Nessa dissertação foi estudada a síntese de elastômeros microcelulares de poliuretano (EMPU). Foram preparados três EMPU baseados em diisocianato de 4,4 difenilmetano (MDI), com diferentes concentrações de fase rígida (Formulações 1, 2 e 3, com 32, 35 e 42% de fase rígida, respectivamente). As amostras foram preparadas através do método de duas etapas, pelo sistema de pré-polímero. As amostras dos EMPU foram caracterizadas através de ensaios físicos, mecânicos, morfológicos, térmicos e químicos. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que o aumento no percentual de fase rígida levou a um aumento na resistência à tração e na resistência ao rasgamento. O alongamento na ruptura não apresentou variação significativa com a modificação do percentual de fase rígida. As análises morfológicas indicaram que o aumento no percentual de fase rígida promoveu a formação de microcélulas menores, distribuídas de forma mais homogênea no elastômero. As análises de termogravimetria indicaram a presença de dois estágios de degradação, referentes às fases rígida e flexível, respectivamente. Os ensaios de calorimetria exploratória diferencial indicaram que os EMPU apresentam uma separação de fases à temperatura ambiente. O aumento na quantidade de fase rígida presente nos EMPU implicou em maiores valores de densidade de ligações cruzadas. O ensaio de resistência química demonstrou que os EMPU formulados apresentaram baixos índices de inchamento para solventes industriais comumente utilizados. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-13T17:30:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcos F M Pacheco.pdf: 1713515 bytes, checksum: 5a2d6fb47ee26d6b8f32b744d387c8ce (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcos F M Pacheco.pdf: 1713515 bytes, checksum: 5a2d6fb47ee26d6b8f32b744d387c8ce (MD5) / In this work, three different microcellular polyurethanes elastomers (EMPU) based on 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI) with different rigid phase contents were prepared (Formulations 1, 2 and 3 with 32, 35 and 42% of rigid phase content, respectively). The EMPU were obtained by two steps method. The samples were evaluated with respect to physical, mechanical, morphological, thermal and chemical properties. The results showed that the formulation with higher rigid phase content has higher tensile and tear strength. The deformation at rupture not show significant variation with the change in the rigid phase content. Micrographs of SEM indicated that the higher rigid phase content promoted the best cells homogeneity in the samples. The termogravimetric analysis show the presence of the two degradation steps associated to the rigid and flexible phase, respectively. Diferential scanning calorimetry indicated that the EMPU has a phase separation at room temperature. The increase in the rigid phase content implicated in the increase of the cross-linked density of the material. Finally, the EMPU have good chemical resistence in comumm solvents.

Um dos grandes desafios na indústria da borracha atualmente é suprir o mercado de pneumáticos, que é muito exigente em relação à durabilidade, segurança e economia. Significativo avanço nas melhorias simultâneas da aderência em pista molhada e resistência ao rolamento foi alcançado empregando sílica modificada por organosilanos em substituição ao negro de fumo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um composto elastomérico para uma banda de rodagem de pneu de carga combinando redução da resistência ao rolamento e melhora da aderência no molhado. Oito compostos foram preparados: duas formulações com base de negro de fumo (variando as condições de processamento), cinco formulações com a substituição parcial do negro de fumo por sílica e silano como agente de acoplamento (variando as condições de processamento e o teor de silano) e uma formulação com a substituição total do negro de fumo pela sílica. Foram avaliadas as propriedades reométricas, físicas, químicas, mecânicas e dinâmico-mecânicas dos compostos. Os resultados foram comparados a uma formulação padrão típica de banda de rodagem de pneus de carga. Através da análise dinâmico mecânica, o resultado mais relevante foi obtido com a proporção de 15 phr de sílica e 3 phr de silano para um processamento em três etapas, que conseguiu reduzir em 10% a resistência ao rolamento e aumentou em 18,5% a aderência no molhado. O uso parcial da sílica reduziu o desgaste por abrasão, promovendo maior durabilidade do composto. A formulação contendo apenas negro de fumo e preparada em três etapas de processamento também apresentou bons resultados, demonstrando que o processamento pode levar a uma melhor dispersão da carga. Para os compostos com 1,5 phr de silano não foram obtidos resultados satisfatórios, mostrando que para estes sistemas a carga