Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Louise Silva.pdf: 1597202 bytes, checksum: 27a789d81ae826195144501485013ca5 (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Among polymer modifications options, is polymer blends, aim of this work was to study influence of the dispersion of rigid polymer in a thougness matrix. The blend in question used as matrix the high density polyethylene (HDPE) and as disperse phase the epoxy (DGEBA). The blend HPDE/Epoxy is immiscible, immiscible blends can be compatibilized, the compatibility has the purpose of generate a phase morphology stabilized and adequate. We chose to work as a compatibilizing copolymer polyethylene -block- poly (ethylene glycol) (PE -co- PEG), due PE- co -PEG having functional groups which can react with the epoxy. The blends were characterized by , torque rheometry , infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) , nanoindentation , microhardness, scanning field effect (FEG) and transmission electron microscopy (TEM). Unable to verify by analysis of FTIR significant shift in the intensity of 913 cm-1, absorption band feature of the epoxy group, suggesting the reaction did not occur between the PEG hydroxyl of compatibilizer and the group epoxy. It was also not observed changes in torque rheometry curves, suggesting that not occurred reaction between the components blends. The results of DSC show that addition of the epoxy resulted in increasing in the crystallinity (68±1%) the best result was obtained for the blend with 10% of epoxy and 1% of compatibilizer. The technique X-ray diffraction showed that structure crystalline of HDPE was not altered whit incorporation of epoxy and PE-co-PEG, the increasing in the crystallinity degree may be associated whit crystallization kinetic of HDPE. the modulus of Young results present an analogous behavior, the addition of epoxy resulted an increasing in rigid of HDPE, the blend that showed higher crystallinity degree also present higher Young´s modulus (1,85±0,05 GPa). The same behavior was observed in the microhardness and nanohardness analysis. The analyze of fracture surface by field effect scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) revealed that the size of the epoxy phase is the micrometer range. The addition of compatibilizer caused better dispersion, decreases the size of the epoxy domains and improved the distribution of the dispersed phase. The results suggest that the increased crystallinity and resistance to plastic and elastic deformation is dependent on the domain size of the dispersed phase. / Entre as opções de modificações de polímeros, encontra-se a mais comum que é a obtenção de blendas poliméricas, um dos principais objetivos desse trabalho foi estudar a influência da dispersão de um polímero rígido em uma matriz tenaz. A blenda em questão utilizou como matriz o polietileno de alta densidade (PEAD) e como fase dispersa o epóxi (DGBA). A blenda PEAD/Epóxi é imiscível, blendas imiscíveis podem ser compatibilizada, a compatibilização possui a finalidade de gerar uma morfologia de fase adequada e estabilizada. Optou-se em trabalhar como compatibilizante o copolímero polietileno-bloco-poli(etilenoglicol) (PE-co-PEG), devido o PE-co-PEG ter grupos funcionais que podem reagir com o epóxi. As amostras produzidas foram caracterizadas por reometria de torque, espectroscopia no infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, microdureza e microscopia eletrônica de varredura efeito campo (FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Não foi possível verificar na análise de FTIR deslocamento significativo na intensidade de 913 cm-1, banda de absorção característica do grupo epoxídico, sugerindo que não ocorreu à reação entre a hidroxila do PEG do compatibilizante e o grupo epoxídico. Também não foi observadas alterações nas curvas de reometria de torque, tal fato sugere que não ocorreu nem uma reação entre os componentes da blenda. Os resultados de DSC mostram que a adição do epóxi resultou em um aumento na cristalinidade do PEAD, o melhor resultado apresentado de cristalinidade (68±1%) foi obtido para a blenda com 10% de epóxi e 1% de agente compatibilizante. A técnica de difração de raios-X mostrou que a estrutura cristalina do PEAD não foi alterada com a incorporação de epóxi e PE-co-PEG, sendo que o aumento do grau de cristalinidade pode estar relacionado com a cinética de cristalização do PEAD. Esses resultados do grau de cristalinidade são análogos ao modulo de Young, onde a adição de epóxi resultou um aumento na rigidez do PEAD, a blenda que apresentou maior grau de cristalinidade também apresentou maior rigidez (1,85±0,05 GPa). O mesmo comportamento foi analisado nos resultados de nanodureza e microdureza. A análise da superfície de fratura por microscopia eletrônica de varredura efeito campo (FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) revelou que o tamanho da fase epoxídica encontra-se em escala micrométrica. O compatibilizante ocasionou uma melhor adesão de fases entre o PEAD/Epóxi, reduziu o tamanho dos domínios de epóxi e permitiu uma distribuição de fase epoxídica mais dispersa. Os resultados sugerem que o aumento da cristalinidade e da resistência à deformação plástica e elástica é dependente do tamanho do domínio de fase dispersa.

