Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientadora: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Geraldo Maurício Cândido / Banca: Antônio Carlos Ancelotti Júnior / Resumo: O grau de cristalinidade de termoplásticos semicristalinos desempenha um papel importante na determinação das propriedades finais de materiais compósitos estruturais, por exemplo: tenacidade e rigidez, e de suas resistências às intempéries climáticas. O principal objetivo deste trabalho é estudar a influência do grau de cristalinidade em compósitos de FC/PEEK e FC/PPS, processados por moldagem por compressão a quente com três diferentes taxas de resfriamento. Neste estudo, a morfologia e as propriedades térmicas e mecânicas dos laminados processados foram analisadas e comparadas. Assim como, as suas resistências à umidade, salinidade e radiação ultravioleta. Os resultados apresentaram um aumento na resistência mecânica dos compósitos processados com menores taxas de resfriamento. Evidências de melhora na interface fibra/matriz e nucleação de cristalitos na superfície da fibra também foram identificadas. Os compósitos com maior grau de cristalinidade apresentaram maior resistência à umidade e à salinidade. No entanto, aqueles com menor grau de cristalinidade apresentaram maior resistência aos efeitos da radiação ultravioleta / Abstract: The crystallization degree of semi-crystalline thermoplastics plays an important role in determining the final properties of structural composite materials, e.g. toughness and stiffness, and their weather resistance. The main purpose of this work is to study different induced crystallinity degrees in CF/PEEK and CF/PPS composites processed by hot compression molding at three different cooling rates. In this study, the morphology, thermal and mechanical properties of the processed laminates were investigated and compared. As well as their resistance to humididy, salinity and ultraviolet radiation. The results showed an increase in mechanical strength for the composites processed with lower cooling rates. Evidences of fiber/matrix interface improvement and crystallites nucleation on the fiber surface were also identified. The composites with higher crystalline degree showed to be more resistant to humidity and salinity. However, those with lower crystalline degree were more resistant to the effects of the ultraviolet radiation / Doutor

O objetivo deste trabalho foi desenvolver matrizes epoxídicas e estudar os parâmetros de processo de cura para fabricação de compósitos poliméricos curados por feixe de elétrons. A fabricação de compósitos poliméricos estruturais pelo processo térmico necessita de um ciclo de cura de algumas horas e elevada temperatura, implicando num alto custo de produção. A tecnologia de cura por feixe de elétrons permite curar matrizes epoxídicas em poucos minutos à temperatura ambiente e proporcionar temperaturas de transição vítrea superiores às obtidas pelos sistemas curados pelo processo térmico. Neste trabalho foi utilizada uma resina epoxídica do tipo éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) e o hexafluoroantimonato de diariliodônio como iniciador catiônico. O tempo do ciclo de cura do compósito polimérico obtido por feixe de elétrons foi de 40 minutos até completar uma dose total aproximada de 200kGy. O grau de cura e a temperatura de transição vítrea foram avaliados por técnicas de análise térmica. A temperatura de transição vítrea determinada por meio da técnica de termodinâmico-mecânica (DMTA) foi de 167ºC (tan ) e o grau cura de 96% obtido pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). A mesma resina epoxídica curada pelo processo térmico por um período de 16 horas, com um endurecedor à base de anidrido, atingiu uma temperatura de transição vítrea de 125ºC (tan ). / The aim of this work was to develop epoxies matrices and study of process parameters on electron beam curing of polymeric composites. The production of advanced polymeric composites cured by thermal process needs a cure cycle of quite a few hours as well as high temperatures which result in high production costs. The electron beam curing technology makes possible to cure epoxy matrices in a few minutes at room temperature and it results in glass transition temperatures which are far better than those obtained with systems cured by thermal process. In this work an epoxy resin of the diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) type was used, as well as, a diaryliodonium hexafluoroantimonate as the cationic initiator. The cure cycle time for the electron beam curing polymeric composite was 40 minutes to complete an approximated total dose of 200kGy. The degree of cure and the glass transition temperature were determined by thermal analysis techniques. The glass transition temperature was determined by a dynamic mechanical analyzer (DMTA) and was 167ºC (tan ) and the degree of cure was 96%, which was determined by differential scanning calorimetry technique (DSC). The same epoxy resin with an anhydride curing agent, took 16 hours when cured by thermal process and its glass transition temperature was 125ºC (tan ).

