Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tarcisio Sanson Sene.pdf: 3938998 bytes, checksum: 4f0f85a51934cd08bc44991295bfcef1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Interesting changes in mechanical and electrical conductivity properties of polymeric matrixes are provided by dispersing carbon nanotubes, obtaining a nanocomposite. Current researches showed an effect of assisted dispersion of carbon nanotubes (CNT) by montmorilonite clay in an epoxy matrix, in a way that increments of clay provided better dispersion of CNT in the matrix, increasing the nanocomposite electrical conductivity when the same fraction of CNT was kept. This work intended to assess the effect of the simultaneous dispersion of a montmorillonite clay and CNT on a diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) epoxy matrix. Further, the assisted dispersion of CNT was assessed by two different montmorillonite clays: as natural (MMT-Na) and an organoclay (MMT-30B). The nanocomposites were fabricated by in situ polymerization method, using high energy sonication as the dispersion method, without the aid of solvents in the medium. The nanocomposites were molded by casting or by resin transfer molding (RTM), adding 27% v/v of glass-fibers in the latter molding method, obtaining a hybrid micro/nanocomposite. The glass transition temperature (Tg) of the nanocomposites was increased until 10ºC for the samples containing MMT-30B clay, however it practically did not change with the dispersion of MMT-Na clay, when compared to the Tg of the neat epoxy matrix. In the other hand, the simultaneous dispersion of CNT with each one of the clays provided two different Tg behaviors, with the same 10ºC increasing in Tg when the CNT were added with MMT-30B, and a lower increase of 3ºC in the Tg when the MMT-Na and CNT were added, also comparing to the neat sample. The casted samples did not show a significant change in the flexural modulus, though the flexural strength was reduced in the samples containing any of the clays, being this reduction proportional to the agglomerated feature of the nanocomposite. Regarding to the CNT percolation threshold in the epoxy matrix, it was verified to be between 0,04 and 0,10% v/v of CNT. The simultaneous dispersion of CNT with the clays just produced distinct dielectric behaviors when the fraction of CNT was higher than the percolation threshold. Both clays affected the continuity of the CNT percolated network, considering the clay fraction used. The simultaneous adding of MMT-30B clay with CNT was the condition that most reduced the conductivity of the samples, among those containing the same CNT fraction. The MMT-Na clay did not reduce the number of percolated ways of CNT as the MMT-30B, and, above a critical frequency of electrical current, the simultaneous dispersion of MMT-Na and CNT exhibited higher conductivity than the sample containing just the same CNT fraction, suggesting that more polarizable interfaces are being produced at this condition. Regarding to the hybrid micro/nanocomposites produced by RTM, there is a suspect that the low fraction of nanoparticles did not favor the increasing in the flexural modulus of the hybrid composite. The high viscosity of the samples containing any one of the clays caused low impregnation in the glass-fibers, obtaining regions of the composite without fibers dispersed. The MMT-Na clay was filtered though the porous medium during the resin infusion, probably due to its hydrophilic nature, showing lower compatibility with the epoxy matrix. / Nanotubos de carbono dispersos em matrizes poliméricas podem proporcionar interessantes alterações em propriedades mecânicas e de condutividade elétrica no material nanocompósito resultante. Trabalhos atuais demonstram um possível efeito de dispersão de nanotubos de carbono (NTC) assistida pela dispersão simultânea com argila montmorilonita natural em uma matriz epoxídica, de modo que incrementos de argila proporcionariam melhor dispersão dos NTC na matriz, elevando a condutividade elétrica quando mantido constante o teor de NTC. Este trabalho intencionou avaliar o efeito da dispersão simultânea de argila montmorilonita e NTC nas propriedades mecânicas, térmicas e dielétricas de uma matriz de epóxi do diglicidil éter do bisfenol-A (DGEBA). Ainda, foi avaliado o efeito de dispersão de NTC assistido por duas diferentes argilas montmorilonita: natural (MMT-Na) e uma organoargila (MMT-30B). Os nanocompósitos foram fabricados pelo método de polimerização in situ, utilizando sonicação de alta energia como fonte de dispersão e sem a utilização de solventes. Os nanocompósitos foram moldados por casting e por moldagem por transferência de resina (RTM resin transfer molding), neste último método sendo utilizados 27% v/v de fibras-de-vidro, obtendo-se um híbrido micro/nanocompósito. A temperatura de transição vítrea (Tg) dos nanocompósitos foi elevada em até 10ºC para os nanocompósitos contendo argila MMT-30B, porém praticamente não se alterou com a dispersão argila MMT-Na, quando comparado com a Tg da matriz sem as nanopartículas. Já a dispersão simultânea de NTC com cada uma das duas argilas promoveu diferentes alterações na Tg, não alterando em