Com o intuito de identificar dentre os métodos de dispersão mecânica e por sonificação, qual apresentaria melhor desempenho na promoção do desemaranhamento e dispersão de nanotubos de carbono em resina epóxi, nesse trabalho foram elaborados compósitos nanotubos/epóxi. Os nanocompósitos obtidos foram submetidos a avaliações de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, além de investigações na cinética de cura a partir de dados de calorimetria diferencial exploratória. Os resultados encontrados indicam que o nível de dispersão das amostras do processo de dispersão mecânica foi melhor quando comparado com as amostras sonificadas. Isso devido principalmente a interferência dos nanotubos dispersos na formação de ligações cruzadas. O que levou ao aumento dos valores de energia de ativação da reação de cura nas amostras de dispersão mecânica em relação a resina pura, enquanto nas amostras sonificadas houve uma queda nesses valores, indicando um estado mais aglomerado dos nanotubos. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-03T20:47:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Samuel Brando Susin.pdf: 3436970 bytes, checksum: fe310eb53342898dd809473254ef5fc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T20:47:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Samuel Brando Susin.pdf: 3436970 bytes, checksum: fe310eb53342898dd809473254ef5fc7 (MD5) / In this study nanotubes/epoxy composites were produced in order to evaluate which of the two studied techniques would result in a better degree of dispersion and unentanglement of carbon nanotubes in epoxy resin. The analized techniques were mechanical dispersion with a DRAIS mixer and sonication. The nanocomposites obtained were evaluated by scanning and transmission electron microscopy. Also the activation energys of the systems were calculated from differential scanning calorimetry data. The results obtained indicates that the degree of dispersion for the mechanical processing method seems better than that of sonication. It could be due to the interference of nanotubes on the crosslink network formation, which resulted on the increase of cure reaction activation energy for the mechanically dispersed samples. However, the sonicated samples activation energy decreased indicating a less dispersed and more agglomerated state.

Um dos sistemas de proteção de substratos metálicos mais comumente empregado na indústria é o de tintas. Os fatores favoráveis à utilização das tintas em pó incluem a não utilização de solventes, facilidades de processamento/aplicação e possibilidade de reaproveitamento do material que não aderiu na superfície da peça. As características térmicas, mecânicas e químicas da tinta são influenciadas principalmente pelo tipo de resina utilizada. As tintas em pó híbridas (epóxi/poliéster) visam conciliar a característica de resistência ao intemperismo e ação dos raios UV com as características de resistência química e mecânica. Nas tintas em pó podem ser adicionados nanocargas que tem por finalidade melhorar as propriedades térmicas, mecânicas e químicas dos revestimentos. Outra característica das nanocargas é o baixo custo financeiro, decorrente da utilização de uma menor quantidade de carga, com elevado nível de desempenho. Dentre as nanocargas utilizadas, pode-se citar a mica muscovita e a montmorilonita 30B (MMT 30B) que, quando incorporadas às tintas, mesmo em baixas concentrações, apresentam propriedades de barreira superiores que às cargas convencionais. Este trabalho tem por objetivo desenvolver e caracterizar uma tinta em pó híbrida contendo diferentes teores de mica muscovita e MMT 30B. Os argilominerais foram incorporados numa formulação padrão de tinta em pó híbrida nas proporções de 2, 4 e 6% (m/m), separadamente. Antes da aplicação da tinta, os substratos metálicos foram submetidos a um pré-tratamento de fosfatização com fosfato de zinco. Após isso, a tinta em pó foi aplicada em painéis com dimensões de 70 x 120 x 0,65 mm de aço carbono AISI 1010 através de pulverização eletrostática. Os argilominerais, a tinta em pó e o revestimento foram analisados empregando diferentes técnicas de caracterização, tais como análise granulométrica, análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEVFEG). O efeito da incorporação dos argilominerais nas propriedades físicas e de proteção à corrosão das tintas foi avaliado com ensaios de medida de brilho, aderência, flexibilidade, resistência ao impacto, impedância eletroquímica (EIE), exposição à névoa salina (NS) e ensaio de chama. Para todas as tintas contendo argilominerais foi constatado o aumento da dureza superficial e a redução de brilho com o aumento do teor do argilomineral, sendo este efeito mais pronunciado com a adição de 6% (m/m) de MMT 30B. A aderência da