Os elastômeros termoplásticos (TPE) são amplamente utilizados na sociedade atual. Alguns dos usos comuns são em utensílios domésticos e na medicina. Estas aplicações trazem à tona uma propriedade importante para estes materiais, a propriedade biocida. Esta característica pode prevenir a disseminação de doenças causadas por fungos e bactérias. Nesse sentido o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do uso de óxidos de zinco como aditivo antimicrobiano no comportamento físico-mecânico e ação biocida em compostos TPE à base do copolímero estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) com polipropileno (PP), óleo e calcita visando materiais livres de ataque microbiano. Foram preparados compostos de SEBS/PP/óleo/calcita aditivados com óxido de zinco (ZnO) comercial de dois fornecedores diferentes (ZnO-Pe e ZnO-WR) nas proporções 0%, 1%, 3% e 5% em massa. Os compostos foram preparados em uma extrusora dupla rosca co-rotante com perfil de temperatura de 100°C a 190°C seguidos de moldagem por injeção. As amostras foram submetidas a dois métodos de envelhecimento térmico em estufa, com circulação de ar à 105 °C e submersos em solução de limpeza à 70 °C, ambos por 168 h. Todas as amostras, com e sem envelhecimento, foram caracterizadas por meio das suas propriedades reológicas, físicas, mecânicas, térmicas, químicas, atividade bacteriana e crescimento fúngico. Os resultados mostraram que o teor, tamanho e forma de ZnO interferem nas propriedades reológicas, físicas e biocidas dos compostos TPE. A presença de óxido de zinco também afetou as propriedades mecânicas dos compostos, com pequeno aumento da resistência à tração na ruptura e redução no módulo elástico. A adição de óxido de zinco conferiu aos compostos a propriedade bactericida, porém tornaram-se mais propícios ao desenvolvimento do fungo Aspergillus niger. Em ensaio de envelhecimento térmico em estufa por 7 dias não foi evidenciado degradação dos compostos envelhecidos, no entanto a propriedade biocida foi afetada. Em geral, os compostos com o aditivo ZnO-WR apresentaram melhores resultados que o ZnO-Pe tanto nas propriedades físico-mecânicas avaliadas quanto nas propriedades de biocida. / Thermoplastic elastomers (TPE) are widely used in society actualy. Some of the common uses are in household articles, home appliances and in medicine. These applications bring to the forefront an important property for materials, the biocidal property. This feature can prevent the spread of diseases caused by fungi and bacteria. In this sense, the objective of this work is evaluate the use of zinc oxides as an antimicrobial additive on the physical-mechanical behavior and biocidal action in TPE compounds based on copolymer styrene-etylene/butylenes-styrene (SEBS) with polypropylene (PP), oil and calcite aiming free compounds of microbial attack. In this work, SEBS/PP/oil/calcite compounds were prepared with additive commercial zinc oxide (ZnO) from different sources in proportions 0%, 1%, 3% and 5% wt. Compounds were prepared in a co-rotating twin screw extruder with a temperature range of 100°C to 190°C followed by injection molding The samples were also submitted to thermal aging in oven, with air circulation at 105 °C and in cleaning solution at 70 °C, both for 168 h. All samples, with and without aging, were characterized by their rheological, physical, mechanical, thermal, chemical, bacterial activity and fungal growth. Results showed that the content, size and shape of ZnO act in the rheological, physical and biocidal properties of TPE compounds. The presence of zinc oxide affected the mechanical properties of the compounds, with small increase in tensile strength at rupture and reduction in elastic modulus. The addition of zinc oxide conferred to compounds bactericidal property, but they became more propitious to the development of the fungus Aspergillus niger. There were not evidential of degradation on aged compounds, although biocidal properties were affected. In general, the ZnO-WR additive showed better results than ZnO-Pe in both the physicochemical properties evaluated and the biocidal properties.

Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a influência do sistema de cura da borracha natural utilizada na fabricação de compostos elastoméricos nas propriedades mecânicas, dinâmicas e de fadiga aplicados em coxins de motor. A avaliação comparativa entre um composto de referência já utilizado comercialmente e os demais visou basicamente variar a densidade de reticulação e o tipo de ligações cruzadas através do teor de enxofre e acelerador. Foram investigados ao total nove compostos elastoméricos, sendo oito à base de enxofre e sulfenamida e um à base de peróxido. Para os compostos elastoméricos reticulados por enxofre variou-se a razão enxofre/acelerador a fim de se promover diferentes tipos de ligações cruzadas, bem como diferentes densidades de reticulação do elastômero. Os ensaios utilizados para avaliação dos compostos elastoméricos foram aqueles de maior interesse na caracterização do comportamento e característica de compostos de borracha aplicados em coxins de motor de automóveis. As propriedades mecânicas como dureza, tensão de ruptura, alongamento à ruptura, deformação permanente, etc. foram determinadas através de ensaios laboratoriais normatizados. As propriedades dinâmico-mecânicas (rigidez dinâmica, ângulo de perda, coeficiente de amortecimento, módulos e energias de armazenamento e de perda) e de fadiga foram caracterizadas através de ensaios de MTS e DMA. Os compostos de NR também foram avaliados quanto à cura (análise reológica), estabilidade térmica (ensaio de TGA), geração de calor, dureza e propriedades mecânicas antes e após envelhecimento térmico. Os resultados obtidos mostraram que a quantidade de enxofre e a variação da razão enxofre/acelerador, que determinam a densidade e o tipo de ligações cruzadas possuem forte influência nas propriedades mecânicas dos compostos elastoméricos. A resposta dinâmico-mecânica dos compostos de NR também foi muito sensível às alterações do sistema de cura dos compostos elastoméricos, bem como a resistência à fadiga destes materiais onde, por exemplo, o sistema de cura convencional apresentou melhor performance. A variação das quantidades relativas dos componentes da formulação mostrou ser parâmetro importante na performance do produto final. / The aim of this work was to evaluate the cure system influence on the mechanical and dynamic properties and the fatigue life of the natural rubber compounds applied on engine cushions. For that relative quantities of the sulphur and accelerator were varied and so the crosslinking type and density. A commercially NR compound already used for engine cushions was comparatively evaluated as a compound reference. The tests used for evaluation of the NR compounds were those of interest in the behavior characterization of rubber compounds applied on automobiles engine cushions. The mechanical properties as hardness, tensile strength, elongation at rupture, permanent deformation and so one were determined through standardized laboratorials assays. The dynamic-mechanical properties (dynamic stiffness, phase angle, damping coefficient, storage and loss modules and energies) and fatigue life had been characterized through MTS and DMA tests. The NR compounds had been also evaluated regarding their rheology (rheological analysis), thermal stability (TGA analisys), heat build up, and thermal aging effects on the hardness and mechanical properties. The gotten results had shown that the amount of sulphur and the variation of the sulphur/accelerator rate, that determine the density and crosslink type have had influence on the mechanical properties of elastomeric compounds. The dynamic-mechanic properties and the fatigue resistance of the NR composites were very dependent on the cure system of the elastomeric compounds, where the conventional cure system presented better performance. The variation of the relative components amounts showed to be an important parameter for the final product performance.

Materiais hiperelásticos há muito vem sendo utilizados para construir mecanismos complexos baseados nas suas excelentes características mecânicas e de vedação. O maior problema na sua utilização é determinar suas propriedades mecânicas. Uma conseqüência disso é que a maioria dos projetos envolvendo elastômeros usam métodos empíricos desenvolvidos com anos de testes laboratoriais. Este fato somado ao crescente nível de exigência por componentes modernos e eficientes requerem uma melhor compreensão das suas propriedades mecânicas. Com um conhecimento específico é possível desenvolver modelos numéricos que facilitem a faze de projetos, tornando-as mais fáceis e rápidas. Baseado nesta linha de raciocínio, a presente dissertação apresenta três diferentes estudos: O primeiro, objetivando simplificar o modelo numérico de materiais elastoméricos, desenvolveu um estudo experimental e numérico de um corpo de prova do composto NBR sob tração. Variando alguns parâmetros, tais quais, a deformação inicial e a frequencia de excitação, foram obtidos resultados que demonstraram a sua influência no sistema. Um segundo estudo objetivou discutir a importância dos ensaios experimentais na determinação das constantes constitutivas de materiais