relação à Tg do nanocompósito que possuía somente argila MMT-30B e elevando a Tg da amostra que possuía argila MMT-Na em 3ºC em relação à amostra pura. As amostras preparadas por casting não apresentaram significante alteração de módulo de elasticidade, porém, quando presente alguma das argilas na composição da amostra, a resistência à flexão foi reduzida proporcionalmente ao caráter aglomerado das nanopartículas. Com relação ao limiar de percolação de NTC, foi verificado estar situado entre teores 0,04 e 0,10% v/v. A dispersão simultânea de cada argila com NTC somente gerou comportamentos distintos de condutividade quando utilizado teor de NTC acima da ocorrência de percolação. Nos teores utilizados, ambas as argilas afetaram a continuidade da rede percolada de NTC, porém a argila MMT-30B foi a que mais reduziu a condutividade em freqüências abaixo de 100 Hz. A argila MMT-Na já não reduziu o número de caminhos percolados de NTC como no caso da argila MMT-30B, e acima de determinada frequência de corrente elétrica, a dispersão simultânea de argila MMT-Na com NTC exibe maior condutividade do que a amostra contendo somente o mesmo teor de NTC, sugerindo que estão sendo geradas interfaces mais polarizáveis quando dispersos simultaneamente a argila MMT-Na e NTC. Em relação aos híbridos micro/nanocompósitos produzidos por RTM, suspeita-se que o baixo teor de nanopartículas não favoreceu o aumento de módulo de elasticidade do material híbrido. A alta viscosidade das amostras que possuíam alguma argila em sua composição gerou baixa impregnação de fibras e formação de regiões sem fibras-de-vidro no volume do compósito. A argila MMT-Na foi filtrada pelo meio poroso durante a infusão, provavelmente devido à sua natureza hidrofílica, possuindo menor compatibilidade com a matriz epoxídica.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 74879 bytes, checksum: 6785c5543c0fdea74eb42ad4be2cded6 (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Multi-wall carbon nanotubes (MWNT) functionalized with poly(ethylene glycol) (PEG) were used to prepare epoxy matrix nanocomposites based on Bisphenol A Diglycidyl Ether (DGEBA), in order to evaluate the effect of functionalization in nanotubes/matrix dispersion and adhesion. Firstly, two works were carried out to estimate the reaction between DGEBA and PEG using sulfuric acid (H2SO4) or dimethylbenzylamine (DMBA), as catalysts, aiming the evaluation of viable routes to reaction of PEG chains connected to nanotubes with epoxy resin. The reaction product was analyzed with infrared spectroscopy (FTIR), proton magnetic resonance spectroscopy (RMN) and viscosity. The results confirmed the reaction occurs between DGEBA epoxy groups and PEG hydroxyl groups in the presence of dimethylbenzylamine as catalyst at 100°C. DSC analyses and tensile tests of cured hardener systems based on polyamine show that the DGEBA reaction with PEG leads to a decrease of Tg, originating a more flexible material. Epoxy matrix nanocomposites were prepared using 0,1% m/m of NCPM functionalized with PEG and 0,5% m/m of dimethylbenzylamine. The samples were characterized with infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) and dynamic mechanical analysis (DMA). It was observed through SEM images a better adhesion of NCPM-PEG with matrix, in comparison with pristine MWNT, suggesting that NCPM-PEG reacted with the epoxy resin DGEBA. DSC analysis showed a Tg value decrease to prepared nanocomposites when compared to pure epoxy resin. / Nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) funcionalizados com poli(etilenoglicol) (PEG), foram usados na preparação de nanocompósitos de matriz epóxi a base de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA), para avaliar o efeito da funcionalização na dispersão e adesão do nanotubo na matriz. Primeiramente dois estudos foram realizados para avaliar a reação entre DGEBA e PEG, utilizando ácido sulfúrico (H2SO4) ou dimetilbenzilamina (DMBA) como catalisadores, com o objetivo de se avaliar uma rota viável para a reação das cadeias de PEG ligadas aos nanotubos com a resina epóxi. O produto da reação foi avaliado por espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e viscosidade. Os resultados das análises confirmaram a ocorrência da reação entre grupos epóxi do DGEBA e grupos hidroxila do PEG na presença de dimetilbenzilamina como catalisador, a 100°C. Análises de DSC e ensaios de tração dos sistemas curados com endurecedor a base de poliamina mostram que a reação de DGEBA com PEG leva a uma diminuição da Tg, gerando um material mais flexível. Nanocompósitos de matriz epóxi foram preparados usando 0,1% m/m de NCPM funcionalizados com PEG e catalisador dimetilbenzilamina na quantidade de 0,5% m/m. As amostras obtidas foram caracterizadas por Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise termogravimétrica (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise dinâmico-mecânica (DMA). Através das imagens obtidas por MEV, sugere-se uma maior adesão dos NCPM-PEG com a matriz, indicando que os NCPM-PEG reagiram com a resina epóxi à base de DGEBA. Análises de DSC mostraram uma diminuição do valor da Tg para os nanocompósitos preparados quando comparados a resina epóxi pura.

