Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-29Bitstream added on 2014-06-13T19:06:49Z : No. of bitstreams: 1 romao_egm_me_guara.pdf: 1776247 bytes, checksum: 2ae679c939c187eb2766aab481d9431d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os ensaios para a avaliação de adesividade (tack) em pré-impregnados são de grande importância para o setor aeronáutico, uma vez que, o conhecimento prévio desta propriedade pode resultar em grande economia e segurança para a obtenção de peças estruturais. No entanto, não existe na literatura uma padronização de um ensaio específico para esse tipo de material, sendo muitas vezes necessário recorrer a normas aplicadas a outros tipos de produtos, podendo obter resultados pouco confiáveis. Além da metodologia de ensaios, as condições de armazenamento podem interferir diretamente na condição de adesão entre camadas e, desta forma, na qualidade de peças fabricadas por lâminas de pré-impregnados. Dessa forma, a presente dissertação tem como objetivo desenvolver uma metodologia de ensaios para a avaliação da adesividade em pré-impregnados de matriz epóxi reforçados por fibras de carbono, criando um dispositivo especialmente projetado para este fim. Além disso, de posse do dispositivo e da metodologia desenvolvida, um estudo da influência do tempo de armazenamento em freezer do pré-impregnado de fibra de carbono/resina epóxi foi também realizado. Como técnicas auxiliares a este estudo avaliaram-se, ainda, a cura do pré-impregnado por calorimetria exploratória diferencial (DSC), a temperatura de transição vítrea e o módulo de elasticidade por análise dinâmico-mecânica (DMA). O dispositivo desenvolvido mostrou-se eficaz na medida de energia de separação tanto para o pré-impregnado fresco como para os armazenados por um ano / Tests to prepreg tack evaluation are very important in aeronautic field due to the previous knowledge of this property can result in great economy and safety in the manufacturing of aeronautical structural components. However, there is no standardization in the literature of a specific test for this type material, it is often necessary to use standards applied to other types of products may get unreliable results. Besides the methodology for tests, the storage conditions could affect directly the condition of adhesion between layers and thereby the quality of manufactured parts made by prepreg. Then, this dissertation aims to develop a methodology for evaluating the tack in prepregs of epoxy matrix reinforced with carbon fibers building a device specially designed for this purpose. Furthermore, with this device and the proposed method, a study of the freezer storage time influence in the prepreg carbon fiber/epoxy resin was also performed. As auxiliary techniques for this study, the curing the prepreg by differential scanning calorimetry (DSC), the glass transition temperature and elastic modulus by dynamic mechanical analysis (DMA) were evaluated. The device developed shown to be effective to measure the separation energy for the both fresh prepreg as storage for one year

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-06Bitstream added on 2014-06-13T21:04:59Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_cal_dr_guara.pdf: 2870365 bytes, checksum: d4450badd222b127c86d6a6122ee4eed (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os compósitos termoestruturais de carbono reforçados com fibras de carbono (CRFC) apresentam propriedades termo-mecânicas adequadas para aplicações a altas temperaturas (1000 a 2800ºC). Estes materiais tem sido utilizados em componentes aeroespaciais, tais como, gargantas de tubeiras de foguete, freios de aeronaves e escudos de reentrada. O processo de manufatura desses materiais, entretanto, é complexo, envolvendo multi-etapas que culminam em uma massa específica adequada com um mínimo de porosidade. O trabalho tem como objetivo correlacionar parâmetros e eficiência de processo como uma ferramenta de controle de qualidade. Compósitos CRFC foram obtidos a partir de preformas tridirecional (3D) e tetradirecional (4D), por meio de sucessivos ciclos iterativos de densificação, que envolveram etapas de impregnação, que correspondem ao preenchimento de poros com resina fenólica, carbonização a 1000ºC e grafitização a 2000ºC. Medidas e cálculos de percentual de vazios ao final de cada etapa de densificação foram realizadas e os resultados comparados com valores teóricos. Análises por difração de raios-X e espectroscopia Raman indicaram que a matriz carbonosa teve sua estrutura cristalina alterada no processo de densificação, quando a temperatura de tratamento térmico muda de 1000 oC para 2000 oC. As etapas de processamento do compósito CRFC foram monitoradas por meio dos ensaios de resistividade elétrica e por tomografia computadorizada de raios-X. A diminuição do volume de