elastoméricos. Assim, fazendo mão de um software comercial, diversas curvas foram geradas e suas constantes constitutivas calculadas para o modelo de Yeoh. O terceiro estudo objetivou reproduzir numericamente um ensaio experimental dinâmico. Ao excitar um corpo de prova com uma função harmônica, uma curva de histerese foi gerada e em seguida um modelo numérico equivalente foi gerado a fim de reproduzir os resultados encontrados experimentalmente. / Hyperelastic materials have been used for long time to build certain kinds of components applied in simple or complex systems. Their sealing, damping, etc. characteristics allows their application on this purpose. The biggest problem in using this kind of material is to determine its mechanical properties. A consequence of this problem is that the majority of the projects involving elastomers use empirical methods, known with years of experience or with laboratorial tests. This fact added to the raising level of requirement of modern and efficient projects requires a better comprehension and characterization of their mechanical properties. Having this characterization is possible to develop numerical models that can make the faze of project faster and easier. With these concepts on mind, this study consists on three distinct developments: A first study, aiming simplify the element finite model of elastomeric components, it was carried out an experimental an numercial study of a piece of a NBR rubber under traction. Some parameters as inicial deformation and load frequencies were changed. With that, their results were compared with the objetive of determine the influence of this vaiables on the dampinf of the system. A second study aimed to discuss the importance of the laboratorial tests on the determination of the constitutive constants of elastomeric materials. This way, using a comercial software, several curves were generated and their constants were calculated to the Yeoh’s constitutive model. The third study aimed to reproduce on a numerical implementation, a laboratorial dynamic test. Loading harmonically a work piece on traction, a hysteresis curve were generated. Then a numerical model were created trying to reproduce this results.

Materiais poliméricos que possuam boas propriedades mecânicas aliadas à flexibilidade são requisitos para atender novas necessidades da indústria. Tais necessidades podem ser atingidas com a produção de elastômeros termoplásticos vulcanizados/reticulados dinamicamente (TPVs). Os TPVs são produzidos normalmente a partir de misturas imiscíveis entre polímeros. Neste trabalho, foi avaliada a produção de TPVs a partir da poliamida 6-12 (PA6-12) e o copolímero randômico de etileno e acetato de vinila (EVA) utilizando peróxido de dicumila (DCP) como agente reticulante (1, 4 e 8 phr na fase elastomérica) preparadas em misturador fechado. As misturas foram processadas utilizando a proporção mássica de PA6-12/EVA de 50/50 em reômetro de torque (120 rpm, 15 min e 200ºC). A adição de maiores quantidades de DCP nas amostras de PA6-12/EVA resultou no aumento de torque estabilizado, e taxa de aumento de torque em virtude da formação de ligações cruzadas, com teor de gel 2,6 a 17%. A mistura de PA 6-12/EVA 50/50 possui ~99% de fases interconectadas. Em menores proporções de EVA há formação de morfologia de fases dispersas com tamanhos de 0,64 a 1,57μm. Para o sistema reticulado dinamicamente, a morfologia mostrou ser dependente da adição de DCP, devido à redução da mobilidade da fase EVA. Este sistema possui uma morfologia com contornos bem definidos e uma espessura interfacial entre 7,3-7,7 nm. A ação das forças mecânicas durante o processamento resultou na fragmentação parcial da fase EVA. A imiscibilidade do sistema foi constatada através de análises de DMTA pela presença de duas transições vítreas, correspondentes aos polímeros puros e também por meio da variação de tensão interfacial do sistema, com valor de 4,62 mN/m. Quanto à cristalinidade, não há praticamente alteração neste índice, entretanto foi notado um aumento no período longo lamelar (Lp) que esta relacionado com o incremento de fração amorfa do sistema. Isso ocorrem em virtude das cadeias de EVA estarem localizadas junto com porção amorfa da PA 6-12 devido à presença de interações secundárias entre os grupos acetato e amida. A reticulação dinâmica do sistema PA6-12/EVA aumentou a dureza do sistema, no entanto não foi capaz de promover aumentos em propriedades mecânicas, assim como melhorias na recuperação elástica em virtude da formação de uma morfologia de fases com fragmentação parcial do EVA. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-11T12:37:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabricio Bondan.pdf: 8945414 bytes, checksum: fa1ca7a658e38621e0b6ca94c8f91b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T12:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabricio Bondan.pdf: 8945414 bytes, checksum: fa1ca7a658e38621e0b6ca94c8f91b73 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Polymeric materials having good mechanical properties combined with flexibility are requirements to meet changing needs of the industry. These requirements can be met with the production of dynamically vulcanized/crosslinked elastomers (TPVs). TPVs are generally produced from blends between immiscible polymers. In this study, was evaluated the production of TPVs from polyamide 6-12 (PA-612) and random copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA) using dicumyl peroxide (DCP) as crosslinking agent (1, 4 and 8 phr in relation to the elastomeric phase) prepared in a batch mixer. The polymer blends were processed using the PA6-12/EVA 50/50 wt. %/wt.