não interage suficientemente com o polímero, devido provavelmente ao baixo teor de agente de acoplamento. Os resultados levam a concluir que o uso da sílica, o processamento em mais de uma etapa, bem como a quantidade de silano, promoveram um aumento na interação polímero-carga, melhorando assim as propriedades desejadas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-08-18T13:54:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Viviane DallAgnol Veiga.pdf: 2147027 bytes, checksum: a7f2db3fc8bde4fab8821b414e8bbc9a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-18T13:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Viviane DallAgnol Veiga.pdf: 2147027 bytes, checksum: a7f2db3fc8bde4fab8821b414e8bbc9a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the major challenges in the rubber industry today is related to the relationship between durability, safety and economy for tire applications. Important progress on rolling resistence reduction with good wet grip was achieved replacing carbon black by silica-silane coupling agent system. The aim of this work was to develop an elastomeric compound for a truck tire tread combining the reduction of the rolling resistance and the improvement in the wet grip. Eight compounds were prepared: two formulations based on carbon black (varying the processing conditions), five formulations with the partial replacement of the carbon black by a silica-silane coupling agent system (varying the processing conditions and the silane content), and one formulation with the total replacement of the carbon black by silica. Rheometric, physical, chemical, mechanical, and dynamic-mechanical properties were evaluated. The results were compared to a standard formulation based on a typical formulation of truck tire treads. From dynamic mechanical analysis, the results showed that for the compound with 15 phr of silica, 3 phr of silane, and three processing steps, the rolling resistance decreased by 10% compared to the standard compound, and the wet grip increased by 18.5%. The partial use of silica reduced the abrasion loss, confirming the durability of the compound. The formulation with only carbon black and prepared in three processing steps also had good results, showing that more processing steps lead to a better dispersion of carbon black. The compounds with 1.5 phr of silane showed unsatisfactory results; the filler does not interact sufficiently with the polymer, probably because the low content of coupling agent. The results showed that the use of silica and the processing conditions, as well as the quantity of silane, were important to improve filler-polymer interaction and to promote a general improvement in the properties.

Óxidos de zinco (ZnO), com partículas de tamanho nano (nano ZnO) são um tipo de carga inorgânica multifuncional, que apresenta um vasto uso e importância em formulações elastoméricas. Notavelmente, as mais relevantes pesquisas com nano ZnO estão direcionadas em usá-lo como um substituto do ZnO convencional e, que tem a função principal de ativador de vulcanização para sistemas com enxofre ou doadores de enxofre para composições de borracha. Neste trabalho, o efeito de três tipos de ZnO foi investigado em compostos com terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM). ZnO convencional (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) e nano ZnO disperso em carbonato de cálcio (ZnO 30) e suas características analisadas. A caracterização destes óxidos de zinco foram através de análises de absorção atômica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial específica e distribuição de tamanho de partículas e poros. As composições elastoméricas foram processadas em um misturador de rolos industrial e os diferentes tipos de ZnO foram adicionados em um misturador de rolos de laboratório. Uma composição para perfis automotivos foi preparada variando a quantidade de sZnO (1, 2, 3, 4 e 5 partes por cem de borracha (phr)). Para ZnO 30 e ZnO 40, dez composições foram desenvolvidas (1, 2, 3, 4, e 5 phr), além de um composto sem a adição de ZnO (amostra Branco). As propriedades de cura foram determinadas a partir de um reômetro de disco oscilatório. As composições não vulcanizadas também foram caracterizadas por um viscosímetro Mooney e um analisador de processamento de borracha (RPA). Após a vulcanização, as amostras tiveram suas propriedades físico-mecânicas analisadas, bem como por microscopia eletrônica de varredura. O envelhecimento acelerado em estufa, os parâmetros e mecanismos cinéticos de degradação foram estudados para os compostos com mesmo teor em massa de Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr e ZnO 40 2 phr), além da amostra Branco. Os resultados destas investigações demonstraram que ZnO 30 e ZnO 40 apresentam menor tamanho de partícula e maior área