycled material presents satisfactory mechanical properties, so it could be used in many aplications where these properties are required. The recycling process caused the tensile strength and the flexural modulus to decrease about 16% and the elongation at failure to decrease about 6% / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Fernando Galembeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T20:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_RicardoFerreira_M.pdf: 2908062 bytes, checksum: 442fa07dd3d1219acbb6c1030e7088a9 (MD5) Previous issue date: 1997 / Mestrado

Orientador: Edison Bittencourt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:28:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_AnaMarleneFreitasde_D.pdf: 3125291 bytes, checksum: 38fb0e2a94a81b7dde8aab1b0cc97705 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O propelente sólido compósito é um material que além de ser a fonte de energia propulsiva de um motor foguete, é seu componente estrutural básico. Sua integridade estrutural deve ser mantida durante a fabricação, estocagem, ignição e vôo. Essas fases podem durar desde milisegundos.a anos e submetem o propelente a várias condições de tensão ou deformação que se excedidas de sua capacidade podem iniciar uma trinca ou fratura e levar à um aumento da superfície de queima do propelente e conseqüentemente à explosão do motor foguete. O propelente é uma mistura altamente carregada de um oxidante sólido numa matriz polimérica. O teor de sólidos pode ser de até 88% em peso e deve apresentar excelente nível de adesão à matriz, conferindo as propriedades mecânicas que assegurem a integridade do propelente, que apresenta uma resposta viscoelástica não linear às tensões impostas. A caracterização do comportamento mecânico do propelente foi realizada através de ensaio de resistência à tração uniaxial até à ruptura, análise dinâmico-mecânica e relaxação de tensão. Utilizando o conceito de que tempo e temperatura são equivalentes e a equação WLF (Willians, Landel e Ferry), realizou-se ensaios à várias temperaturas elaborando-se as curvas mestre do propelente que o caracterizam para qualquer situação. Complementando sua caracterização foi construído o envelope de falha do propelente. Essa tese contribui na apresentação dos métodos de caracterização através das curvas mestre obtidas para o módulo. A forma de comparação entre o módulo obtido por relaxação de tensão e o módulo obtido por tração é útil para se obter dados de uma das técnicas através da outra quando conveniente, ou para expandir os resultados aos domínios de tempo que um dos métodos não alcance. É uma caracterização pioneira do propelente sólido compósito utilizado no Veículo lançador de Satélites. (VLS), que fornece dados essenciais para se avaliar o comportamento mecânico do propelente desde a. ignição até a Blocagem permitida o projeto de um motor foguete que opere seguramente sem falhas catastróficas / Abstract: Composite solid propellant is the unique material that is the source of propulsive energy and basic structural component. The structural integrity of a rocket motor must be kept during manufacturing, storage, ignition and flight. These steps .can last from mille seconds (ignition). to several years (storage) and the propellant grain is subject to several types of stress and strain that, if. greater than its capacity, may lead to a flaw or fracture, that increases the burning Burface of the propellant and causes. an. explosion. of the rocket motor. The propellant is -a mixture of a high content of solids suspended in a polymeric matrix. The solids' s content in weight can reach up to. 88% and should have a god level. of adhesion to the polymeric binder, promoting mechanical properties that would confer the structural i-integrity of the propellant. The response of the propellant to the imposed loads are nonlinear viscoelastic. The characterization of the propellant's mechanical behaviour was done with. uniaxi-al tensile test until rupture, dynamic mechanical analysis and stress relaxation's experiments. With the WLF equation and the superposition of time-temperature's concept, the results at several temperatures could. be superposed in a master curve that characterizes the propellant at any situation. The failure envelop_ is presented. toa, as a form of complementary characterization. The most important contribution of this thesis is the presentation of methods of characterization by using the module' B .master. curves. . Correlation. of the Young' s . modulus with the relaxation's modulus was made and can be useful to obtain. the results of one from the other -ar to extend the results to periods of time not covered by one of the methods. The results are. the first characterization. of a VLS' s composite solid propellant, and provides essential data to calculate the mechanical behaviour of the propellant from igniticm to storage, and them a project of a rocket motor that operates. safely, without catastrophic failures feasible / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química