% in a torque rheometer (120 rpm, 15 min and 200 °C). The addition of higher DCP contents in the blends results in increase of the stabilized torque values, torque rate due to the crosslink formation, which results in a gel contents from 2,6 to 17 wt.%. The blend PA 6-12/EVA 50/50 has ~99% of interconnected phase, for the blends with in smaller EVA contents are formed disperse phase morphology with sizes from 0.64 to 1.57 μm. For the polymers systems dynamically crosslinked, the morphology was dependent on DCP addition, due to reduced mobility of the EVA phase. This system has morphology with well-defined contours and an interfacial thickness of 7.3-7.6 nm. The mechanical forces action during melt processing resulted in partial fragmentation of the EVA phase. The PA6-12/EVA blends are immiscible, since the DMTA experiments two glass transitions were observed, characteristics of each pure polymer, and also by the interfacial tension value of the system (4.62 mN/m). The crystallinity index remains constant for blends, however, an increase was observed in the lamellar long period (Lp), this effect associated with the increase of the amorphous fraction of the system. This occurs because the EVA chains being located adjacent to the amorphous portion of PA 6-12 due to the presence of secondary interactions between amide and acetate groups. The dynamic crosslinking of the PA612/EVA system, results in increases of the stiffness, on the other hand not able to promote increases in mechanical properties as well as improvement in elastic recovery due to the formation of phase morphology with partial fragmentation of the EVA.

Neste trabalho, compósitos de elastômero termoplástico de poliuretano (TPU) foram preparados com diferentes teores de argila (0, 1, 3 e 10% m/m). A argila Cloisite 30B (C30B) foi incorporada na matriz de TPU via processamento por fusão (extrusora de dupla rosca; compósitos TPU-E) e polimerização em massa (compósitos TPU-S). O método de síntese foi a polimerização em duas etapas do poliol poliéster (Mw = 2000 g mol-1) e do di-isocianato de 4,4’ difenil metano (MDI) com 1,4-butanodiol como extensor de cadeia. A dispersão da argila e seu efeito sobre as propriedades mecânicas dos compósitos foram investigadas. A caracterização dos compósitos de TPU com argila foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura, da microanálise de energia dispersiva e da difração de raios-X. As propriedades mecânicas foram avaliadas através da resistência à tração e ao rasgamento. O TPU-E com 3% de argila apresentou os melhores resultados com aumento nos valores de tensão, alongamento e energia na ruptura (28%, 35% e 88%, respectivamente), quando comparado ao TPU-E (amostra sem argila). As análises de calorimetria diferencial de varredura e termogravimetria, para os compósitos TPU-S e TPU-E, indicaram que a argila não afetou adversamente as temperaturas de transição vítrea, fusão e degradação da matriz polimérica. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-07T13:20:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leandro Pizzatto.pdf: 1572867 bytes, checksum: 306111faad8ed59c87806a4380ddba8c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-07T13:20:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leandro Pizzatto.pdf: 1572867 bytes, checksum: 306111faad8ed59c87806a4380ddba8c (MD5) / In this study thermoplastic polyurethane (TPU) composites were obtained with different nanoclay contents (0, 1, 3 for all cases and 10 wt% in some cases). The nanoclay Cloisite 30B (C30B) was dispersed in the TPU matrix by melt processing (twin-screw extruder; TPU-E composites) and during bulk polymerization (TPU-S composites). The synthesis method involved the two-step bulk polymerization of polyesterpolyol (Mw = 2.000 g mol-1) and diphenylmethanediisocyanate (MDI) with 1,4-butanediol as the chain extender. The dispersion state of the nanoclay particles and its effect on the mechanical properties of the composites was investigated. The characterization of TPU/nanoclay composites was carried out by means of scanning electron microscopy, energy dispersion microanalysis and X-ray diffraction. The mechanical characterization was performed through determination of the tensile and tear strengths. The TPU-E 3 wt% composite showed the best improvement with increases in stress, strain, and energy at break (28%, 35%, and 88%, respectively), compared to the TPU-E (sample without nanoclay). The differential scanning calorimetry and thermogravimetry analyses for the TPU-S and TPU-E composites indicated that the nanoclay did not affect the glass transition, melt, and degradation temperatures of the polymeric matrix.