superficial, tornando-os mais reativos e classificando-os como nano ZnO. O efeito dos três diferentes ZnO nas propriedades físico-mecânicas das composições foram satisfatórios, demonstrando que resultados similares são obtidos utilizando menores teores de ZnO na formulação, principalmente com o uso de nano ZnO. A partir dos cálculos de energia de ativação, constatou-se que com o uso de ZnO 30 e ZnO 40 os valores desta propriedade foram superiores ao sZnO, confirmando a maior estabilidade térmica. O mecanismo de reação de degradação determinado pelo método de Coats Redfern (CR) e confirmado pelo método de Criado foi do tipo F1, que significa uma reação com cisão randômica da cadeia polimérica, em termos de cinética de primeira ordem. Assim, o uso de nano ZnO torna-se interessante, economicamente viável e importante para o meio ambiente, pois conseguiu-se uma redução de Zn nas composições sem prejuízo ao desempenho mecânico dos artefatos. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-06-27T17:10:18Z No. of bitstreams: 1 Tese Angela Artini Gujel.pdf: 3724744 bytes, checksum: c9c68bb324dc8df4903df6946948e648 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T17:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Angela Artini Gujel.pdf: 3724744 bytes, checksum: c9c68bb324dc8df4903df6946948e648 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / Zinc oxide nanoparticle (nano ZnO) is a kind of inorganic multifunctional filler, which has extensive uses in rubber additives. Notably, most of relevant researches about nano ZnO focused on using them as a substitute of conventional ZnO and an essential cure activator for rubber crosslinking by sulfur or sulfur donors in rubber composites. In this work, the effect of three kinds of ZnO on the properties of ethylene, propylene and diene (EPDM) elastomeric compounds was investigated. Standard ZnO (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) and nano ZnO dispersed in CaCO3 (ZnO 30) were used and their characteristics were analyzed. The characterizations of these ZnO were carried out by atomic absorption spectrometry, X-ray diffraction, surface area, scanning electron microscopy, pore and particle size distribution. The elastomeric composites were processed in an industrial two-roll mill and the different ZnO were added in a laboratory two-roll mill. A usual composition to bus body rubber profile were prepared with varying the proportion of ZnO (1, 2, 3, 4 and 5 parts per hundred of rubber (phr)). To ZnO 40 and ZnO 30 ten composites were developed (1, 2, 3, 4 and 5 phr), including a compound without ZnO (White sample). The cure properties were determined in an oscillating disk rheometer. The unvulcanized compositions are also characterized by a Mooney viscometer and a rubber process analyzer (RPA). After vulcanization, the compositions had their physical- mechanical properties analyzed, as well as scanning electron microscopy. The thermal oxidative aging, the parameters and degradation kinetic mechanisms were studied for the compounds with the same mass content of Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr and ZnO 40 2 phr), as well as the white sample. The results of these investigations showed that ZnO 30 and ZnO 40 have a smaller particle size and higher surface area, making them more reactive and classifying them as nano ZnO. The results of the investigation of the effect of different types of zinc oxide in the EPDM composites were satisfactory, since the same results were obtained with lower amounts of ZnO, particularly with the use of nano ZnO. The non-isothermal degradation process of EPDM rubber compounds were investigated with thermogravimetric analysis (TGA) and derivative thermogravimetry (DTG), using the different calculation procedures. It was found that the values of activation energy of the composition with ZnO 30 and ZnO 40 showed higher results to sZnO, confirming the higher thermal stability. The degradation reaction mechanism determined by the method Coats Redfern (CR) and confirmed by Criado method was the F1 type, can be described by the random scission mechanism, in terms of the first order kinetics. Thus, the use of nano ZnO in elastomeric compositions became interesting, economically viable, important for the environment and it could be a reduction of Zn in the compositions without prejudice to the mechanical performance of the artifacts.

Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-12-14T11:27:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daiane Torani.pdf: 659387 bytes, checksum: 1da8ec4adced63030a1d1600bee76d99 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T11:27:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Daiane Torani.pdf: 659387 bytes, checksum: 1da8ec4adced63030a1d1600bee76d99 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES.