O desenvolvimento da sociedade humana somente atingiu o estágio atual devido à utilização de materiais compósitos de diferentes misturas, que vem desempenhando um papel fundamental no desenvolvimento da sociedade moderna. Com a finalidade de explorar o crescente interesse nas pesquisas de novos materiais, este trabalho apresenta um estudo sobre as propriedades do compósito elastomérico a base de poli(éter-siloxano) e sólido particulado cerâmico de titanato de bário (3 BaTiO). Amostras com quantidades adequadas dos componentes, matriz polimérica não curada e particulada de titanato de bário, foram curadas em diferentes concentrações (puro, 10, 20, 30, 40 e 50 %) por meio de mistura em massa em uma câmara glove box em ambiente de nitrogênio, até obtenção de mistura homogênea. O copolímero puro e uma série de compósitos com diferentes concentrações foram submetidos a ensaios de inchamento, análises térmicas gravimétricas, calorimetria diferencial exploratória, caracterização morfológica por microscopia eletrônica de varredura, ensaios mecânicos de tração e medidas elétricas. Por meio dessa série de técnicas de caracterização foram observadas propriedades bem distintas entre o polímero puro e os compósitos, caracterizado pelo aumento das ligações cruzadas. Neste trabalho foi também construído um capacitor de placas paralelas para teste de capacitância elétrica dos materiais preparados, visando o estudo do comportamento elétrico dos materiais em estudo. / The present development of the human society should be credited to the use of the composite and blend materials. In this dissertation composites of an elastomer, poly(ether-siloxane), along with barium titanate are prepared and their properties are studied. Nanoparticles of barium titanate were incorporated in the elastomer in the range 0-50 wt% through bulk mixing under nitrogen atmosphere in a glovebox, using a porcelain mortar and pestle. The mixtures thus prepared were placed in molds and allowed to cure in order to prepare specimens for properties analyses. The composites were submitted to swelling tests, thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), mechanical strength tension test, electrical measurements and electron scanning microscopy (SEM). It was possible to make a correlation between the observed properties and the morphology and composition of the composites. Additionally, a parallel plates capacitor for injection and test of small samples was built and used to evaluate the electrical capacitance of the composites prepared in this work.

Orientador: Dante Luis Chinaglia / Banca: Marian Rosaly Davolos / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Com o progresso da ciência e da tecnologia, a cada ano, torna-se cada vez mais freqüente o estudo e a aplicação de novos materiais. Um exemplo de aplicação destes novos materiais são os mostradores e dispositivos luminescentes, e.g., LCDs, OLEDs, PDPs. Visto a importância e a aplicabilidade dos mostradores em nossa sociedade, propomos para este trabalho a construção de um mostrador de sete-segmentos e dispositivos eletroluminescentes. Tendo o objetivo traçado, fez-se um mostrador de sete-segmentos de um compósito polimérico de poli(o-metoxianiliana) (POMA) protonada com ácido ρ-tolueno sulfônico (TSA), poli(fluoreto divinilideno-co-trifluor etileno) (P(VDF-TrFE)) e micro partículas de Zn2ZSi04:Mn. Para os dispositivos eletroluminescentes os materiais utilizados foram: POMA, P(VDF-TrFE), Zn2Si04:Mn, ZnS:Ag, Y2O2S:Eu, Y203:Eu, ZnAl204:Tb, ZnAl204:Eu e Y2Si05:Ce. A análise das amostras empregadas nesta dissertação, com base em técnicas conhecidas da literatura como: microscopia eletrônica de varredura, medidas de impedância e espectroscópicas propiciaram um maior entendimento sobre os processos relacionados à operação, construção e morfologia dos dispositivos e mostradores. Tais parâmetros foram fundamentais para nortear a confecção das amostras, e.g., relação entre a massa de POMA na blenda e a aderencia ao substrato de ITO. As amostras contendo P(VDF­TrFE)/(Zn2Si04:Mn ou ZnS:Ag)/P(VDF-TrFE) apresentaram luminescência por aproximadamente 48 minutos na região espectral correspondente a cor verde e azul, respectivamente. Há de se destacar o dispositivo flexível luminoso feito de P(VDF­TrFE)/ZnS:Ag/P(VDF-TrFE), confeccionada sem o uso do substrato de ITO, apresentando um pico de emissao luminosa situado no comprimento de onda de 480 nm. / Abstract: With the progress of science and technology, new materials in condensed matters are available to be applied at