Os elastômeros termoplásticos (TPE) são amplamente utilizados na sociedade atual. Alguns dos usos comuns são em utensílios domésticos e na medicina. Estas aplicações trazem à tona uma propriedade importante para estes materiais, a propriedade biocida. Esta característica pode prevenir a disseminação de doenças causadas por fungos e bactérias. Nesse sentido o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do uso de óxidos de zinco como aditivo antimicrobiano no comportamento físico-mecânico e ação biocida em compostos TPE à base do copolímero estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) com polipropileno (PP), óleo e calcita visando materiais livres de ataque microbiano. Foram preparados compostos de SEBS/PP/óleo/calcita aditivados com óxido de zinco (ZnO) comercial de dois fornecedores diferentes (ZnO-Pe e ZnO-WR) nas proporções 0%, 1%, 3% e 5% em massa. Os compostos foram preparados em uma extrusora dupla rosca co-rotante com perfil de temperatura de 100°C a 190°C seguidos de moldagem por injeção. As amostras foram submetidas a dois métodos de envelhecimento térmico em estufa, com circulação de ar à 105 °C e submersos em solução de limpeza à 70 °C, ambos por 168 h. Todas as amostras, com e sem envelhecimento, foram caracterizadas por meio das suas propriedades reológicas, físicas, mecânicas, térmicas, químicas, atividade bacteriana e crescimento fúngico. Os resultados mostraram que o teor, tamanho e forma de ZnO interferem nas propriedades reológicas, físicas e biocidas dos compostos TPE. A presença de óxido de zinco também afetou as propriedades mecânicas dos compostos, com pequeno aumento da resistência à tração na ruptura e redução no módulo elástico. A adição de óxido de zinco conferiu aos compostos a propriedade bactericida, porém tornaram-se mais propícios ao desenvolvimento do fungo Aspergillus niger. Em ensaio de envelhecimento térmico em estufa por 7 dias não foi evidenciado degradação dos compostos envelhecidos, no entanto a propriedade biocida foi afetada. Em geral, os compostos com o aditivo ZnO-WR apresentaram melhores resultados que o ZnO-Pe tanto nas propriedades físico-mecânicas avaliadas quanto nas propriedades de biocida. / Thermoplastic elastomers (TPE) are widely used in society actualy. Some of the common uses are in household articles, home appliances and in medicine. These applications bring to the forefront an important property for materials, the biocidal property. This feature can prevent the spread of diseases caused by fungi and bacteria. In this sense, the objective of this work is evaluate the use of zinc oxides as an antimicrobial additive on the physical-mechanical behavior and biocidal action in TPE compounds based on copolymer styrene-etylene/butylenes-styrene (SEBS) with polypropylene (PP), oil and calcite aiming free compounds of microbial attack. In this work, SEBS/PP/oil/calcite compounds were prepared with additive commercial zinc oxide (ZnO) from different sources in proportions 0%, 1%, 3% and 5% wt. Compounds were prepared in a co-rotating twin screw extruder with a temperature range of 100°C to 190°C followed by injection molding The samples were also submitted to thermal aging in oven, with air circulation at 105 °C and in cleaning solution at 70 °C, both for 168 h. All samples, with and without aging, were characterized by their rheological, physical, mechanical, thermal, chemical, bacterial activity and fungal growth. Results showed that the content, size and shape of ZnO act in the rheological, physical and biocidal properties of TPE compounds. The presence of zinc oxide affected the mechanical properties of the compounds, with small increase in tensile strength at rupture and reduction in elastic modulus. The addition of zinc oxide conferred to compounds bactericidal property, but they became more propitious to the development of the fungus Aspergillus niger. There were not evidential of degradation on aged compounds, although biocidal properties were affected. In general, the ZnO-WR additive showed better results than ZnO-Pe in both the physicochemical properties evaluated and the biocidal properties.