porosidade, como conseqüência da incorporação contínua de matriz carbonosa nos compósitos, resultou na diminuição da resistividade elétrica à medida que o número de etapas de processo em direção ao ciclo total de processo. A porosidade medida por tomografia computadorizada revelou valores... / Carbon fiber reinforced carbon matrix (CFRC) exhibits adequate thermomechanical properties for applications at high temperatures (1000-2800 °C). These materials have been used in aerospace components such as rocket nozzle throats, aircraft brakes and reentry shields. However, the manufacturing process of these materials is complex and involves multi-step proceeding which results in an adequate density with a minimum porosity. This work aims to correlate processing parameter and related processing efficiency as a quality control tool. CFRC composites were obtained from multi-directional having three directions (3D) and four directions (4D) by means of successive and iterative cycles involving densification steps by impregnating the performs, which involves the filling of pores with a phenolic resin, carbonization at 1000 °C and graphitization to 2000 °C. Measurements and calculations of percentage of voids at individul processing steps of densification were performed and the results compared with the theoretical values. Analysis by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy showed that carbonaceous matrix had its crystal structure changed over the densification process, as heat treatment temperature changes from 1000 oC to 2000 oC. The steps of processing of the CFRC composite were monitored by electrical resistivity and by X-ray computed tomography. The decrease in pore volume, as a consequence of the increase in carbon matrix volume fraction in the composites, resulted in a lower electrical resistivity, as the number of processing steps went towards to completion of total processing cycles. The porosity measured by computed tomography reveled values in between 7 and 11% and a bulk density of between 1,16 and 1,20 g/cm3 for the CFRC composites, after the sixtieth step of processing... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:55:38Z : No. of bitstreams: 1 milanese_ac_me_guara.pdf: 2514140 bytes, checksum: 9589c032265999cf58a6e043fe217bae (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A madeira foi o material mais empregado em estruturas, sendo amplamente encontrada em edificações históricas. Esse material sofre constantemente com a atuação de agentes físicos, químicos e biológicos que comprometem sua durabilidade, por isso muitas vezes, as peças estruturais acabam sendo restauradas e reforçadas com materiais que apresentam alta densidade, baixa resistência às altas temperaturas, no caso de incêndios, e susceptibilidade às intempéries, tornando complexo seu trabalho de recuperação. Diante do exposto, esta pesquisa se propôs a desenvolver compósitos poliméricos reforçados por fibras naturais e vidro para uso como material de reforço nas ligações de estruturas em madeira e a estudar o comportamento destes materiais. São apresentados os estudos e as caracterizações dos materiais empregados nos compósitos, tais como, síntese das resinas, cinética química de cura, análise térmica por meio das técnicas de termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração dos raios X, resistências à tração e à flexão e análise fractográfica com o auxílio do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Em seqüência, o trabalho apresenta o processamento e as caracterizações térmica, física e mecânica de quatro placas laminadas formadas pelas matrizes, poliuretana à base de óleo de mamona e fenólica, reforçadas com fibras de vidro e sisal. Os laminados compostos por uma camada de tecido são ensaiados em tração e flexão, TG e por difração dos raios X. As análises termogravimétricas indicaram que os laminados podem ser utilizados em ambientes, onde a temperatura local não exceda 175ºC. Os dados de tração mostraram baixos valores para as resinas poliuretana e fenólica, 2,5 MPa e 4,9 MPa, respectivamente. Porém, uma vez reforçadas com fibras de sisal e de vidro foi observado... / Wood was the material used in higher amount to structures application and nowadays is noticed in historic buildings. This material is susceptible to the physical, chemical and biological degradations, which influence the usefulness and consequently the structures should be restored using high density material with low temperature resistance characteristic, environmental suitable make complex the restore process. This work proposes processing polymeric composites and studies the behavior of those materials which will be applied as reinforcement connection into wood structures. Characterizations of base materials as cure kinetic studies, thermal analysis by thermogravimetric and differential scanning