tinta ao substrato não foi alterada pela presença dos argilominerais. As tintas contendo mica muscovita apresentaram melhores resultados nos ensaios de resistência ao impacto e de flexibilidade quando comparados as tintas contendo MMT 30B, nas concentrações testadas. A amostra TH/6/MICA apresentou melhor resultado no ensaio de impedância eletroquímica em relação aos outros sistemas estudados. No ensaio de névoa salina todas as amostras apresentaram elevada proteção à corrosão. Não foram observados bolhas ou pontos de corrosão na superfície de nenhuma das amostras. Porém, no ensaio subsequente de migração subcutânea, a amostra TH/2/MMT 30B foi a que apresentou maior desplacamento. No ensaio de chama, as tintas com incorporação de mica muscovita apresentaram melhores resultados que as tintas com MMT 30B. Após a análise de todos os ensaios, conclui-se que a adição de mica muscovita na proporção de 4% resultou em uma tinta com melhores propriedades térmicas, mecânicas e químicas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-06-20T18:52:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Natanael Relosi.pdf: 12806476 bytes, checksum: ebcfd4e992e53e3683c5ce7a0245866c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T18:52:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Natanael Relosi.pdf: 12806476 bytes, checksum: ebcfd4e992e53e3683c5ce7a0245866c (MD5) Previous issue date: 2016-06-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / One of metallic substrates protection systems most commonly used in the industry is the paint. Factors favorable to the use of powder coatings include non-use of solvents, processing facilities/application and the possibility of reuse of material that did not adhere to the surface of the pieces. The thermal, mechanical and chemical characteristics of the obtained paint are influenced principally by the type of resin used. Hybrid (epoxy/polyester) powder coatings aimed at reconciling the weathering resistance characteristic and action of UV rays with the chemical resistance and mechanical characteristics. In the powder coatings can be added nanofillers which aims to improve the thermal, mechanical and chemical coatings. Another feature of nanofillers is the low financial cost resulting from the use of a lesser amount of filler, with a high level of performance. Among the nanofiller used, it can be cited muscovite mica and montmorillonite 30B (MMT 30B) that, when incorporated into the coatings, even at low concentrations, have higher barrier properties than conventional fillers. This work aims to develop and characterize a hybrid powder coating containing different amounts of muscovite mica and MMT 30B. Clayminerals have been incorporated in a standard formulation hybrid powder coatings in proportions of 2, 4 and 6% (w/w). Before applying the coating, the metal substrates were subjected to a pretreatment phosphating with zinc phosphate. After this, the powder paint was applied to panels with dimensions 70 x 120 x 0.65 mm carbon steel AISI 1010 through electrostatic spraying. The clayminerals, the powder paint and coating were analyzed using various characterization techniques, such as particle size analysis, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy in Fourier transform (FTIR) and scanning electron microscopy for field emission (SEM-FEG). The effect of the incorporation of clayminerals in the physical properties and corrosion protection of coatings was evaluated with brightness measurement tests, adhesion, flexibility, impact resistance, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), exposure to fog saline (NS) and flame test. For all coatings containing clayminerals was found to increase the surface hardness of the coating and reduced gloss with increasing clay content, this being more pronounced effect with the addition of 6% (w/w) of MMT 30B. The adhesion of the coating to the substrate was not altered by the presence of clayminerals. The coatings containing mica muscovite showed better results in impact resistance tests and flexibility when compared to coatings containing MMT 30B. The sample TH/6/MICA showed better results in the electrochemical impedance test in relation to other systems studied. In the salt spray test all samples showed high corrosion protection. There were no blistering or corrosion spots on the surface of any of the samples. However, in the subsequent test of subcutaneous migration, the sample TH/2/MMT 30B showed the greatest peeling. In the flame test, coatings with incorporation of muscovite mica showed better results than coatings with MMT 30B. After analyzing all the tests, it is concluded that the addition of muscovite mica in the proportion of 4% resulted in an paint with improved thermal, mechanical and chemical properties.