Zeólita sodalita híbrida foi produzida por moagem, homogeneização e aquecimento dos reagentes, incluindo diferentes organosilanos, sem a adição de solvente (água). A Zeólita sodalita híbrida foi preparada na presença de octiltrietoxisilano, 3-cloropropiltrimetoxisilano, trietoximetilsilano, hexametildissiloxano, clorotrimetilsilano e octadeciltrimetoxisilano. As zeólitas híbridas resultantes foram caracterizadas por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier, Microscopia Eletrônica de Varredura, Difratometria de Raios X, Ângulo de Contato, Adsorção de Nitrogênio, Espectroscopia de Raios X a Baixo Ângulo, Estabilidade Térmica Dimensional e Análise Termogravimétrica. A presença de 6 % p/p de organosilano adicionado na reação não causou perturbação em termos de crescimento cristalino. Todos materiais apresentam partícula densa, esférica e uniforme, com uma leve rugosidade na superfície de acordo com as medidas de SAXS. Somente organosilano com longa cadeia alquil (C8 e C18M) gera algum caráter de hidrofobicidade. O método isento de solvente provou ser eficaz na obtenção de zeólitas com boa cristalinidade e rendimento com características hidrofóbicas. Este método de síntese mostrou ser eficiente, rápido, econômico e ambientalmente correto. A zeólita híbrida resultante foi avaliada como carga na formulação de um composto de borracha fluorada. Os compostos foram caracterizados por Ensaio de Tração, Resistência ao Rasgo, Dureza, Propriedades Reométricas, Medida de Variação de Volume em Óleo, Estabilidade Térmica Dimensional e Espectroscopia de emissão de raios X por dispersão de energia. As cargas proporcionaram boas propriedades reométricas e propriedades físicoquímicas: foi observado aumento da tensão na ruptura com efeito pronunciado com apenas 1 phr e alongamento crescente com o aumento do teor de carga adicionada. No teste de variação de volume, a adição da carga híbrida reduziu 15 % (5 phr) e 30 % (15 phr), respectivamente o inchamento. Por fim, a sodalita híbrida mostrou ter forte influência na estabilidade dimensional em baixa temperatura, mostrando a existência de uma boa compatibilidade entre a carga e matriz polimérica fluorada. / Hybrid sodalite zeolites were produced by grinding, homogenizing and heating the reactants, including different organosilanes, without the addition of solvent (water). Hybrid sodalite zeolites were produced in the presence of triethoxy(octyl)silane (C8), 3- chloropropyltrimethoxysilane, triethoxymethylsilane, hexamethyldisiloxane, octadecyltrimethoxysilane (C18M) and chlorotrimethylsilane. The resulting hybrid zeolites were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy, X-ray Diffraction, Water Contact Angle, Small-angle X-ray Scattering and Thermogravimetric Analysis. The presence of 6 wt.-% of organosilane introduced in the reaction medium caused no disturbance in terms of crystal growth. All materials presented dense, spherical and uniform particles, bearing a slight roughness on the surface according to SAXS measurements. Only organosilanes with longer alkyl chains (C8 and C18M) presented some hydrophobic character. The solvent-free method proved to be effective in getting samples with good crystallinity and yield with hydrophobic characteristics. This synthesis method was shown to be efficient, fast, economical and environmentally friendly. The resulting hybrid zeolite was evaluated as filler in the formulation of a fluorinated rubber compound. The compounds were characterized by Tensile Strength, Tear Strength, Hardness, Rheometric Properties, Fluid Resistance, Thermal Stability Dimensions and Energy Dispersive X-ray Spectrometry. The filler provided good rheometric and physico-chemical properties: It was observed an increase of the tension at the rupture with pronounced effect with only 1 phr and increasing elongation with increasing added filler content. In the volume variation test, the addition of hybrid filler reduced the swelling 15% (5 phr) and 30% (15 phr). Finally, the hybrid sodalite had strong influence on dimensional stability at low temperature, showing the existence of a good compatibility between the filler and the fluorinated polymer matrix.