calorimetric, X-ray diffraction, tensile tests and scanning electron microcopies are conducted. It will also present the thermal, physical and mechanical characterization of four composites laminates: PU resin based on castor oil reinforced by glass and sisal fibers and phenolic reinforced by glass and sisal fibers. Composites laminates produced by one fabric layers are tested in tensile and flexural modes, by thermogravimetric and X-ray diffraction. Thermogravimetric analyses show that the laminates can be used in environments, which the place temperature does not exceed 175ºC. Tensile tests results show low values to polyurethane and phenolic resins, 2.5 MPa and 4.9 MPa, respectively. However, it was observed that the presence of fibers in the laminates show an increase of tensile strength when compared to matrixes. Tensile strength values were 17 MPa, 95 MPa, 25 MPa and 205 MPa for polyurethane/sisal, polyurethane/glass, phenolic/sisal and phenolic/glass fibers laminates, respectively. Flexural strength presents values about 0.45 MPa, 8.6 MPa, 3.7 MPa, 14 MPa, 11 MPa and 21.8 MPa for polyurethane and phenolic resins and polyurethane/sisal, polyurethane/glass, phenolic/sisal and phenolic/glass laminates, respectively.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-06Bitstream added on 2014-06-13T18:31:00Z : No. of bitstreams: 1 pereira_ac_me_guara.pdf: 1301531 bytes, checksum: bc9fd4753c17ea915b6f6ca3419e26a1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As resinas polibenzoxazinas constituem uma nova classe de resinas fenólicas termorrígidas que surgiram nas últimas décadas, superando as propriedades das tradicionais resinas epóxi e fenólicas aplicadas na indústria aeroespacial. A incorporação de baixa concentração em massa de nanotubo de carbono (NTC) em matrizes poliméricas pode produzir materiais estruturais com propriedades superiores. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo a preparação de compósitos nanoestruturados de resina benzoxazina/NTC, bem como o estudo da cinética de cura da resina benzoxazina e de seus compósitos nanoestruturados. Além disso, objetiva-se, ainda, a caracterização térmica da resina benzoxazina curada e de seus compósitos nanoestruturados também curados pelo mesmo ciclo de cura. O estudo da cinética de cura foi realizado por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) sob condições não-isotérmicas (dinâmicas). A caracterização térmica foi realizada por meio do uso de termogravimetria, da análise dinâmico-mecânica, da análise termomecânica, do DSC e por análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. A partir destas análises, concluiu-se, de maneira geral, que os nanotubos de carbono agem como catalisadores da cura da matriz de benzoxazina sem afetar suas temperaturas iniciais e finais de polimerização. A adição de NTC não modifica a estabilidade térmica da resina benzoxazina e nem a temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos nanoestruturados, com exceção da adição de 0,1% em massa de NTC na matriz polimérica que gera um aumento na Tg / Polibenzoxazine resins are a new class of thermosetting phenolic resins that have emerged in recent decades, overcoming the traditional properties of epoxy and phenolic resins applied in the aerospace industry. The addition of small amount of carbon nanotube in polymeric matrices can produce superior structural materials. Thus, this work aims to prepare nanostructured composite benzoxazine resin/NTC as well the study of the cure kinetic of neat benzoxazine resin and their nanostructured composites produced. Moreover, the objective is also the thermal characterization of cured neat benzoxazine resin and their composites nanostructured also cured by the same cure cycle. The study of cure kinetics was performed using the technique of differential scanning calorimetry (DSC) under non-isothermal (dynamic). The thermal characterization was performed by using thermogravimetry, dynamic mechanical analysis, thermomechanical analysis, DSC analysis and infrared spectroscopy with Fourier transformed and scanning electron microscopy. From these tests, it can be concluded, in general, that the carbon nanotubes act as catalysts for curing the benzoxazine matrix without affecting the initial and final temperatures of polymerization. The addition of CNT does not change neither the thermal stability of the benzoxazine resin nor the glass transition temperature (Tg) of nanostructured composites, except for the addition of 0.1 wt% of CNT in polymer matrix that generates a slight increase in Tg