Orientador: Marcelo Coelho Goiato / Banca: Daniela Micheline dos Santos / Banca: Adriana Cristina Zavanelli / Banca: Cláudia Helena Lovato da Silva / Banca: Marcelo Ferraz Mesquita / Resumo: Próteses maxilofaciais retidas por implantes necessitam de uma infraestrutura acrílica, na qual ficam contidos os sistemas de retenção; contudo, a união resina acrílica-silicone facial não é estável. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a influência da pigmentação com nanopartículas, técnica de união e envelhecimento acelerado sobre a resistência de união entre resina acrílica e silicone facial. Para tal, foram confeccionadas 960 amostras que consistiam em uma barra de resina acrílica de ativação química aderida ao silicone facial Silastic MDX 4-4210 incolor ou pigmentado com nanopartículas (tinta a óleo e/ou opacificador a base de sulfato de bário). A adesão entre os dois materiais foi feita pela simples deposição do silicone sobre a resina acrílica (N); por retenções mecânicas, representadas por ranhuras (R); aplicação do primer de uso médico (DC 1205 Prime - DC); primer para material reembasador (Sofreliner Primer MS- SF) ou adesivo de uso médico (Silatic Medical Adhesive Type A - A) isolados ou associados. Desta maneira, as amostras foram divididas em 4 grupos (n=240), de acordo com a nanopartícula adicionada ou não, sendo Grupo 1: Incolor; Grupo 2: Tinta a óleo; Grupo 3: Opacificador; e Grupo 4: Tinta a óleo e opacificador. Estes grupos foram divididos em 12 subgrupos (n=20), de acordo com o meio utilizado para unir a resina acrílica ao silicone, sendo: Subgrupo I: N; Subgrupo II: A; Subgrupo III: DC; Subgrupo IV: DC+A; Subgrupo V: SF; Subgrupo VI: SF+A; Subgrupo VII: R; Subgrupo VIII: R+A; Subgrupo IX: R+DC; Subgrupo X: R+DC+A; Subgrupo XI: R+SF; Subgrupo XII: R+SF+A. Metade das amostras de... / Abstract: Maxillofacial prosthesis retained by implants use an acrylic framework to fit the attachment systems. However, the bond between acrylic resin and facial silicone is instable. Therefore, this study investigated the influence of nanoparticles pigments, adhesive system and accelerated aging on the bond strength between the acrylic resin and facial silicone. A total of 960 specimens made of selfpolymerized acrylic resin bar adhered to Silastic MDX 4-4210 facial silicone either colorless or pigmented with nanoparticles (oil tint and/or barium sulfate opacifier) were fabricated. The union between the two materials was performed in different ways: no treatment on the acrylic bar (N), mechanical retentions represented by scratches (R), application of prime for medical use (DC 1205 Prime - DC), primer for soft liner material (Sofreliner Primer MS - SF), and adhesive for medical use (Silastic Medical Adhesive Type A - A) alone or in combinations. The specimens were divided into 4 groups (n=240) according to the nanoparticle presence: Group 1: colorless; Group 2: oil tint; Group 3: opacifier; and Group 4: oil tint and opacifier. These groups were divided into 12 subgroups (n=20) according to the surface treatment used to bond the facial silicone to the acrylic resin: Subgroup I: N; Subgroup II: A; Subgroup III: DC; Subgroup IV: DC+A; Subgroup V: SF; Subgroup VI: SF+A; Subgroup VII: R; Subgroup VIII: R+A; Subgroup IX: R+DC; Subgroup X: R+DC+A; Subgroup XI: R+SF; Subgroup XII: R+SF+A. Half of the specimens of each subgroup (n=10) were subjected to bond strength test at the baseline period in a universal testing machine at a crosshead speed of 10 mm/min until failure. The other specimens were exposed to the accelerated... / Doutor

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-10-08T16:01:57Z No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-14T19:50:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-14T19:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Em todo o mundo mais de um bilhão de pessoas convivem com alguma deficiência, muitos necessitam do uso de prótese para suprir a ausência de um membro funcional. Na busca pela utilização de novas tecnologias a prototipagem rápida se apresenta como uma solução viável, pois o fator econômico é fundamental. A partir de um modelo de prótese de mão, disponibilizado na internet, é proposta a construção de um novo modelo, utilizando uma metodologia de impressão em 3D com a utilização de dois plásticos. A avaliação dos materiais se faz necessária para segurança do produto e para isto foram feitos dois ensaios mecânicos, sendo o primeiro um ensaio de fadiga em corpos