Durante a cura, ou seja, durante o processo de reticulação, resinas sofrem alterações irreversíveis em suas propriedades químicas e físicas, como, por exemplo, alterações significativas em seu coeficiente de compressibilidade (inverso do módulo de compressão volumétrico) e em sua viscosidade. A variação destas propriedades, ao longo de uma dimensão (direção) no interior de uma resina em processo de cura, pode ser obtida a partir de técnicas ultrassônicas baseadas no princípio pulso-eco, que permite a estimativa da velocidade de propagação e das atenuações das ondas. Antes da cura, as resinas apresentam velocidades de propagação entre 1600 e 1800 m/s, com viscosidade e atenuação pequenas. Durante o processo de cura ocorre um aumento notável da viscosidade, que causa grandes atenuações na onda ultrassônica. Chegando ao final do processo de cura, tanto a atenuação quanto a viscosidade voltam a diminuir. Após a reticulação, a velocidade de propagação pode ser superior a 2500 m/s. Visto que a densidade varia pouco durante a cura, a alteração de velocidade, observada durante a cura, pode ser atribuída às mudanças no módulo de compressão volumétrico da resina. O método pulso-eco descrito nesta dissertação permite monitorar, de forma não invasiva, a variação da viscosidade e a variação do coeficiente de compressibilidade durante o tempo de cura de uma resina epóxi, ao longo da direção de propagação de uma onda ultrassônica. / During the curing process, i.e. crosslinking process, resins suffer significant and irreversible changes on theirs chemical and physical properties, as the alterations in the compressibility coefficient (the inverse of bulk modulus) and in the viscosity. The changes in these properties along a direction inside of a resin, under a curing process, can be estimated with techniques based on pulse-echo ultrasonic waves. With these techniques is possible to obtain the ultrasonic wave speed and the attenuation imposed on the wave by a resin under curing. Before the cure, resins have speeds of wave propagation between 1600 and 1800 m/s, low attenuation and low viscosity. As the curing process evolves, there is a remarkable increase of viscosity, which causes great attenuations. After that, and until the end of the curing process, the viscosity and the attenuation decrease. After the cure and solidification, the wave speed may reach values up to 2500 m/s. Since the density almost does not vary during the cure, the changes in wave speed can be attributed to changes in the resins bulk modulus. The pulse-echo method, described in this dissertation, allows the monitoring, in a no invasive way, of the variation of the bulk modulus and the changes in viscosity along a direction of propagation of an ultrasonic wave, during the curing process of an epoxy resin.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Assim como em outras áreas do conhecimento a construção civil vem evoluindo ao longo dos anos. Grandes investimentos e elevadas taxas de demandas por novos projetos requerem uma maior velocidade na consolidação de obras. Neste cenário, ficam precários os estudos e pesquisas que avaliam a capacidade de novas tecnologias. Na área do concreto e estruturas de concreto armado, depara-se a associação de técnicas consolidadas à métodos inovadores. A utilização de polímeros como material de construção, como é o caso dos aditivos para concreto, dos tubos e conexões, das esquadrias e como adesivos, utilizados em ligações de aduelas de pontes, associados a fibras de vidro ou carbono para reforços estruturais e para fixação de armaduras ou conectores no caso de reparação de estruturas, oferecendo uma solidarização eficiente entre elementos estruturais. O presente trabalho visa avaliar uma pequena parcela de aplicação de materiais poliméricos, principalmente quanto a sua característica de aderência e colagem de barras de aço ao concreto. O desenvolvimento do estudo ocorreu sobre uma perspectiva de ensaios laboratoriais de arrancamento de barras coladas com resina epóxi em blocos de concreto, sendo estes resultados comparados com barras de aço concretadas em blocos de concreto. Desse modo o principal fator de comparação seria a tensão de aderência desenvolvida na área de contato da barra com o substrato. Alguns parâmetros foram inseridos para uma abordagem de maior amplitude, tais como variação do diâmetro da barra (φ = 10,0mm; φ = 12,5mm e φ = 16,0mm), do comprimento de ancoragem (múltiplos do diâmetro, sendo 5φ e 7,5φ) e da espessura da resina (1mm, 2mm e 3mm). De forma complementar procedeu-se ao ensaio de vigas bi-apoiadas submetidas à flexão visando representar o comportamento de uma recuperação/reforço estrutural aplicado em escala. Para avaliar o comportamento destas vigas, foram ensaiados dois espécimes, uma viga padrão concretada de uma única vez e outra submetida a um reparo estrutural, onde possuía a armadura