A resina epóxi é uma das matrizes mais empregadas na produção de compósitos e revestimentos. Destaca-se no grupo dos materiais termorrígidos devido à facilidade de processamento, suas propriedades mecânicas e à estabilidade térmica. Propriedades como resistência à temperatura e flexibilidade têm sido sistematicamente modificadas pelo uso de diferentes materiais, como argilominerais e, mais recentemente, oligômeros poliédricos de silsesquioxano – POSS, aplicados em matrizes epóxi. Os oligômeros poliédricos de silsesquioxano (POSS) usados na preparação de nanocompósitos termorrígidos têm sido estudados na obtenção de materiais híbridos capazes de suportar temperaturas mais elevadas, promover aumento de propriedades mecânicas e melhorar propriedades de superfície como, por exemplo, a hidrofobicidade do polímero. Os grupos funcionais mais comuns utilizados na preparação de nanocompósitos com resina epóxi são aminas, álcoois e grupos epóxi. A funcionalidade da nanogaiola é importante, uma vez que um termorrígido formado por uma microestrutura reticulada apresente uma microestrutura tridimensional que pode interagir em qualquer direção formando ligações ou interagindo na interface das gaiolas inseridas. Nesse contexto, foi avaliado a influência da adição de três diferentes oligômeros poliédricos de silsesquioxano – POSS (Glicidilisobutil-POSS, Triglicidilisobutil-POSS e Glicidil-POSS), em duas diferentes concentrações 2,5% e 5% (m/m), em resina epoxídica, no comportamento morfológico, mecânico e eletroquímico quando aplicados em aço de baixa liga. Com adição de POSS à resina epóxi, observou-se um aumento na rugosidade e hidrofobicidade do revestimento, além de se obter uma maior resistência à termoxidação e um aumento nos valores de temperatura de transição vítrea do material em comparação com a amostra de resina epóxi. Dentre os sistemas estudados, a amostra contendo Glicidilisobutil-POSS (POSSmono) apresentou os melhores resultados em relação à resistência à corrosão, promovendo um aumento nos valores de ângulo de contato e na impedância eletroquímica. No quesito dispersão na matriz polimérica, o Glicidil-POSS (POSSocta) apresentou uma dispersão ineficiente com a formação de aglomerados, o que hipoteticamente influenciou no seu baixo desempenho no comportamento eletroquímico em relação aos demais sistemas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-07-05T14:13:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marielen Longhi.pdf: 4767210 bytes, checksum: 8b9878a37cbc71de5a4cf9d89a1553a5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T14:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marielen Longhi.pdf: 4767210 bytes, checksum: 8b9878a37cbc71de5a4cf9d89a1553a5 (MD5) Previous issue date: 2016-07-05 / The epoxy resin is one of the matrices most used in manufacturing composites and coatings. It is highlighted in the group of thermosetting materials due to good processability, mechanic behavior and thermal stability. Properties as thermal resistance and flexibility have been systematically modified by the use of different materials, as clays and, more recently, polyhedral oligomeric silsesquioxanes – POSS, applied in epoxy matrices. The polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) in thermosetting nanocomposites have been studied in hybrid materials able to support higher temperatures, promoting increase of mechanic properties and improving surface properties such as, for example, the hydrophobicity of the polymer. The most common functional groups used to preparing nanocomposites with epoxy resin are amines, alcohols and epoxy groups. The nanocage functionality is important, once a thermosetting formed by a reticulated microstructure presents a three-dimensional microstructure that can interact in any direction, making bonds or interacting on the interface of the inserted cages. In this context, it was evaluated the influence of three different polyhedral oligomeric silsesquioxanes – POSS (Glycidylisobutyl-POSS, Triglycidylisobutyl-POSS and Glycidyl-POSS), at two different contents 2.5% and 5% (w/w), in epoxy resin, in the morphological, mechanic and electrochemical behavior when applied on low alloy steel. Adding POSS in the epoxy resin, it was observed an increase in roughness and hydrophobicity of the coating. Moreover, it was reached a higher thermal oxidation resistance and an increase in the values of glass transition temperature of the material, regarding the epoxy resin sample. Among the studied systems, the sample containing Glycidylisobutyl-POSS (POSSmono) showed the best results, regarding the corrosion resistance. The addition of POSSmono in the epoxy resin promoted an increase of contact angle and electrochemical impedance values. Regarding the dispersion in the polymeric matrix, the Glycidyl-POSS (POSSocta) presented an inefficient dispersion, with formation of agglomerates, which hypothetically influenced in its low performance in the electrochemical behavior, regarding the other systems.