de prova normatizados, realizado para avaliar as propriedades apenas do produto elástico de dois fornecedores, um nacional e outro importado, pois o plástico rígido não será exposto a carregamento significativo no produto em questão. Como resultado, verificou-se que tanto o nacional quanto o importado atendem as necessidades de carga a que serão submetidos, sendo que de forma descritiva, os corpos nacionais apresentaram uma carga média maior quando comparados ao importado, para o mesmo estiramento. Da mesma forma, os corpos nacionais apresentaram uma queda de carga media menor quando comparados ao importado, para o mesmo estiramento. Um segundo ensaio é proposto para teste em um modelo de dedo impresso, ajustado ao formato de um corpo de prova padronizado, sendo para isso construída uma máquina de ensaio mecânico, adaptada para as condições básicas do funcionamento do dedo, utilizando-se dos valores de referencia para próteses. Neste segundo ensaio, os resultados apresentados para os limites de utilização estabelecidos foram satisfatórios. Verificou-se conclusivamente que, analisando-se o conjunto de ensaios realizados nos corpos de prova e nos dedos impressos, as articulações construídas atendem as necessidades básicas, para a utilização desta tecnologia com segurança para possíveis aplicações em próteses e órteses. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT / Worldwide over one billion people live with some kind of disability; many of them require the use of prosthesis to compensate the absence of a functional limb. By seeking the use of new technologies to meet this demand, the rapid prototyping with 3D printer, is presented as a viable solution, since the economic factor is critical. The building of a new prosthesis model is proposed based on a template available on the Internet, using a printing 3D methodology with two types of plastic. A review of the materials becomes necessary for the safety of the product and for this two mechanical tests were made. The first being a fatigue test in standardized specimens, conducted to assess only the elastic materials properties of products of two suppliers, one national and the other imported, because the hard plastic will not be exposed to significant load on the product in question. As a result, it was found that both the national and imported meet the needs of the load that will be submitted, and descriptively, national specimens had a higher average load when compared to the imported ones for the same stretch. Similarly, national specimens fell by less average load when compared to the imported for the same stretch. A second test is proposed to test a model of finger printed, adjusted to the standardized specimen format, a machine of mechanical test was built for this, adapted to the basic conditions for the functioning of the finger, using the reference values for prostheses. In this second test, the results for the preset use limits were satisfactory. It was observed conclusively that, by analyzing the set of trials in the specimens and in printed fingers, constructed joints meet the basic needs for the use of this technology safely for possible applications in prosthetics and orthotics.

Um dos grandes desafios na indústria da borracha atualmente é suprir o mercado de pneumáticos, que é muito exigente em relação à durabilidade, segurança e economia. Significativo avanço nas melhorias simultâneas da aderência em pista molhada e resistência ao rolamento foi alcançado empregando sílica modificada por organosilanos em substituição ao negro de fumo. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um composto elastomérico para uma banda de rodagem de pneu de carga combinando redução da resistência ao rolamento e melhora da aderência no molhado. Oito compostos foram preparados: duas formulações com base de negro de fumo (variando as condições de processamento), cinco formulações com a substituição parcial do negro de fumo por sílica e silano como agente de acoplamento (variando as condições de processamento e o teor de silano) e uma formulação com a substituição total do negro de fumo pela sílica. Foram avaliadas as propriedades reométricas, físicas, químicas, mecânicas e dinâmico-mecânicas dos compostos. Os resultados foram comparados a uma formulação padrão típica de banda de rodagem de pneus de carga. Através da análise dinâmico mecânica, o resultado mais relevante foi obtido com a proporção de 15 phr de sílica e 3 phr de silano para um processamento em três