inferior inserida posteriormente à concretagem inicial, colada com resina epóxi nas extremidades da viga. / Just like others fields of knowledge, the civil construction is evolving. Hughes investments and the need for new projects improve the speed and the technology usually applied for basic infrastructures development. These scenarios achieve issues as the miss understanding of the behavior of this technological advances in long terms, caused by the few studies and researches about these subjects. At the concrete structures field, an extremely self consolidate knowledge whose have been replaced for new methods, as the case of the polymeric materials. This kind of material have large scale of applications at construction and projects of structural elements, used as a bond interface for different elements and offering a significant monolithically performance between structural pieces. The current study pretends analyze the behavior of bonded steel bars at the concrete using epoxy resin. The development of the study occur by lab tests where a steel bar is pulled out of a concrete block, named Pull-out-test. This one was adapted for a bond whit epoxy resin, were the results was compared whit the regular ones (concrete bonded bars), in this method the phenomenon of the stress occurred at the bar surface in contact whit the concrete or the resin evaluate. Some parameters were included for a better understanding of the bond behavior, such as: Steel bar diameter (10mm, 12,5mm and 16mm); Length of anchorage (5φ and 7,5φ), and Resin thickness (1mm, 2mm and 3mm). For the same purpose, was molded a concrete beam to represent the bonded situation at a real condition, these beam had two different configuration, one of those were a regular reinforcement beam, and the other one were a recuperated reinforcement beam, whit yours inferior steel bar added post concrete solidification, simulating a intervention at a problematic beam, in this case the steel bars were bonded whit epoxy resin at the edges of the beam.

O ácido araquidônico (AA) é precursor na formação dos eicosanoides, que são mediadores lipídicos com uma série de funções na fisiologia e patologia humana. A maioria dos eicosanoides atuam como mediadores pró-inflamatórios e contribuem para o desenvolvimento e proliferação de tumores. Nesta tese foram avaliados dois mediadores: a 15-deoxi-Δ12,14-PGJ2 (15d- PGJ2) e os ácidos Epoxieicosatrienoicos (EETs), ambos apresentam uma atividade oposta a da maioria dos eicosanoides, ou seja, com uma ação anti-inflamatória e antitumoral. Esses dois mediadores distintos da via do AA foram utilizados nesta tese em dois projetos distintos. Primeiro: A 15d- PGJ2 possui uma atividade antiproliferativa e induziu apoptose para diversos tipos de células tumorais, entretanto, o efeito da15d- PGJ2 em células de cancer da tireoide ainda estava desconhecido. Neste sentido, foram cultivadas in vitro células tumorais da tireoide, da linhagem TPC1, e tratadas com diferentes concentrações de 15d- PGJ2 (0 ate 20 μM), as células tratadas demonstraram uma diminuição na proliferação, e aumento na apoptose, e uma diminuição na liberação e expressão relativa de IL-6. Estes resultados em conjunto sugerem que a 15d- PGJ2 pode ser utilizada como uma nova terapia para o cancer da tireoide. Segundo: Os EETs são metabolizados em seus diois pela epóxi hidrolase solúvel (sEH), para manter a estabilidade dos EETs e a sua atividade antiiflamatoria, foi utilizado um inibidor (TPPU) para sEH em um modelo de periodontite induzida por Aggregatibacter actinomycetemcomitans. O tratamento oral com TPPU, assim como o uso de animais sEH Knockout, levou a uma redução na perda óssea acompanhada da diminuição de moléculas osteoclastogenicas como RANK, RANKL e OPG, demonstrando que a inibição farmacológica da sEH pode ter um valor terapêutico na periodontite e doenças inflamatórias que envolvem a reabsorção óssea. / Arachidonic acid (AA) a precursor in the formation of eicosanoids which are lipid mediators with a number of functions in human physiology and pathology. The most of the eicosanoids act as proinflammatory mediators and contribute to the development and proliferation of tumors. In this thesis we evaluated two mediators: 15-deoxy-Δ12,14-PGJ2 (15d- PGJ2) and epoxieicosatrienoic acids (EETs) both act with an opposite activity of most eicosanoids, with an anti-inflammatory and and anti-tumoral action these two distinct mediators from AA pathway were used in this thesis in two different projects. First: 15d- PGJ2, was described that to have an antiproliferative activity and to induce apoptosis in several types of tumor cells however, the effect of 15d- PGJ2 in thyroid cancer cells was unknown in this sense, we tested in vitro cultured thyroid tumor cells, here in TPC1 cells, and treated with different concentrations of 15d- PGJ2 (0 to 20 uM) the treated cells showed a decrease