Submitted by Bruno de Paula Rosa null (probrunorosa@gmail.com) on 2017-04-04T19:17:40Z No. of bitstreams: 1 BRUNO_ROSA-FINAL.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-04-10T17:16:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rosa_bp_me_ilha.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T17:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rosa_bp_me_ilha.pdf: 2710911 bytes, checksum: 8a66299171ca5006952e4bc224d21c5a (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Pensando na sustentabilidade, a introdução de fibras naturais em substituição às sintéticas no reforço de matrizes poliméricas, faz-se necessária entre outras coisas devido à preservação do meio ambiente, redução de custos, sem que comprometa a qualidade final do material. Esse projeto tem o objetivo de obter as características mecânicas e térmicas de materiais compósitos a base de resina epoxídica curada DGEBA/TETA com a adição de porcentagens específicas de fibras de buriti. A fibra escolhida foi o buriti, pela abundância no Mato Grosso do Sul, buscando um desenvolvimento sócio econômico para a região e a matriz escolhida foi a epóxi DGEBA/TETA por ser a resina mais utilizada no mundo. Foram utilizadas fibras com diâmetro de 0,17mm e comprimento de 30mm em porcentagens em massa de 1%,5%,10%,15% e 17,6% do total do compósito. A caracterização mecânica foi realizada através de ensaios de tração. Após a ruptura dos corpos de prova foi verificado com uso da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV),a formação de microvazios através dos ensaios de Termogravimetria (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) foram verificadas a degradação e temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos. O compósito com a adição de 5% em massa de fibras apresentou um aumento de 11,98% (60,12 para 67,32 MPa) no limite de resistência a tração (LRT) e de 8,21% no módulo de elasticidade (E) (901,06 para 977,82 Mpa) em relação a resina pura, acima de 5% as propriedades permaneceram constantes. Já o Limite de Resistência à propagação de trincas (K1C) não apresentou alterações significativas ao se adicionar fibras a resina (permanecendo em torno de 1,19 MPa). Não houve alteração na transição vítrea, ficando em torno de 70ºC. Já o TGA verificou que a temperatura de degradação dos compósitos apresentou um valor intermediário entre a resina pura e a fibra pura. / Thinking about sustainability, the introduction of natural fibers instead of synthetic fibers in the reinforcement of polymer matrices, is necessary among other things due to the preservation of the environment, cost reduction without compromising the final quality of the material. This project aims to obtain the mechanical and thermal characteristics of composite materials based on cured DGEBA / TETA epoxy resin with the addition of specific percentages of buriti fibers. The fiber was buriti, due to the abundance in Mato Grosso do Sul, seeking a socioeconomic development for the region and the chosen matrix was the epoxy DGEBA / TETA as the most used resin in the world. Fibers with a diameter of 0.17mm and a length of 30mm were used in mass percentages of 1%, 5%, 10%, 15% and 17,6% of the total composite. The mechanical characterization was performed through tensile tests. After the rupture of the specimens was verified with the use of Scanning Electron Microscopy (SEM), the microgravity formation through the Thermogravimetry (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) tests showed the degradation and glass transition temperature ( Tg) of the composites. The composite with the addition of 5% by mass of fibers presented an increase of 11.98% (60.12 to 67.32 MPa) at the tensile strength limit (LRT) and 8.21% in the modulus of elasticity ( E) (901.06 to 977.82 MPa) relative to pure resin, above 5% the properties remained constant. However, the Limit of Resistance to crack propagation (K1C) did not show significant changes when adding fibers to the resin (remaining around 1,19 MPa). There was no change in the glass transition, being around 70ºC. The TGA verified that the degradation temperature of the composites showed an intermediate value between the pure resin and the pure fiber.