etapas, que conseguiu reduzir em 10% a resistência ao rolamento e aumentou em 18,5% a aderência no molhado. O uso parcial da sílica reduziu o desgaste por abrasão, promovendo maior durabilidade do composto. A formulação contendo apenas negro de fumo e preparada em três etapas de processamento também apresentou bons resultados, demonstrando que o processamento pode levar a uma melhor dispersão da carga. Para os compostos com 1,5 phr de silano não foram obtidos resultados satisfatórios, mostrando que para estes sistemas a carga não interage suficientemente com o polímero, devido provavelmente ao baixo teor de agente de acoplamento. Os resultados levam a concluir que o uso da sílica, o processamento em mais de uma etapa, bem como a quantidade de silano, promoveram um aumento na interação polímero-carga, melhorando assim as propriedades desejadas. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / One of the major challenges in the rubber industry today is related to the relationship between durability, safety and economy for tire applications. Important progress on rolling resistence reduction with good wet grip was achieved replacing carbon black by silica-silane coupling agent system. The aim of this work was to develop an elastomeric compound for a truck tire tread combining the reduction of the rolling resistance and the improvement in the wet grip. Eight compounds were prepared: two formulations based on carbon black (varying the processing conditions), five formulations with the partial replacement of the carbon black by a silica-silane coupling agent system (varying the processing conditions and the silane content), and one formulation with the total replacement of the carbon black by silica. Rheometric, physical, chemical, mechanical, and dynamic-mechanical properties were evaluated. The results were compared to a standard formulation based on a typical formulation of truck tire treads. From dynamic mechanical analysis, the results showed that for the compound with 15 phr of silica, 3 phr of silane, and three processing steps, the rolling resistance decreased by 10% compared to the standard compound, and the wet grip increased by 18.5%. The partial use of silica reduced the abrasion loss, confirming the durability of the compound. The formulation with only carbon black and prepared in three processing steps also had good results, showing that more processing steps lead to a better dispersion of carbon black. The compounds with 1.5 phr of silane showed unsatisfactory results; the filler does not interact sufficiently with the polymer, probably because the low content of coupling agent. The results showed that the use of silica and the processing conditions, as well as the quantity of silane, were important to improve filler-polymer interaction and to promote a general improvement in the properties.

Óxidos de zinco (ZnO), com partículas de tamanho nano (nano ZnO) são um tipo de carga inorgânica multifuncional, que apresenta um vasto uso e importância em formulações elastoméricas. Notavelmente, as mais relevantes pesquisas com nano ZnO estão direcionadas em usá-lo como um substituto do ZnO convencional e, que tem a função principal de ativador de vulcanização para sistemas com enxofre ou doadores de enxofre para composições de borracha. Neste trabalho, o efeito de três tipos de ZnO foi investigado em compostos com terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM). ZnO convencional (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) e nano ZnO disperso em carbonato de cálcio (ZnO 30) e suas características analisadas. A caracterização destes óxidos de zinco foram através de análises de absorção atômica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial específica e distribuição de tamanho de partículas e poros. As composições elastoméricas foram processadas em um misturador de rolos industrial e os diferentes tipos de ZnO foram adicionados em um misturador de rolos de laboratório. Uma composição para perfis automotivos foi preparada variando a quantidade de sZnO (1, 2, 3, 4 e 5 partes por cem de borracha (phr)). Para ZnO 30 e ZnO 40, dez composições foram desenvolvidas (1, 2, 3, 4, e 5 phr), além de um composto sem a adição de ZnO (amostra Branco). As propriedades de cura foram determinadas a partir de um reômetro de disco oscilatório. As composições não vulcanizadas também foram caracterizadas por um viscosímetro Mooney e um analisador de processamento de borracha (RPA). Após a vulcanização, as amostras