in proliferation and an increase in apoptosis and a decrease in IL-6 release and relative expression. These key results together demonstrate that 15d- PGJ2 can be used as a new therapy for thyroid cancer. Second: The EETs are converted to their diols by soluble epoxy hydrolase (sEH) to maintain the stability of EETs and their anti-inflammatory activity, an inhibitor (TPPU) against was used to sEH in a periodontitis model induced with Aggregatibacter actinomycetemcomitans. The oral treatment in mice with TPPU and sEH Knockout animals showed bone loss reduction accompanied by a decrease in the osteoclastogenic molecules, like RANK, RANKL and OPG, demonstrating that pharmacological inhibition of sEH may have therapeutic value in periodontitis and inflammatory diseases that involve bone resorption. / Tese (Doutorado)

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Juntas coladas têm se mostrado como a principal alternativa de união entre componentes fabricados em materiais distintos ou não, tendo como vantagem principal a ausência de aporte de calor e melhor distribuição de tensões. A literatura mostra que estudos anteriores foram realizados com o objetivo de caracterizar diversas propriedades associados às juntas, porém, pouco ainda se conhece sobre o comportamento dessas uniões relacionado à fluência. Os ensaios de fluência têm como principal desvantagem a baixa produtividade de resultados visto que, na maioria dos casos, os equipamentos aptos a realizarem este tipo de teste ensaiam apenas um corpo de prova por vez. Neste caso, o tratamento estatístico é baseado em uma pequena quantidade de resultados, reduzindo a confiabilidade na predição do comportamento em fluência. O Laboratório de Adesão e Aderência (LAA/UERJ/IPRJ) desenvolveu o equipamento pneumático de fluência (EPF) capaz de realizar dez ensaios simultâneos com parâmetros distintos. Este trabalho investiga o comportamento de juntas de cisalhamento simples (SLJ) compostas por substratos metálicos colados com adesivo epóxi e poliuretano. As juntas foram fabricadas em conformidade a norma ASTM D 1002, seguindo procedimento de preparo RT-003/08 TMC/CENPES/PETROBRAS. Os resultados mostram que, para projetos onde esteja prevista utilização das juntas durante longos períodos de tempo sob carregamento, conhecer apenas suas tensões médias de ruptura não é o suficiente para garantir a segurança do empreendimento. É proposto um modelo inicial do comportamento sob fluência de juntas coladas. / Bonded joints have been used as the main alternative to join components made of different materials, especially because high temperatures, like in welding process, are not required and because tensions are better distributed. Literature shows that although prior studies focused on the evolution of several mechanical properties related to joints, little is known about the creep behavior of bonded joints. Creep testings main disadvantage is the low productivity of results, since that, in most cases, testing machines capable of performing these tests only test one joint at a time. In this case, statistical treatment is made based on a small amount of results, reducing the reliability of the predictions. Thus, the Laboratory of Adhesion and Adherence (LAA/UERJ/IPRJ) developed a pneumatic creep equipment (PCE), capable of testing ten specimens simultaneously, under distinct scenario. This work looks into the behavior of single-lap joints (SLJ) made of metallic substrate and bonded with epoxy and polyurethane adhesives. The joints were produced according to ASTM D 1002 standard, following the RT-003/08 TMC/CENPES/PETROBRAS repair procedure. Results show that, for long term applications, knowing the average tensile strength of the joints isnt enough to guarantee project safety. An initial model for the creep behavior of bonded joints is proposed.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi proposto o monitoramento do processo de cura e fotocura de resinas epóxi através da Espectroscopia Fotoacústica. Nos experimentos, foram utilizados dois tipos de resinas epóxi: A resina Epoxtec 331, com o endurecedor DER 24, e a resina fotocurada EBECRYL 3720-TP25, com o fotoiniciador OMNIRAD 808. Foram utilizados dois modelos de células fotoacústicas: uma baseada na técnica de diferença de fase dos dois feixes (T2F); e outra convencional. São apresentadas as montagens experimentais desenvolvidas para os monitoramentos da cura e fotocura das resinas. O estudo foi realizado monitorando o sinal fotoacústico fazendo varredura em comprimentos de onda. Também foi monitorado o sinal fotoacústico em função do tempo durante as curas e fotocuras. Foi estudado o efeito de luz saturante, não modulada, nos processos de fotocura. Tanto a amplitude quanto a fase do sinal fotoacústico revelaram-se boas ferramentas para o monitoramento proposto. Apesar de muitos dos efeitos encontrados, nos estudos