As propriedades mecânicas dos elastômeros termoplásticos vulcanizados, TPVs, dependem fortemente de sua morfologia, que por sua vez dependem dos polímeros primários, da composição, do sistema e processo de reticulação utilizados. A morfologia é definida durante a vulcanização dinâmica. Este trabalho estuda a influência do sistema de reticulação sobre as propriedades de TPVs a base de PA(6/66)/NBR (co-poliamida PA6/66 e borracha nitrílica) em diferentes composições (40/60, 35/65, 30/70 em massa). Peróxido de dicumila, bismaleimida, resina fenólica, um sistema acelerador/enxofre e peróxido de dicumila com dois coagentes (bismaleimida e enxofre) foram utilizados como agentes reticulantes. Os TPVs foram caracterizados quanto a sua resistência mecânica, resistência a solvente, deformação permanente à compressão, morfologia e propriedades térmicas. Todos os TPVs apresentaram propriedades superiores à blenda PA(6/66)/NBR correspondente. O sistema de cura constituído de peróxido de dicumila e bismaleimida/enxofre (DCP/BMI/enxofre) como coagentes resultou na morfologia melhor definida, e consequentemente, o TPV destacou-se por apresentar as melhores propriedades. A utilização de cargas inorgânicas, negro de fumo, N 330, ou argilas tipo montmorilonita, não trouxe benefícios aos TPVs baseados no sistema DCP/BMI/enxofre. Estes TPVs apresentaram, para as propriedades mecânicas, valores inferiores aos dos TPVs sem carga. A deformação permanente a compressão se manteve e a morfologia se apresentou cocontínua. / The mechanical properties of thermoplastic vulcanizates, TPVs, depend strongly on their morphologies, which themselves depend on the properties of the primary polymers, the composition of the TPV and the crosslink system and crosslink process. The morphology is defined during the dynamic vulcanization. This work deals with the study of the influence of crosslink systems on TPVs based on PA(6/66)/NBR (co-polyamide PA6/66 and nitrile rubber) in different compositions (40/60, 35/65, 30/70 in mass). Dicumyl peroxide, bismaleimide, phenolic resin, a sulfur-accelerated system and dicumyl peroxide with two co-agents were used as crosslinkers. TPVs were characterized by taking into account their mechanical strength, solvent resistance, compression set, morphology and thermal properties. All the TPVs exhibit better properties than the blend. The curing system constituted by dicumyl peroxide and bismaleimide/sulfur (DCP/BMI/sulfur) as co-agents resulted in a more defined morphology, and therefore the TPV exhibited the best properties. The addition of inorganic fillers as carbon black, N 330, or clay (montmorillonite), has not brought benefits to the system based on TPVs DCP/ BMI/ sulfur. The TPVs with fillers showed lower mechanical properties than the TPVs without fillers. The compression set was also the same, while a co-continous morphology could be observed in MEV analyses.

Materiais hiperelásticos há muito vem sendo utilizados para construir mecanismos complexos baseados nas suas excelentes características mecânicas e de vedação. O maior problema na sua utilização é determinar suas propriedades mecânicas. Uma conseqüência disso é que a maioria dos projetos envolvendo elastômeros usam métodos empíricos desenvolvidos com anos de testes laboratoriais. Este fato somado ao crescente nível de exigência por componentes modernos e eficientes requerem uma melhor compreensão das suas propriedades mecânicas. Com um conhecimento específico é possível desenvolver modelos numéricos que facilitem a faze de projetos, tornando-as mais fáceis e rápidas. Baseado nesta linha de raciocínio, a presente dissertação apresenta três diferentes estudos: O primeiro, objetivando simplificar o modelo numérico de materiais elastoméricos, desenvolveu um estudo experimental e numérico de um corpo de prova do composto NBR sob tração. Variando alguns parâmetros, tais quais, a deformação inicial e a frequencia de excitação, foram obtidos resultados que demonstraram a sua influência no sistema. Um segundo estudo objetivou discutir a importância dos ensaios experimentais na determinação das constantes constitutivas de materiais elastoméricos. Assim, fazendo mão de um software comercial, diversas curvas foram geradas e suas constantes constitutivas calculadas para o modelo de Yeoh. O terceiro estudo objetivou reproduzir numericamente um ensaio experimental dinâmico. Ao excitar um corpo de prova com uma função harmônica, uma curva de histerese foi gerada e em seguida um modelo numérico equivalente foi gerado a fim de reproduzir os resultados encontrados experimentalmente. / Hyperelastic materials have been used