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:47:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274313.pdf: 7048310 bytes, checksum: 67e60e2c39a101be656d814b322d35ee (MD5) / Neste trabalho apresentamos o processo de nanoestruturação por máscara híbrida, que permite a fabricação de redes ordenadas de esferas metálicas a partir de um molde polimérico. As máscaras híbridas são formadas em substratos de silício, por spin-coating de uma solução contendo esferas de sílica monodispersas num solvente polimérico fotossensível, posteriormente submetido a um processo de cura por radiação ultravioleta (fotopolimerização). Todas as esferas utilizadas para a fabricação das máscaras foram sintetizadas no próprio laboratório, com o domínio do processo de síntese de esferas submicrométricas de sílica monodispersas para diversos diâmetros. Obtidas as máscaras, dois caminhos poderão ser seguidos: remoção do polímero através de plasma de oxigênio ou remoção seletiva das esferas de sílica por corrosão química. No segundo caso, após a remoção das esferas, obtemos um polímero microporoso que posteriormente pode ser preenchido com o metal de interesse via eletrodeposição. Após a retirada do molde polimérico observamos que os depósitos adquirem um espaçamento e periodicidade semelhante àquele que as esferas de sílica possuíam enquanto envoltas pelo polímero. O domínio da técnica de fabricação de redes metálicas ordenadas ainda é inédito no país e abre um imenso potencial para o estudo de propriedades fotônicas, spintrônicas ou catalíticas, além de possibilitar o desenvolvimento de sensores e dispositivos. Mesmo que a qualidade dos depósitos metálicos tenha ficado aquém de nossas expectativas, resultados preliminares referentes a seu ordenamento revelam estratégias que poderão ser adotadas em trabalhos futuros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286259.pdf: 1259361 bytes, checksum: 966468f25e3000b6d56a8241bb6c9ee6 (MD5) / Compósitos e nanocompósitos poliméricos são materiais que agregam propriedades mecânicas e de barreira à permeabilidade de gases, diferenciadas de seus precursores polímeros. O Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) é um termoplástico de poliestireno modificado através da adição de um elastômero. Essa fase borrachosa agrega propriedades mecânicas únicas à matriz e por esse motivo, o HIPS é considerado um commodity de grande utilização. Para várias aplicações, em particular transportes e materiais elétricos, existem regulamentações contra incêndios e regras para o uso de aditivos Retardantes de Chama, que aumentam a resistência de polímeros à ignição. Materiais responsáveis por conferirem essas propriedades, são incorporados a matriz polimérica utilizando diferentes rotas. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos poliméricos através da incorporação de filmes secos de argila em látex de poliestireno e retardantes de chama. Foram analisadas metodologias de incorporação, propriedades de flamabilidade, degradação térmica e propriedades mecânicas dos compósitos, bem como a morfologia através de microscopia eletrônica de transmissão para os nanocompósitos. A investigação preliminar através de teste de flamabilidade na vertical permitiu selecionar e caracterizar compósitos e nanocompósitos que apresentaram bom desempenho. As análises estruturais morfológicas dos nanocompósitos, comparadas com o HIPS, confirmaram a obtenção de estruturas intercaladas/esfoliadas na presença de diferentes teores de látex de poliestireno/argila e retardantes de chama. Análises térmicas constataram diminuição da taxa de liberação de calor apesar de alta liberação de fumaça, devido à combustão incompleta do material. Os ensaios mecânicos indicaram que a presença de argila torna os materiais menos resistentes à tração e ao impacto. Os compósitos produzidos apresentaram bons resultados a teores de retardantes de chamas significativamente menores do que os geralmente encontrados na literatura. As análises térmicas mostraram menores tempos de ignição com referencia ao HIPS puro e também menor taxa de liberação de calor. Apesar da baixa resistência ao impacto os compósitos apresentaram pouca variação quanto às propriedades do HIPS original, tais como tensão de tração e força de ruptura. / Composites and nanocomposites of polymers are materials that aggregate mechanical and barrier properties differently from their conventional polymer. High Impact Polystyrene (HIPS) is a polystyrene thermoplastic modified by the addiction of an elastomer. This rubber phase aggregates unique mechanical properties to the matrix and for this reason, HIPS is considered a widely used commodity. For many applications, particularly electrical materials and transports, there exist regulations against fires and rules for the use of fire retardant additives that improve resistance to ignition of polymers. Materials responsible for providing these properties are incorporated to the polymeric matrix by using different routes. In this study, polymeric composites and nanocomposites were developed through the incorporation of dry clay films in polystyrene