realizados, ainda não terem explicação, o presente trabalho mostrou a potencialidade da espectroscopia fotoacústica para esta área de pesquisa. / In this work it was proposed the monitoring of the cure and photocuring of epoxy resins by Photoacoustic Spectroscopy. In the experiments, two types of epoxy resins were used: the resin Epoxtec 331,with the hardener DER 24; and the resin EBECRYL 3720 - TP25, with the photoinitiator 808 OMNIRAD. Two models of Photoacoustic cell were used: one based on two-beam phase-lag technique (T2F); and a conventional one. The developed set-ups for monitoring of cure and photocuring of epoxy resins are presented. The study was carried out with monitoring the photoacoustic signal on the wavelengths scan. Also the photoacoustic signal as a function of time was observed during the cure and photocuring. The effect of unmodulated saturating light was studied in the processes of photocuring. Both the amplitude and the phase of the photoacoustic signal proved to be good tools for the proposed monitoring. Although many of the effects found in these studies have not yet been explained, the present study showed the potential of photoacoustic spectroscopy to this area of research.

As fontes radioativas seladas são usadas na verificação de detectores de câmara de ionização, os quais medem a atividade dos radioisótopos usados nas mais diversas áreas, como na Medicina Nuclear. A medida da atividade dos radioisótopos deve ser feita com exatidão, pois será administrada em um paciente. Para garantir o adequado funcionamento dos detectores de câmara de ionização, são estipulados ensaios normatizados pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) utilizando-se fontes radioativas seladas de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57. Os testes avaliam a exatidão, precisão, reprodutibilidade e linearidade da resposta do equipamento. O foco deste trabalho foi o estudo e o desenvolvimento dessas fontes radioativas padrão de Bário-133, Césio-137 e Cobalto-57, utilizando um polímero, no caso resina epóxi comerciais do tipo éter diglicidílico do bisfenol A e um agente de cura a base de poliamina modificada da dietilenotriamina ,para imobilizar o material radioativo. A matriz polimérica apresenta a função primordial de fixar e imobilizar o conteúdo radioativo não permitindo seu vazamento dentro dos limites técnicos exigidos pelas normas de proteção radiológica no quesito de características de uma fonte selada e, adicionalmente, ter a capacidade de reter a emanação de quaisquer gases que venham a se formar durante o processo de fabricação e do período de vida útil deste artefato. O processo de manufatura de uma fonte selada padrão consiste no envasamento, em um frasco de geometria padronizada, de uma quantidade, em volume fixo, de uma matriz polimérica no interior da qual é adicionada e dispersada homogeneamente uma quantidade precisa e exata em atividade de um material radioativo padrão. Nesse sentido, realizou-se um estudo para a escolha da resina epóxi, analisando suas características e propriedades. Foram realizados estudos e testes, verificando a máxima miscibilidade da resina com a água (solução ácida, simulando as condições da solução radiativa), perdas de propriedades mecânicas e térmicas, bem como o controle de dose radioativa para a completa cura (irradiadores de cobalto).Foram produzidas fontes de césio-137 e bário-133, realizou-se testes para determinação do grau de homogeneidade na dispersão do material radioativo na matriz e testes de imersão das fontes seladas produzidas para verificar a estanqueidade do sistema desenvolvido, obtendo um resultado satisfatório de acordo com as normas. Analisando todos os resultados obtidos, as fontes seladas podem ser confeccionadas em matriz epóxi DGEBA e endurecedor poliamínico DETA modificado, desde que a quantidade de material radioativo, na forma de solução ácida, adicionado à composição não ultrapasse um teor de 20%. A cura da resina epóxi pode ser melhorada em relação a ambiente, com uso da irradiação desde que seja exposta a uma dose ao redor de 33 kGy durante a cura. Nos testes de estanqueidade, verificou-se que as fontes são estanques, as medições da atividade da água utilizada nos testes mostraram um valor inferior a 185 Bq (de acordo com a International Standard Organization- Radiation protection sealed radioactive sources - ISO 9978), comprovando a eficiência da resina epóxi como material para selar o material radioativo. Tendo a finalidade de criar uma tecnologia nacional capaz de suprir a demanda deste produto no mercado interno e atingir excelência em qualidade através da acreditação e certificação do produto junto aos órgãos competentes. / The radioactive sealed sources are used in verification ionization chamber detectors, which measure the activity of radioisotopes used in several areas, such as in nuclear medicine. The measurement