for long time to build certain kinds of components applied in simple or complex systems. Their sealing, damping, etc. characteristics allows their application on this purpose. The biggest problem in using this kind of material is to determine its mechanical properties. A consequence of this problem is that the majority of the projects involving elastomers use empirical methods, known with years of experience or with laboratorial tests. This fact added to the raising level of requirement of modern and efficient projects requires a better comprehension and characterization of their mechanical properties. Having this characterization is possible to develop numerical models that can make the faze of project faster and easier. With these concepts on mind, this study consists on three distinct developments: A first study, aiming simplify the element finite model of elastomeric components, it was carried out an experimental an numercial study of a piece of a NBR rubber under traction. Some parameters as inicial deformation and load frequencies were changed. With that, their results were compared with the objetive of determine the influence of this vaiables on the dampinf of the system. A second study aimed to discuss the importance of the laboratorial tests on the determination of the constitutive constants of elastomeric materials. This way, using a comercial software, several curves were generated and their constants were calculated to the Yeoh’s constitutive model. The third study aimed to reproduce on a numerical implementation, a laboratorial dynamic test. Loading harmonically a work piece on traction, a hysteresis curve were generated. Then a numerical model were created trying to reproduce this results.

As propriedades mecânicas dos elastômeros termoplásticos vulcanizados, TPVs, dependem fortemente de sua morfologia, que por sua vez dependem dos polímeros primários, da composição, do sistema e processo de reticulação utilizados. A morfologia é definida durante a vulcanização dinâmica. Este trabalho estuda a influência do sistema de reticulação sobre as propriedades de TPVs a base de PA(6/66)/NBR (co-poliamida PA6/66 e borracha nitrílica) em diferentes composições (40/60, 35/65, 30/70 em massa). Peróxido de dicumila, bismaleimida, resina fenólica, um sistema acelerador/enxofre e peróxido de dicumila com dois coagentes (bismaleimida e enxofre) foram utilizados como agentes reticulantes. Os TPVs foram caracterizados quanto a sua resistência mecânica, resistência a solvente, deformação permanente à compressão, morfologia e propriedades térmicas. Todos os TPVs apresentaram propriedades superiores à blenda PA(6/66)/NBR correspondente. O sistema de cura constituído de peróxido de dicumila e bismaleimida/enxofre (DCP/BMI/enxofre) como coagentes resultou na morfologia melhor definida, e consequentemente, o TPV destacou-se por apresentar as melhores propriedades. A utilização de cargas inorgânicas, negro de fumo, N 330, ou argilas tipo montmorilonita, não trouxe benefícios aos TPVs baseados no sistema DCP/BMI/enxofre. Estes TPVs apresentaram, para as propriedades mecânicas, valores inferiores aos dos TPVs sem carga. A deformação permanente a compressão se manteve e a morfologia se apresentou cocontínua. / The mechanical properties of thermoplastic vulcanizates, TPVs, depend strongly on their morphologies, which themselves depend on the properties of the primary polymers, the composition of the TPV and the crosslink system and crosslink process. The morphology is defined during the dynamic vulcanization. This work deals with the study of the influence of crosslink systems on TPVs based on PA(6/66)/NBR (co-polyamide PA6/66 and nitrile rubber) in different compositions (40/60, 35/65, 30/70 in mass). Dicumyl peroxide, bismaleimide, phenolic resin, a sulfur-accelerated system and dicumyl peroxide with two co-agents were used as crosslinkers. TPVs were characterized by taking into account their mechanical strength, solvent resistance, compression set, morphology and thermal properties. All the TPVs exhibit better properties than the blend. The curing system constituted by dicumyl peroxide and bismaleimide/sulfur (DCP/BMI/sulfur) as co-agents resulted in a more defined morphology, and therefore the TPV exhibited the best properties. The addition of inorganic fillers as carbon black, N 330, or clay (montmorillonite), has not brought benefits to the system based on TPVs DCP/ BMI/ sulfur. The TPVs with fillers showed lower mechanical properties than the TPVs without fillers. The compression set was also the same, while a co-continous morphology could be observed in MEV analyses.