latex and flame retardants. Incorporation methodologies were analyzed and its effect on flammability properties, thermal degradation and mechanical properties was verified. In addition, electronic transmission microscopy analyses were also performed. The preliminary investigation through vertical flammability test fallowed to select and characterize composites and nanocomposites that showed good performance. orphologycal analyses of the nanocomposites, compared to pure HIPS, confirmed the formation of intercalated/esfoliated estructures having different contents of clay/polystyrene latex and flame retardants. Thermal analysis showed the decrease of heat release rate, despite high smoke release, due to the incomplete combustion of the material. Mechanical tests proved that the clay content turns the materials less resistance to impact and tension. The produced composites showed good results with lower flame retardant contents than those reported in literature. Thermal analysis presented less time to ignition compared to pure HIPS and lower heat release rates. Despite the low resistance to impact, the composites showed few changes in relation to the original HIPS properties, such as tensile stress and rupture tension.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:44:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287334.pdf: 4292167 bytes, checksum: d14d882a948fc7523ba5bc277d5b09b3 (MD5) / A obtenção e estudo das propriedades de nanocompósitos poliméricos têm atraído grande interesse de recentes pesquisas. Os nanotubos de carbono e negro de carbono têm mostrado ser um reforço efetivo para modificar as propriedades elétricas, mecânicas e físicas dos materiais. Para a obtenção de nanocompósitos poliméricos, uma dispersão homogênea das nanopartículas na matriz polimérica é um fator preponderante para que as propriedades micro e macroscópicas sejam adequadas a aplicações específicas. Neste trabalho, a dispersão de nanotubos de carbono funcionalizado (NTCF) comparada com nanotubos de carbono não funcionalizado (NTCA) foi investigada em diferentes solventes, com e sem a presença do surfactante (CTAB). Dos sistemas avaliados para a preparação de nanocompósitos em matriz de PVAL, a dispersão das cargas condutoras em água e em presença de CTAB mostrou-se mais adequada. A análise térmica mostrou que a presença de metais nas nanopartículas influi no mecanismo de decomposição dos filmes de nanocompósitos. As características morfológicas dos filmes de nanocompósitos foram densas e sem poros. Os estudos reológicos mostraram que com a diminuição da temperatura e com o aumento da quantidade de NTCF, um aumento na viscosidade do fluido foi obtido. Os valores de condutividades elétricas dos nanocompósitos foram maiores do que do filme de PVAL puro. Nanotubos de carbono não funcionalizados obtiveram os limiares de percolação muito acentuados quando comparados ao dos nanocompósitos com nanotubos de carbono funcionalizados e negro de fumo. A não homogeneidade dos filmes de nanocompósitos induziu as diferenças nos valores de condutividade elétrica em diferentes pontos de filmes de PVAL/NTCF. Com o aumento da pressão aplicada aos filmes de PVAL/NTCF ocorreu um aumento na condutividade elétrica. Ensaios de tração mostraram que em baixas concentrações de nanopartículas, uma maior deformação ocorreu nos nanocompósitos em relação ao PVAL puro, no entanto, maiores concentrações de nanopartículas mostraram uma diminuição na deformação dos filmes. Os espectros de infravermelho e testes de absorção das blendas sugerem a ocorrência da reticulação. Blendas de PVAL/QTN apresentaram maior condutividade elétrica do que PVAL puro, mas com o limiar de percolação não sendo atingido na concentração de 1 g NTCF/100 g da mistura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301491.pdf: 1634114 bytes, checksum: 2c28279a21d3b53c728f59666511eee8 (MD5) / Compósitos e nanocompósitos poliméricos são materiais que agregam propriedades mecânicas e de barreira à permeação a gases superiores aos materiais poliméricos tradicionais. O polipropileno e polietileno são poliolefinas derivados da reação de polimerização do propeno e etileno. As poliolefinas tem um amplo campo de aplicação, em particular, o setor de embalagens, recipientes e componentes para o setor eletrônico, sendo em alguns setores de aplicação regulamentado por normas especificas como para o uso de aditivos que lhe confere propriedades anti-chamas. Agentes retardantes de chamas podem ser incorporados em matriz polimérica através de varias técnicas de incorporação ou rotas. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos através da técnica de incorporação do estado fundido (extrusão) com a incorporação de argilas e agentes retardantes de chamas. Foram analisadas metodologias de incorporação, propriedades de flamabilidade, degradação térmica e propriedades mecânicas dos compósitos, bem como a morfologia presente para os nanocompósitos. A investigação preliminar através do ensaio de UL-94 vertical permitiu obter resultados preliminares dos compósitos e nanocompósitos que apresentaram bom desempenho. As análises estruturais morfológicas dos nanocompósitos em relação ao polipropileno e polietileno confirmaram a obtenção de uma estrutura com um grau de intercalação com boa dispersão das lamelas de argila ao longo da matriz poliméricas e aditivadas com retardantes de chamas. Análises térmicas constaram a diminuição da taxa de calor liberado tempo de ignição e alta liberação de fumaça, devido à combustão incompleta do material. Os ensaios mecânicos de tração indicaram que a presença de argila ocasiona um aumento das propriedades mecânicas de tração (como força de ruptura, módulo) em comparação ao polímero virgem. Os compósitos obtidos apresentaram resultados satisfatórios de flamabilidade a teores de retardantes de chamas interessantes condizentes a literatura. As analises térmicas mostraram menores tempos de ignição em comparação ao polímero virgem e também menor taxa de calor liberado. Apesar das boas propriedades de flamabilidade, as propriedades mecânicas foram influenciadas negativamente com adição dos agentes retardantes de chamas, obtendo propriedades de tração inferiores em comparação ao polímero virgem. / Composites and polymer nanocomposites are materials that add mechanical properties and barrier to permeation by gases superior to traditional polymeric materials. The polyolefin are polypropylene and polyethylene derived from the polymerization of propylene and ethylene. Polyolefin have a wide range of applications, in particular, the packaging industry-packing's, containers and components for the electronics sector, and in some application sectors regulated by specific rules as to the use of additives that give it special properties anti - throwers. Flame retardants can be incorporated into the polymer matrix through the incorporation of various techniques or routes. In this study, composites and nanocomposites were developed using the technique of incorporation of the melt (extrusion) with the addition of clay and flame retardants. Methodologies were analyzed for incorporation, flammability properties, thermal degradation and mechanical properties of composites, as well as the morphology gift for the nanocomposites. The preliminary investigation by testing UL-94 vertical possible to obtain preliminary results of composites and nanocomposites that showed good performance. Structural analysis of morphological nanocomposites compared to polypropylene and polyethylene confirmed to obtain a structure with a degree of intercalation with good dispersion of clay lamellae along the polymeric matrix and doped with flame retardants. Thermal analysis consisted of the reduction rate of heat release ignition timing and high release of smoke due to incomplete combustion of the material. The tensile test indicated that the presence of clay leads to an increase in tensile mechanical properties (such as tensile strength, modulus) compared to virgin polymer. The composites obtained satisfactory results of the flammability levels before Retard-consistent flame interesting literature. The thermal analysis showed me minors ignition times compared to the virgin polymer and lower rate of heat released. Despite the good flammability properties, mechanical properties were negatively impacted witch the addition of flame retardants, getting traction properties lower compared to virgin polymer.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327884.pdf: 1638064 bytes, checksum: f576dbaa7381639cc93247ee6b107160 (MD5) Previous issue date: null / O amido é um biopolímero abundante na natureza, renovável e que vem encontrando aplicabilidades em diversos segmentos. A modificação química através da enxertia de radicais funcionais vem se mostrando como solução para as limitações de aplicabilidade que o amido natural possui. Neste trabalho a modificação química através da enxertia do Éter Alil Glicídilico (AGE  Allyl Glycidil Ether) em meio alcalino foi estudada quanto ao efeito hidrofóbico proporcionado quando aplicado na formação de biocompósito juntamente com celulose. Para que se pudesse realizar tal modificação a 50 °C, amido solúvel foi utilizado, o alcalinizante usado foi o NaOH. Para obter um alto Grau de Substituição Molar (GS>2,0), o éter AGE foi utilizado em excesso molar de até três vezes a concentração de monômero formador do amido, o alfa-Dglicopirinose (AGU), com tempo máximo de reação de 12 h. Para a caracterização do produto obtido análises de FT-IR, TGA e RNM-1H foram realizadas, sendo determinada por esta última o grau de substituição, GS.O GS foi obtido através da relação entre as áreas dos picos do íons característicos