tiveram suas propriedades físico-mecânicas analisadas, bem como por microscopia eletrônica de varredura. O envelhecimento acelerado em estufa, os parâmetros e mecanismos cinéticos de degradação foram estudados para os compostos com mesmo teor em massa de Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr e ZnO 40 2 phr), além da amostra Branco. Os resultados destas investigações demonstraram que ZnO 30 e ZnO 40 apresentam menor tamanho de partícula e maior área superficial, tornando-os mais reativos e classificando-os como nano ZnO. O efeito dos três diferentes ZnO nas propriedades físico-mecânicas das composições foram satisfatórios, demonstrando que resultados similares são obtidos utilizando menores teores de ZnO na formulação, principalmente com o uso de nano ZnO. A partir dos cálculos de energia de ativação, constatou-se que com o uso de ZnO 30 e ZnO 40 os valores desta propriedade foram superiores ao sZnO, confirmando a maior estabilidade térmica. O mecanismo de reação de degradação determinado pelo método de Coats Redfern (CR) e confirmado pelo método de Criado foi do tipo F1, que significa uma reação com cisão randômica da cadeia polimérica, em termos de cinética de primeira ordem. Assim, o uso de nano ZnO torna-se interessante, economicamente viável e importante para o meio ambiente, pois conseguiu-se uma redução de Zn nas composições sem prejuízo ao desempenho mecânico dos artefatos. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / Zinc oxide nanoparticle (nano ZnO) is a kind of inorganic multifunctional filler, which has extensive uses in rubber additives. Notably, most of relevant researches about nano ZnO focused on using them as a substitute of conventional ZnO and an essential cure activator for rubber crosslinking by sulfur or sulfur donors in rubber composites. In this work, the effect of three kinds of ZnO on the properties of ethylene, propylene and diene (EPDM) elastomeric compounds was investigated. Standard ZnO (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) and nano ZnO dispersed in CaCO3 (ZnO 30) were used and their characteristics were analyzed. The characterizations of these ZnO were carried out by atomic absorption spectrometry, X-ray diffraction, surface area, scanning electron microscopy, pore and particle size distribution. The elastomeric composites were processed in an industrial two-roll mill and the different ZnO were added in a laboratory two-roll mill. A usual composition to bus body rubber profile were prepared with varying the proportion of ZnO (1, 2, 3, 4 and 5 parts per hundred of rubber (phr)). To ZnO 40 and ZnO 30 ten composites were developed (1, 2, 3, 4 and 5 phr), including a compound without ZnO (White sample). The cure properties were determined in an oscillating disk rheometer. The unvulcanized compositions are also characterized by a Mooney viscometer and a rubber process analyzer (RPA). After vulcanization, the compositions had their physical- mechanical properties analyzed, as well as scanning electron microscopy. The thermal oxidative aging, the parameters and degradation kinetic mechanisms were studied for the compounds with the same mass content of Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr and ZnO 40 2 phr), as well as the white sample. The results of these investigations showed that ZnO 30 and ZnO 40 have a smaller particle size and higher surface area, making them more reactive and classifying them as nano ZnO. The results of the investigation of the effect of different types of zinc oxide in the EPDM composites were satisfactory, since the same results were obtained with lower amounts of ZnO, particularly with the use of nano ZnO. The non-isothermal degradation process of EPDM rubber compounds were investigated with thermogravimetric analysis (TGA) and derivative thermogravimetry (DTG), using the different calculation procedures. It was found that the values of activation energy of the composition with ZnO 30 and ZnO 40 showed higher results to sZnO, confirming the higher thermal stability. The degradation reaction mechanism determined by the method Coats Redfern (CR) and confirmed by Criado method was the F1 type, can be described by the random scission mechanism, in terms of the first order kinetics. Thus, the use of nano ZnO in elastomeric compositions became interesting, economically viable, important for the environment and it could be a reduction of Zn in the compositions without prejudice to the mechanical performance of the artifacts.