Submitted by DANY ARNOLDO HERNÁNDEZ BALTODANO (danyhdzb@hotmail.com) on 2017-04-18T19:13:44Z No. of bitstreams: 1 Thesis Dany Hernandez.pdf: 2171039 bytes, checksum: 8f2efded7710ccbd5aed9274952116a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-18T20:27:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 hernandezbaltodano_da_me_bauru.pdf: 2171039 bytes, checksum: 8f2efded7710ccbd5aed9274952116a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T20:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 hernandezbaltodano_da_me_bauru.pdf: 2171039 bytes, checksum: 8f2efded7710ccbd5aed9274952116a7 (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / Outra / Considerando as amplas aplicações de materiais compósitos para melhorar estruturas de obras em engenharia, é importante estudar a dependência do comportamento do material em função da velocidade de deformação aplicada aos materiais compósitos e aos epóxis adesivos. Propriedades mecânicas do material Sikacarbodur S512 e materiais adesivos mostram comportamentos diferentes quando analisados utilizando diferentes razões de deformação. Os resultados obtidos mostram que o Sikacarbodur S512 não é um material dúctil devido à ausência de capacidade de experimentar deformações inelásticas porque o domínio elástico domina seu comportamento mecânico. Os aditivos epóxis não têm domínio plástico considerável, e o intervalo visco elástico domina o seu comportamento mecânico sob forças de tração. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das amostras de Sikacarbodur S512 mostram que o comportamento de fratura acontece na zona de interface (zona de contato entre as fibras e a resina) que é afetada pela concentração de tensões e propagações de trincas. As análises de MEV antes e depois dos testes de tração das amostras de Sikadur 30 e Sikadur 330 mostram que ambos os materiais possuem uma fase contínua e uma fase granular. Nas duas resinas as ligações covalentes são quebradas durante os testes embora o Sikadur 30 tem o comportamento mais crítico. O Sikadur 330 tem melhor comportamento mecânico do que o sikadur 30 e esse melhor comportamento é mais bem entendido quando compara-se suas deformações de ruptura em tensão e suas capacidades para absorver energia. / Considering the wide application range of composite materials for retrofitting civil engineering structures, it is found important to study the strain rate dependent behavior of both composite materials and some structural adhesive epoxies. Mechanical properties of Sikacarbodur S512 and adhesives bonding materials show different behavior when analyzed at different strain rates. Moreover, it was found that Sikacarbodur S512 is not a ductile material since it cannot sustain inelastic deformation because an elastic range governs its mechanical behavior. Epoxies adhesive do not have a significant plastic range; a viscoelastic range governs their main mechanical behavior under tensile loads. Sikacarbodur S512 analyses using scanning electron microscopy (SEM) shows that the fracture behavior is addressed by the interphase zone (contact zone between fiber and resin) which is affected by tensile stress concentration and cracks propagations. SEM analyses before and after tensile tests of both Sikadur 30 and Sikadur 330 shows that they have a continuous phase and a granular phase. In both resins, covalent bonds are broken, however sikadur 30 shows the most critical behavior. Sikadur 330 has better mechanical behavior under uniaxial tensile test than sikadur 30, and this better behavior is realized when their tensile strain to break and absorbed energy capacity are compared.