presentes no éter e no amido. O maior valor de GS obtido foi 2,097, numa escala de 0 a 3. Isso por que há três hidroxilas em cada AGU os quais foram substituídos. A estabilidade térmica também aumentou, visto que nas análises de TGA, o pico de perda de massa foi 67,972% para o amido não modificado, caindo para 42,158%no amido modificado. Dois procedimentos experimentais de aplicação do amido na formação de um biocompósito com celulose foram realizados. No procedimento controle a celulose foi misturada ao amido e prensada com o auxílio de um molde de aço com 10 cm de diâmetro à 110 °C e uma tonelada de pressão numa termoprensa hidráulica, por 20 min. No outro procedimento foi adicionada à celulose o amido modificado e reticulado com dimetracrilato de etileno glicol e peróxido de benzoíla. O primeiro grupo de materiais formados foram submetidos ao teste de Permeabilidade ao Vapor d Água (PVA), de acordo com a normativa ASTM E96 1995. O segundo grupo foi submetido ao Cobb Test, teste de absorção superficial de água líquida, de acordo com a o normativa TAPPI T-441 om-09 de 2009. Houve uma ligeira redução no PVA com a utilização do amido modificado. Isso se deve principalmente à redução da porosidade que o amido proporciona a celulose. A influência na redução da absorção de água superficial do segundo grupo de amostras foi verificada. Materiais produzidos com diferentes quantidades de amido modificado com diferentes GS foram confrontados, porém um comparativo com material de pura celulose não foi possível devido à natureza da metodologia do Cobb Test. Ao confrontar as amostras verificou-se que o efeito principal GS forneceu um valor de -486,565 g/m2 , o outro efeito principal M, relacionado a massa de amido utilizado, foi -445,965 g/m2, porém o efeito de interação GSxM resultou em 2,424. Tendo como critério de significância um valor de 275,565 g/m2. O que pode ser visto que ambos efeitos principais são significantes, porém o efeito de interação não.<br> / Abstract : Starch is an abundant biopolymer in nature, renewable and has found applicability in various segments. The chemical modification by graftingof functional radicals has proved as a solution to the limitations of applicability that has natural starch. In this work, chemical modification by grafting of allyl glycidil ether AGE in alkaline medium was studied in relation to the hydrophobic effect provided when applied to the formation of biocomposite with cellulose. In order to perform such modification could at 50 °C, soluble starch was used, the alkalizing used was NaOH. To obtain a high molar degree of substitution (DS > 2.0 ), the AGE ether was used in molar excess up to three times the concentration of monomer forming the starch, a-D- glicopirinose (AGU), with a maximum time reaction 12 h. To characterize the product, FT-IR analysis, 1H-NMR and TGA, the latter being determined by the degree of substitution, DS. The DS was obtained from the ratio between the peak areas of the characteristic ions present in the ether and starch. The highest DS value obtained was 2,097, on a scale from 0 to 3. That's why there are three hydroxyl in each AGU which were replaced. The thermal stability also increased, since the TGA analysis, a peak of mass loss was 67.972 % for unmodified starch, falling to 42.158 % in the modified starch. Two experimental procedures for applying the starch in forming a biocomposite carried out with cellulose. In the control procedure starch mixed with cellulose was used and pressed with the aid of a steel mold of 10 cm diameter at 110°C and a pressure of one ton hydraulic term-press for 20 min. In the other procedure was added to cellulose the modified starch crosslinked with ethylene glycol dimetracrylate and benzoyl peroxide. The first group formed materials were submitted to the Water Vapor Permeability (PVA) test in accordance with rules ASTM E96 (1995) rules. The second group was submitted to Cobb Test, superficial liquid water absorption test according to the rules TAPPI T-441 om-09 (2009). A slight reduction in the use of PVA modified starch was observed. This is mainly due to reduction in porosity that starch provides to cellulose. The influence was observed in the reduction of water absorption when applied starch. Materials produced with different amount of modified starch were confronted with different DS, but a comparison with pure cellulose materials was not possible due to the nature of the methodology of Cobb Test. When we compare the samples it was found that the main effect of GS provided a value -486.565 g/m2, the other main purpose M, related to the mass of starch which was -445.965 g/m2, but the effect of DSxM interacting resulted in 2,424. Having as significance criterion a value of 275.565 g/m2. What can be seen that both main effects are significant, but the interaction effect not.