the industry and science. An example of such application is the new displays and luminescent devices available at the market such as: OLEDs, LCDs and PDPs. The goal of this work is to construct a display of seven-segments and luminescent devices. A seven-segment display was made of polymeric composite, poly(o-methoxyaniline) (POMA) doped with ρ-toluene sulfonic acid (TSA), and poly(vinylidene fluoride-trifluorethylene) (P(VDF-TrFE), in which micro particles of willemite doped with manganese, (Zn2Si04:Mn), was added to the blend. For the luminescent devices the materials used were POMA, P(VDF-TrFE), Zn2Si04:Mn, ZnS:Ag, Y202S:Eu, Y203:Eu, ZnAl2O4:Tb, ZnAl204:EU e Y2Si05:Ce. The analyses of the samples used in this work, based on previous literature and techniques such as: scanning electron microscopy, impedance measurement and spectroscopy yielded an understanding of the process involved in construction, morphology and operation of the devices and the displays. Such parameters were fundamentals to lead the way to how to construct the sample, e.g., the relation between mass of POMA in blend and the adherence to substrate of ITO. The samples made of P(VDF- TrFE)/(Zn2Si04:Mn or ZnS:Ag)/P(VDF-TrFE) shown luminescence approximately for 48 minutes in the correspondent spectral range to green and blue colors, respectively. It is interesting to detach de flexible luminescent device made of (VDF-TrFE)/ZnS:Ag/P(VDF-TrFE) without ITO substrate, which shown a peak of emission to wavelength of 480 nm. The devices made of POMA/P(VDF-TrFE)/Zn2Si04:Mn shown luminescence approximately for 1100 minutes, which it was observed a high dependence of the luminescent intensity with the thickness of devices. / Mestre

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientadora: Michelle Leali Costa / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Lilia Muller Guerrini / Banca: Luiz Claudio Pardini / Resumo: Neste trabalho, compósitos de poli(sulfeto de fenileno) reforçados com nanotubos de carbono (MWCNT) puros e funcionalizados foram obtidos a partir da técnica de mistura em fusão. Os compósitos nanoestruturados foram caracterizados através de ensaios elétricos, térmicos, mecânicos reológicos e morfológicos. A condutividade elétrica do PPS apresentou um aumento de 11 e 9 ordens de magnitude quando 3,0 e 4,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram incorporados na matriz polimérica, respectivamente. Além disso, os limites de percolação elétrica encontrado para esses sistemas foram de 2,1 e 3,6 m/m%, o que sugere a formação de uma rede tridimensional condutora no interior da matriz polimérica. A temperatura máxima de cristalização do PPS apresentou aumentos de 19°C e 13°C devido a incorporação dos reforços puros (p-MWCNT) e funcionalizados (f-MWCNT), respectivamente, evidenciando o efeito nucleante das nanopartículas. A análise dinâmico mecânica mostrou um aumento no módulo de armazenamento e na temperatura de transição vítrea a partir do aumento da concentração de MWCNT, com um incremento maior para o sistema p-MWCNT/PPS. A temperatura máxima de degradação do PPS aumentou 14°C e 6°C devido a incorporação de 4,0 e 2,0% em massa de p-MWCNT e f-MWCNT, respectivamente, sugerindo a formação de sistemas termicamente mais estáveis. O módulo de armazenamento (G') do PPS apresentou um aumento de 2 ordens de magnitude quando 2,0 e 3,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram considerados, com a formação de uma estrutura interconectada de nanotubos, destacando o comportamento pseudoplástico das amostras. A formação de uma rede percolada de nanotubos foi atingida para concentrações de 1,5 e 2,3, m/m% em compósitos de p-MWCNT/PPS e f-MWCNT/PPS, respectivamente. As análises de microscopia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, pristine and functionalized multiwalled carbon nanotubes reinforced poly (phenylene sulfide) composites were successfully obtained by melt mixing technique. The nanostructured composites were characterized by means of electrical, thermal, mechanical, rheological, and morphological methods. The electrical conductivity of neat PPS showed an increase by 11 and 9 orders of magnitude when 3.0 and 4.