Submitted by Silvia Teixeira de Mello null (silviateixmello@gmail.com) on 2017-10-26T21:23:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO SILVIA MELLO 2017-3 CORRIGIDA 26-10.pdf: 3630355 bytes, checksum: 302fa9b705ffc11d7192a4b67392d0c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-31T18:59:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_st_me_ilha.pdf: 3630355 bytes, checksum: 302fa9b705ffc11d7192a4b67392d0c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T18:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_st_me_ilha.pdf: 3630355 bytes, checksum: 302fa9b705ffc11d7192a4b67392d0c6 (MD5) Previous issue date: 2017-08-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Ao longo das duas últimas décadas, a contribuição da manufatura aditiva passou da confecção de um mero protótipo de um produto, no início de seu desenvolvimento, para a confecção de qualquer produto direto, presente em todos os setores industriais. Com este avanço, diferentes tecnologias da manufatura aditiva surgiram com o intuito de melhorar alguns parâmetros de produção. Neste meio, a tecnologia de impressão tridimensional 3DP, por consequência de suas várias características intrínsecas, se destaca para atender o setor biomédico, através da técnica de biomodelagem, que contribuem imensamente de forma didática e prática para a performance de cirurgias. Porém, há algumas limitações finais nas peças obtidas por esta tecnologia que devem ser contornadas, focando-se no tratamento adicional necessário destas peças, o pós-processamento, de modo a aprimorá-las, conferindo então sucesso ao destino destas. Neste trabalho, adotou-se a tecnologia de manufatura aditiva 3DP para estudar como a adição de diferentes agentes infiltrantes influenciam no acréscimo de densidade aparente e resistência mecânica de amostras feitas de componentes de gesso, constituídas por corpos de prova cilíndricos e prismáticos, de modo a simular a melhor composição para biomodelos. Para isto, o pós-processamento foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa, foram aplicados separadamente nas amostras, quatro tipos de adesivos à base de etilcianocrilato, por gotejamento, e um à base de epóxi, por moldagem com pá. Já na segunda etapa, foram aplicados nas amostras, também separadamente, quatro tipos de adesivos à base de etilcianocrilato, por gotejamento e banho de imersão, e um à base de epóxi, por moldagem com pá. Além dos métodos de aplicação dos adesivos, as duas etapas se diferem também pelos binders utilizados para constituírem as amostras à base de gesso. Para ambas etapas, obteve-se o melhor resultado com o adesivo de cianocrilato de baixíssima viscosidade, capaz de provocar maiores variações de densidade aparente às amostras, além de maiores acréscimos de resistência. / Over the past two decades, the contribution of additive manufacturing has shifted from a mere prototype of a product at the beginning of its development to the production of any direct product present in all industrial sectors. With this advance, different technologies of the additive manufacturing appeared with the intention to improve some parameters of production. In this environment, three-dimensional printing 3DP technology, due to its various intrinsic characteristics, stands out to serve the biomedical sector through the biomodelling technique, which contribute immensely in a didactic and practical way for the performance of surgeries. However, there are some final limitations in the parts obtained by this technology that must be improved, focusing on the necessary additional treatment of these parts, the post-processing, in order to upgrade them, thus giving success to their destination. In this study, 3DP additive manufacturing technology was adopted to study how different infiltrating agents influence the increase in apparent density and mechanical strength of samples made of gypsum components, constituted by cylindrical and prismatic specimens, in order to simulate the best composition for biomodels. For this, the post-processing was divided in two stages. In the first stage, separately, four types of ethylcyanoacrylate-based adhesives were applied on the samples by dripping, and one epoxy-based adhesive was applied by shovel molding. In the second stage, also separately, four types of ethylcyanocrylate based adhesives were applied in the samples, by dripping and by dipping, and the epoxy-based, by shovel molding. Besides the adhesive application methods, the two stages also differ from the binders used to constitute the gypsum-based samples. For both stages, the best result was obtained by the cyanoacrylate adhesive with very low viscosity, capable of causing greater variations of apparent density and additions of strength to the samples.