of the activity of radioisotopes must be made with accuracy, because it is administered to a patient. To ensure the proper functioning of the ionization chamber detectors, standardized tests are set by the International Atomic Energy Agency (IAEA) and the National Nuclear Energy Commission using sealed radioactive sources of Barium-133, Cesium-137 and Cobalt-57. The tests assess the accuracy, precision, reproducibility and linearity of response of the equipment. The focus of this work was the study and the development of these radioactive sources with standard Barium-133 and Cesium-137, using a polymer, in case commercial epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) and a curing agent based on modified polyamine diethylenetriamine (DETA), to immobilize the radioactive material. The polymeric matrix has the main function of fix and immobilize the radioactive contents not allowing them to leak within the technical limits required by the standards of radiological protection in the category of characteristics of a sealed source and additionally have the ability to retain the emanation of any gases that may be formed during the manufacture process and the useful life of this artifact. The manufacturing process of a sealed source standard consists of the potting ,into bottle standardized geometry, in fixed volume of a quantity of a polymeric matrix within which is added and dispersed homogeneously to need and exact amount in activity of the radioactive materials standards. Accordingly, a study was conducted for the choice of epoxy resin, analyzing its characteristics and properties. Studies and tests were performed, examining the maximum miscibility of the resin with the water (acidic solution, simulating the conditions of radioactive solution), loss of mechanical and thermal properties, as well as the radioactive dose control for complete curing (cobalt irradiators). For this work was produced a sources of barium-133 and cesium -137,tests were conducted to determination the degree of homogeneity in the dispersion of the radioactive material in the matrix and immersion tests of sealed sources produced to verify the leakage (ISO 9978) of the developed system, occurring obtaining a satisfactory result. With the purpose of creating a national technology able to meet the demand of this product in the domestic market and achieve excellence in quality through accreditation and certification of the product by the appropriate bodies.

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T01:43:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ParadaHernandez_NataliaLorena_M.pdf: 3447077 bytes, checksum: 71ef0ac11523fdfcfd56b1e719487b5f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O estudo das resinas epóxicas é de grande interesse científico e tecnológico devido à versatilidade apresentada por estes materiais. Esta versatilidade é o resultado das diferentes reações químicas envolvidas e das características físico-químicas dos diferentes endurecedores, catalisadores e reagentes que possibilitam diferentes processos e combinação de propriedades objetivando aplicações específicas. A resina epóxi obtida a partir de epicloridrina e bisfenol A, o diglicidil éter de bisfenol A, continua sendo um intermediário importante na tecnologia da resina epóxi. Os microreatores tem provado melhorar a distribuição da massa molar dos polímeros sintetizados dentro destes microaparelhos, isto como consequência das altas taxas de transferência de calor e massa e da mais rápida e melhor mistura apresentada nos microcanais graças à diminuição do tamanho. Levando isto em conta, foi estudada a síntese da resina epóxi em microreatores usando o laser na polimerização rápida da resina dentro destes pequenos reatores. Para o desenvolvimento do projeto foi estudada a síntese da resina em escala laboratorial e calculados os parâmetros cinéticos da reação de obtenção da resina epóxi líquida. O projeto de microreatores requer o conhecimento do comportamento da mistura dentro dos microcanais destes aparelhos, razão pela qual se fez uso da fluido dinâmica computacional, CFD, o qual permitiu a avaliação da mistura dos reagentes dentro das configurações testadas neste trabalho, uma configuração tipo T e tipo Y. / Abstract: Epoxy resin study is of a great scientific and technologic interest due to the versatility showed for these materials. This versatility is the result of different chemical reactions involved and the physical-chemical characteristics of the several hardeners, catalysts, and reagents that make possible uncountable process and properties combination objectify specific applications. Epoxy resin from epicholorohydrin and bisphenol-A continues being an important intermediary in the epoxy resin technology. Microreactors have shown to improve molecular weight distribution of the synthetized polymer within these microdevices; this can be explained by the high heat and mass transfer fluxes, and the faster and better mixture shown in the microchannel due to the size reduction. In this context, the epoxy resin synthesis was studied using a laser in the rapid polymerization of the resin within these small reactors. It was studied the resin synthesis in laboratorial scale and calculated the kinetic parameters of the liquid epoxy resin obtaining reaction. Since microreactor design requires knowing the mixture behavior in the microchannels, computational fluid dynamics (CFD) was used in order to evaluate the mixture grade of the reagents for the tested configuration in this work, the "T" and "Y" configuration types. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Joints represent a discontinuity in the homogeneity of the material that results in localized tensions which often starts failure becoming inevitable introduced in piping systems. The extensive use of composite materials in piping systems is still limited and this is due to the need to study new types of joints for composite pipes connections, and the study of fibers used and their arrangement, the resin to be used, and mechanical behavior of materials and joints to failure. The work aims to prepare, characterize and evaluate the performance of the hybrid composites based on epoxy resin / fiber using coir dust as filler for application in production of joints by filament winding. Specimens were produced from two polymer systems based on epoxy (DGEBA) with different cure cycles containing different percentages of filler. Then, unidirectional hybrid composites were produced: resin/filler/glass "E" fiber and resin/filler/carbon fiber. The characterization of materials and the effect of the addition of filler were carried out using tensile tests, thermal analysis (differential scanning calorimetry, thermogravimetry and dynamic mechanical analysis), Fourier transform infrared, optical microscopy and scanning electron microscopy. Finally, composite joints were produced using the technique of filament winding, and their performance in connection composite tubes tested under hydrostatic pressure. The presence of filler at epoxy resins modifies the viscoelastic and mechanical properties, and failure modes, but does not affect the degradation profile and the cycle of cure. The hybrid composite of carbon fiber and epoxy resin cured at room temperature showed improvement in tensile properties, about 37.5%, for the addition of 10% filler, which is not observed for the other composites. The joints produced with glass E fibers and epoxy resin had a performance 13% lower, on average, than the standard tube, and the typical failure mode was leakage varying the failure s location. / As junções representam uma descontinuidade na homogeneidade do material que resulta em tensões localizadas, onde frequentemente se inicia a falha, tornando-se inevitável sua introdução em sistemas de tubulação. O uso extensivo de materiais compósitos em sistemas de tubulação ainda é limitado. E isso se deve à necessidade do estudo de materiais considerando as fibras utilizadas e seus arranjos, da resina a ser empregada, do comportamento mecânico dos materiais empregados e das técnicas de processamento, além do desenvolvimento de juntas para conexões das tubulações de compósito e o comportamento da junção até a falha. Este trabalho visa preparar, caracterizar e avaliar o desempenho de compósitos híbridos à base de resina epóxi/fibra utilizando como carga pó de coco e avaliar a viabilidade de produção de juntas por enrolamento filamentar. Foram produzidos corpos de prova poliméricos a partir de dois sistemas à base de epóxi (DGEBA) com diferentes ciclos de cura contendo diferentes porcentagens de carga. Em seguida, foram produzidos compósitos híbridos unidirecionais resina/carga/fibra de vidro E e resina/carga/fibra de carbono. A caracterização dos materiais e o efeito da adição da carga foram realizados através de ensaios mecânicos de tração, análises térmicas (calorimetria diferencial de varredura, termogravimetria e análise dinâmico-mecânica), infravermelho com transformada de Fourrier, microscopia óptica e eletrônica de varredura. Por fim, foram realizados ensaios hidrostáticos de pressão interna das juntas em conexão de tubos compósitos. A presença da carga nos sistemas epóxi modifica as propriedades mecânicas e viscoelásticas e os modos de falha, porém não afeta o perfil de degradação nem o ciclo de cura das resinas. O compósito híbrido com fibra de carbono e resina de cura ambiente apresentou melhora nas propriedades de tração, em torno de 37,5%, devido à adição de 10% de carga, o que não foi verificado para os demais compósitos. As juntas produzidas com fibra de vidro do E e resina epóxi apresentaram desempenho 13% menor, em média, que o tubo padrão, e o modo de falha típico foi o vazamento, variando-se o local da falha.