As próteses faciais e intraorais tem um importante papel na devolução da estética e de algumas funções para os pacientes. Por meio da restauração da imagem corporal é possível reintegrá-lo a sociedade, resgatando assim a identidade do indivíduo. A boa condição dessas próteses é primordial para que estas possam exercer suas funções adequadamente e manter o local, onde estão inseridas, livre de infecções e inflamações. Portanto, a não formação de colônias e biofilmes bacterianos em materiais eleitos para confecção dessas próteses, trarão benefícios aos pacientes reabilitados. Visando isso, a presente dissertação verificou a capacidade de inclusão e a eficiência bactericida do biocida policloreto de dialildimetilamônio (PDADMAC) em resina acrílica autopolimerizável (RAAQ) e termopolimerizável (RAAT), e silicone de uso médico. Os resultados mostraram que o biocida PDADMAC quando dissolvido no tetrahidrofurano apresentou boa incorporação tanto nas resinas acrílicas, quimicamente ativas e termo ativas, quanto no silicone de uso médico e que apenas os corpos de prova que receberam 2 mililitros do PDADMAC em massa polimérica tiveram uma resposta bactericida eficaz. / The facial and intraoral prosthesis has an important role in the aesthetics and return of some functions to patients. Through restoration of the body image can reistante to can society , thus recovering the individual\'s identity . The good condition of these prostheses is essential so they can perform their function properly and maintain the the area where the prostheses are inserted free of infection and inflammation. Therefore, no formation of bacteria colonies and biofilms in the chosen materials for making these prostheses , will bring benefits to patients rehabilitated. The present work evaluated the capability of inclusion and the bactericidal efficiency of the biocide poly(diallyldimethylammonium chloride) ( pDADMAC ) of acrylic resin autopolymmerized ( RAAQ ) and thermal polymerized ( RAAT ) , and silicone medical use. The results showed that the biocide pDADMAC when dissolved in tetrahydrofuran presented a good incorporation in both acrylic resins and in the medical grade silicone and that only the samples that received 2 ml of pDADMAC in polymer had an effective bactericidal response.

Orientador: Lucia H. I. Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T13:27:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SpinardiJunior_Walter_M.pdf: 1958784 bytes, checksum: d512d999a2f5a4db1b0faa95bc9fd4dc (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Artigos destinados ao uso médico-hospitalar (luvas) ou de prevenção contraceptiva (preservativos) são geralmente fabricados com látex natural, que possui um ótimo balanço de propriedades mecânicas. Todavia, por se tratar de um produto natural, a presença de determinados tipos de proteínas na sua composição, bem como alguns ingredientes usados na produção vêm ultimamente causando reações alérgicas em seus consumidores. O poliuretano, por ser não alergênico e possuir uma combinação de boa resistência e elasticidade, é uma das alternativas mais eficientes para se solucionar tal problema. Porém, atualmente no seu uso são utilizados solventes de base orgânica, que causam problemas ambientais e de saúde ocupacional. Neste trabalho, foram estudadas formulações de dispersões aquosas de poliuretano como uma alternativa viável do ponto de vista ecológico e de desempenho em relação às propriedades mecânicas do látex natural. Formulações com diferentes ingredientes (diisocianatos e polióis) e concentrações de segmentos flexíveis e rígidos foram obtidas. Filmes foram obtidos das dispersões e submetidos a ensaios de propriedades físicas, caracterização por infravermelho, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico mecânica (DMA). Os resultados obtidos foram avaliados comparativamente aos de filmes obtidos de uma formulação de látex natural. Através da análise de DSC, verificou-se a relação inversamente proporcional entre a massa molecular do poliol usado e a temperatura de transição vítrea do poliuretano. Verificou-se através dos resultados dos ensaios físicos, que é possível obter-se filmes originados de dispersões aquosas de poliuretano com propriedades físicas semelhantes aos do látex natural (dispersão DAPU2), com uma concentração de segmentos flexíveis (75,4%) superior aos rígidos (24,6%) / Abstract: Products used as medical devices (gloves) or contraceptives (condoms) generally are made from natural latex due to its outstanding balance of physical properties. However, presence of proteins and chemical ingredients in its formulation can lead to human allergic reactions. Polyurethane has been used as a natural latex substitute, due to its good properties of strength and elasticity and non-allergenicity. Manufacturing process using polyurethanes generally uses organic solvent based solutions, that causes problems in terms of environmental and occupational healthy. In this work, formulations of polyurethane aqueous dispersions were studied as an alternative related to environmental subject and physical properties performance compared to naturallatex. Formulations using different ingredients (diisocyanates and polyols) and concentrations of hard and soft segments were done. Films were prepared and submitted to physical properties tests, infrared characterization, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamical mechanical analysis (DMA). Results were comparatively evaluated with films from natural latex formulation. Through the analysis of DSC the relationship was verified inversely proportional between the molecular mass of the used poliol and the glass temperature transition (Tg) of the polyurethane. LIt was verified through the results of the physical properties that it is possible to obtain films originated of polyurethane aqueous dispersions with mechanical properties similar to the naturallatex ones (dispersion DAPU2), using a concentration of flexible (75,4%) superior to the hard segments (24,6%) / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química