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were incorporated in polymeric matrix, respectively. Moreover, the electrical percolation thresholds found on these systems were 2.1 and 3.6 wt%, suggesting the formation of three-dimensional conductive network within the polymeric matrix. The maximum crystallization temperature of PPS increased by about 19°C and 13°C due the incorporation of pristine (p-MWCNT) and functionalized filler (f- MWCNT), demonstrating the nucleating effect of the nanoparticles. Dynamic mechanical analysis showed an increase in storage modulus and glass transition temperature, due the incorporation of p-MWCNT and f-MWCNT in PPS matrix. However, it is worth to mention that the increment was bigger in p-MWCNT/PPS system. The maximum degradation temperature of PPS increased by about 14°C and 6°C due to the incorporation of 4,0 and 2,0 wt% of p-MWCNT and f-MWCNT, respectively, suggesting the formation of more thermally stable systems. The storage modulus (G') of neat PPS presented an increase by 2 orders of magnitude when 2.0 and 3.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were considered, with the formation of an interconnected nanotube structure, indicative of 'pseudo-solid-like' behavior. Percolation networks formed when the loading levels achieve up to 1.5 and 2.3 wt% for the composites with pristine MWCNT (p-MWCNT/PPS) and functionalized MWCNT (f-MWCNT/PPS), respectively. In addition, for ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O objetivo desse trabalho foi desenvolver compósitos com micropartículas de cobre na forma esférica (MPCu-esf) e na forma de flake (MPCu-flake), com nanopartículas de cobre (NPCu) e com nanopartículas de prata + sílica (NPAg-Si), com diferentes concentrações, em matriz de poli(tereftalato de etileno)- PET. A partir dos compósitos, foram produzidos filamentos, cuja atividade antimicrobiana in vitro foi avaliada e comparada entre os compósitos. Foi utilizada a metodologia conforme norma AATCC-100 para avaliação do efeito bactericida das micro e nanopartículas metálicas nas bactérias S.aureus e Klebsiella pneumoniae para um tempo de incubação de 24 horas. As propriedades mecânicas como tenacidade e alongamento, as propriedades térmicas e ópticas também foram avaliadas com a finalidade de garantir que essas propriedades não foram afetadas de forma impedir a produção das fibras em escala industrial. Os resultados permitiram confirmar as características antimicrobianas de forma satisfatória para os nanocompósitos produzidos a partir das MPCu-esférica e das NPCu, ambos na concentração mínima de 0,022% m/m e para as NPAg+Si na concentração mínima de 0,045% m/m. Com relação às propriedades mecânicas, constatou-se pequena queda na tenacidade e aumento do alongamento para todos os compósitos. Nas propriedades térmicas, constatou-se leve redução das temperaturas de cristalização e de fusão cristalina dos compósitos com o aumento da concentração das partículas metálicas. Quanto às propriedades ópticas, observou-se que a cor a* (verde - vermelha) aumentou na direção da cor vermelha e a cor b* (azul – amarela) aumentou na direção da cor amarela com o aumento da concentração das partículas e a cor L* (opacidade) foi reduzida com o aumento da concentração das partículas. As informações obtidas a partir desse estudo serão relevantes para produção de tecidos e não tecidos para utilização médica, hospitalar, higiênicos e em vestuários. Além dessas aplicações, como o PET é utilizado também para a fabricação de embalagem de alimentos na forma de garrafas e filmes, os compósitos poderão ser explorados para obtenção de maior tempo de conservação dos alimentos. / The aim of this study was to develop composites with copper microparticles in spherical form (MPCu-esf) and flake form (MPCu-flake), with copper nanoparticles (NPCu) and silver nanoparticles (NPAg+Si) in different concentrations in the poly(ethylene terephthalate)–PET matrix. Filaments were produced from these composites, whose the antimicrobial activity in vitro was characterized and compared between the composites. The standard method was according to AATCC-100 for assessment of the bactericidal effect metallic particles in bacteria S. aureus and Klebsiella pneumoniae. A time of 24 hours for incubation was used. The mechanical properties such as tenacity and elongation, thermal and optical properties were also evaluated for the purpose of ensuring that these properties for fiber production, were not affected so as to prevent fiber production on an industrial scale. The results confirm the satisfactory antimicrobial characteristics to the nanocomposites produced from the MPCu-spherical and NPCu, both the minimum concentration of 0.022% m/m and the NPAg-Si at minimum concentration of 0.045% m/m. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all nanocomposites. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all composites. With respect to thermal properties, there was reduction in the crystallization and crystalline melting temperature for the composites with increasing concentration of the metal particles. For to optical properties, it was observed that the color a * (green - red) increased toward the red color and the b * color (blue - yellow) increased toward yellow color with increasing concentration of the particles and the color L* (brightness), reduced with increasing particle concentration. Information obtained from this study will be relevant for the production of fabrics and nonwovens for medical application, hospital, hygiene and clothing. In addition to these applications, as PET is also used for manufacturing food packaging in the form of bottles and films, the composites can be exploited for greater shelf-life of food.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-20T19:15:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / O foco deste trabalho é o estudo dos primórdios do desenvolvimento da aviação, seus principais incentivadores e estudiosos, com vistas a obter referências para o desenvolvimento de um processo de fabricação de laminado plano de material composto polimérico de fibra de vidro, para substituição de outro – o contraplacado aeronáutico – na construção de fuselagem aeronáutica. Propõe-se uma metodologia para a produção desses laminados, baseada no processo de infusão de resina por meio da técnica de RTM (Resin Transfer Moulding). ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The work focus is the presentation of firsts aircraft development, pioneers, first rousers and diligents, and create a factoring process to produce a material polymeric – fiber glass composite laminate plane, to replace the plywood, in fuselage body airplanes construction. We will proposes a methodology to produce this materials, by RTM (Resin Transfer Moulding) technique.

Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Coorientador: Pablo Damasceno Borges / Banca: Miguel Ruiz / Banca: Katia Jorge Ciuffi / Resumo: O desafio da produção e aplicação de nanocompósitos poliméricos vêm recebendo grande destaque científico devido ao seu caráter multifuncional. Os materiais híbridos orgânico-inorgânicos apresentam propriedades distintas que não se limitam à soma das propriedades de seus componentes separadamente, mas decorre de um sinergismo entre as fases em nível molecular. Como uma vertente do estudo desses materiais, a modificação de superfícies de argilas minerais se tornou uma forma de melhorar ou criar novas propriedades em materiais híbridos. Um exemplo é o método grafting, que consiste na reação de superfície entre argila e a matriz polimérica. Para tornar compatível a fase orgânica (polímero) e a fase inorgânica (argila) é necessário um agente funcionalizante, no caso, foi usado o TMSM (trimetoxisilil propil metacrilato) ligado a argila por reações com os grupos silanóis/Si-OH. O objetivo é aprimorar a síntese de materiais híbridos orgânico-inorgânicos utilizando o método grafting, sendo a fase orgânica o polímero termoplástico poli(metil metacrilato) (PMMA) e a fase inorgânica será as argilas derivadas da montmorilonita (Cloisite® 15A e Cloisite® 93A) já previamente funcionalizadas com TMSM. A comparação do conjunto de nanocompósitos permitiu analisar a evolução das propriedades térmicas, em como as baixas quantidades de argila em escala nanométrica presentes na matriz polimérica pode influenciar na estabilidade térmica do PMMA. A evolução das propriedades térmicas foi analisada p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The challenge of the production and application of polymer nanocomposites has been receiving great scientific attention due to its multifunctional character. The organic-inorganic hybrid materials have distinct properties that are not limited to the sum of the properties of their components separately, but derive from a synergism between the phases at the molecular level. As an aspect of the study of these materials, the surface modification of clay minerals has become a way to improve or create new properties in hybrid materials. An example is the grafting method, which consists of the surface reaction between clay and the polymer matrix. In order to make the organic phase (polymer) and the inorganic phase (clay) compatible, a functionalizing agent is required; in this case, the TMSM (trimethoxysilyl propyl methacrylate) bound to clay was used by reactions with the silanols / Si-OH groups. The aim is to improve the synthesis of organic-inorganic hybrid materials using the grafting method, the organic phase being the thermoplastic polymer poly (methyl methacrylate) (PMMA) and the inorganic phase will be clays derived from montmorillonite (Cloisite® 15A and Cloisite® 93A) previously functionalized with TMSM. The comparison of the number of nanocomposites allowed to analyze the evolution of the thermal properties, such as low amounts of clay at the nanoscale present in the polymer matrix can influence the thermal stability of PMMA. The evolution of the thermal properties were a... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3214.pdf: 4921534 bytes, checksum: d87faa3483733bbd817db7f43d1e6547 (MD5) Previous issue date: 2010-08-02 / Due to environmental and economical concerns, the study and utilization of raw materials coming from natural renewable resources have grown significantly in the last years. The utilization of biodegradable polymers has shown to be a complementary alternative to those materials used in short term applications, due to the fact that they can be biodegraded in soil after thrown away. Besides that, the development of composite materials made of biodegradable polymers and natural fibers reinforcements is a recent object of study and has received great acceptance to disposable applications because these are considered the least aggressive materials to the environment. Taking this into consideration, this work aimed to develop and characterize compounds of biodegradable polymer (Ecobras®) filled and/or reinforced with natural vegetable fillers or fibers (cassava peel, micronized coconut fiber and wood flour). The compounds were characterized in respect to their properties: rheological; thermal; mechanical; structural; morphological and in respect to their biodegradation behavior. The incorporation of the fillers raised the viscosity of the polymeric matrix, making it a bit more difficult to be processed; and changed the mechanical properties of the compounds, without changing their thermal properties. By adding the fillers to the polymeric matrix, the elastic module of the compounds rose at least 50% in respect to the one of the matrix; and the elongation at break decreased. The fillers were considered inert when it comes to thermal properties. However, the fillers showed a poor interfacial adhesion with the polymeric matrix which can be improved by using compatibilizers agents or making superficial treatment to the fillers. All compounds presented great biodegradation rate, which appeared to be dependent on the addition of fibers and fillers (that postpone biodegradation). / Em virtude de preocupações de caráter ambiental e também econômico, o estudo e a utilização de matérias-primas naturais de fontes renováveis vêm crescendo de forma muito significativa nos últimos anos. A utilização de polímeros biodegradáveis tem mostrado ser alternativa complementar aos materiais utilizados em aplicações de vida útil curta, pelo fato de poderem ser biodegradados em solo após o seu descarte. Ainda, o desenvolvimento de compósitos fabricados com matrizes de polímeros biodegradáveis e reforços de fibras naturais é objeto de estudo recente e tem recebido bastante aceitação para aplicações descartáveis, visto que são considerados os materiais menos agressivos ao meio ambiente. Levando esses fatores em consideração, o presente trabalho visou desenvolver e caracterizar compostos de polímero biodegradável (Ecobras®) carregado e/ou reforçado com cargas ou fibras naturais vegetais (casca de mandioca, fibra de coco micronizada e farinha de madeira). Os compostos foram caracterizados reologicamente, termicamente, mecanicamente, estruturalmente, morfologicamente e quanto à sua biodegradação. A incorporação das cargas aumentou a viscosidade da matriz, tornando seu processamento mais difícil, e modificou as propriedades mecânicas dos compostos, sem alterar suas propriedades térmicas. A adição das cargas elevou o módulo de elasticidade dos compostos em pelo menos 50% em relação à matriz pura, diminuindo, contudo, a sua deformação na ruptura. Diante do comportamento térmico da matriz e dos compostos, as cargas naturais foram consideradas inertes. No entanto, as cargas apresentaram pobre adesão interfacial com a matriz polimérica o que pode ser melhorado através da utilização de agentes compatibilizantes ou do tratamento superficial das cargas. Todos os compostos apresentaram boa taxa de biodegradação, que se mostrou dependente da adição das cargas naturais (que retardam a biodegradação).

A excelente relação custo-peso-desempenho de compósitos poliméricos em relação aos materiais tradicionais tornou-se motivo para o desenvolvimento de materiais avançados para aplicação estrutural, como compósitos epóxi/fibra de carbono, e com isso, novos métodos de processamento, diferentes resinas (matriz) e tecidos de fibras (reforço). Polímeros e seus compósitos apresentam comportamento viscoelástico, e fatores como estabilidade dimensional e resistência mecânica a longo prazo devem ser considerados quando utilizados na indústria aeronáutica. A análise dinâmico-mecânica (DMA) permite a avaliação das propriedades viscoelásticas do material, e ensaios de fluência possibilitam o estudo da deformação do material em função do tempo, sob tensão e temperatura constantes. Neste trabalho, compósitos epóxi/tecido não-dobrável (NCF) de carbono foram produzidos utilizando-se duas técnicas de fabricação: moldagem por transferência de resina com vácuo assistido (VARTM) e infusão de resina em filme (RFI), e uma análise comparativa entre os dois compósitos foi realizada. O módulo de armazenamento, E’, do compósito RFI foi aproximadamente 10 GPa maior ao longo da região vítrea e a Tonset aproximadamente 60°C mais alta em relação ao VARTM. O compósito RFI também apresentou uma região de transição vítrea mais larga (a partir da curva de tan δ). Esses resultados foram associados às relaxações moleculares e maior cooperatividade das cadeias, assim como maior rigidez do compósito RFI. Os ensaios de fluência foram realizados em três diferentes tensões e temperaturas, e o compósito VARTM apresentou maior deformação em função do tempo, indicando uma interface fibra/matriz mais fraca e um compósito menos rígido, e corroborando com os resultados de resistência ao cisalhamento interlaminar, a qual foi maior para o compósito RFI. Os modelos de Findley e de Burger foram aplicados e ambos ajustaram-se bem às curvas experimentais de fluência. Os parâmetros de cada modelo foram associados ao comportamento viscoelástico dos compósitos e relacionados com os demais resultados. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-03-16T17:48:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Natalia Pagnoncelli Lorandi.pdf: 2042542 bytes, checksum: a231d9dd1acdbee5c47b2794a5af07be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T17:48:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Natalia Pagnoncelli Lorandi.pdf: 2042542 bytes, checksum: a231d9dd1acdbee5c47b2794a5af07be (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / The excellent cost-weigh-performance relationship of polymeric composites compared to traditional materials became a reason to development of advanced materials for structural application such as carbon/epoxy composites, and with that, new processing methods, different resins (matrix) and fabrics (reinforcement) producing. Polymers and their composites present viscoelastic behavior, and so issues such as dimensional stability and long-term resistance must be taken into account when used by aeronautic industry. Dynamic-mechanical analysis (DMA) allows the evaluation of viscoelastic properties, and with creep tests, it is possible to study materials strain as function of time, under constant stress and temperature. In this study, epoxy/carbon NCF composites were manufactured by two techniques: vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and resin film infusion (RFI), and a comparative analysis between both composites was made. Storage modulus, E’, for RFI composite was approximately 10 GPa higher along the glassy region and Tonset approximately 60°C higher than VARTM composite. RFI composite also presented a wider glass transition region (form tan δ curve). These results were associated to the molecular relaxation and higher chain cooperative motion, and to the higher stiffness of RFI composite. Creep strain tests were performed in three different stress levels and temperatures, and VARTM composite presented larger creep strain with time, indicating a weaker interface fiber/matrix and a lower stiffness composite, and corroborating with short-beam shear resistance. Findley and Burger’s model were applied and both agreed well with experimental creep curves. Parameters of each model were associated to composites viscoelastic behavior and they were related to the other results.