A utilização de silanos como agentes promovedores de adesão demonstrou ser uma solução útil para a união entre materiais dissimilares, incrementando a adesão e aumentando inclusive a resistência a corrosão entre os mesmos . A utilização destes agentes como promovedores de adesão, sobre diferentes combinações de materiais, continua sendo estudada atualmente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de diferentes tipos de silanos como agentes promovedores de adesão. tanto funcionais como não funcionais, na união entre aço SAE 1060 e resina epóxi. Para isto, foram primeiramente obtidos filmes de silano sobre amostras de aço através de diferentes tratamentos. Estes filmes obtidos foram caracterizados por meio de diferentes técnicas. Foram realizados testes de aderência através do método especificado pela norma ASTM D3359 para avaliar a resistência de adesão dos diferentes filmes ao substrato. As amostras testadas foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Também, foram realizadas análises de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) sobre as mesmas amostras, permitindo obter outras características dos filmes de silano formados. Os tratamentos que apresentaram melhores resultados na caracterização em MEV/EDS foram escolhidas para a preparação dos corpos de prova de uniões com resina epóxi. Estas uniões foram utilizadas para realizar testes de adesão do tipo arrancamento de modo a avaliar o efeito dos tratamentos com silano na resistência de adesão da união entre o substrato de aço e a resina epóxi. Os resultados dos testes de arrancamento permitem afirmar que existe uma melhoria na resistência de adesão com um dos tratamentos com silano sobre o substrato de aço seguido de revestimento com resina epóxi. A utilização de tratamentos com silanos mostram-se promissoras para esta aplicação. / The use of silanes as adhesion enhancer agent proved to be a useful solution for the union of dissimilar materials, increasing the bond strength between them, also increase the corrosion resistance. The use of these agents as adhesion enhancer, with different materials combination, is still being studied today. The aim of this work was to evaluate the ability of different silanes as adhesion agent promoters in joints of SAE 1060 steel and epoxy resin; both functional and not functional silanes. At the beginning and for this purpose were different types of treatments used to obtain silane films on steel samples. Different techniques were used to characterize these films. To evaluate the bond strength adhesion test where performed according to the ASTM D3359 standard. Samples were analyzed with scanning electron microscope (SEM). Energy-dispersive spectroscopy (EDX) analyses were also performed on the same sample allowing to obtain others characteristics of the silane films formed. The treatments that have shown a better performance in the SEM/EDX analyses were selected to make steel and epoxy resins joint samples. These specimens were used to perform pull-out type adhesion test to evaluate the effect of the silanes treatments in the bond strength of steel and epoxy resin joints. The results of de pull-out test indicate that the use of silane improves the bond strength of steel and epoxy resin joints. The use of silane treatments has shown promising results for this application.

Nas extremidades dos dutos flexíveis utilizados na indústria petroleira offshore são instalados os end fittings, ou conectores. Uma parte fundamental deste componente é o sistema de ancoragem, que consiste nos arames de aço da armadura de tração embebidos em resina epóxi, onde seu propósito é transmitir os esforços que provêm do duto. Este estudo tem como objetivo apresentar uma avaliação de três diferentes resinas epóxi (Huntsman: SW404/HY404, AW4804/HW4804 e XAW1395/HY950) comparando as propriedades mecânicas e a influência do ambiente de serviço, a fim de definir qual melhor se adequa para este fim. As propriedades mecânicas das resinas epóxi foram determinadas através de ensaios de compressão, tração, cisalhamento, pullout e medições de dureza. Os denominados ensaios de pullout representam um modelo simplificado do sistema de ancoragem e possibilitam o estudo da interface entre a resina e o aço da armadura de tração. Para avaliar o efeito da exposição do polímero às condições ambientais de serviço, amostras foram envelhecidas numa solução de água marinha na temperatura constante de 60°C, durante um período de 6 meses. Após este período, realizaram-se ensaios de compressão, cisalhamento e pullout, cujos resultados foram comparados com os obtidos de amostras sem nenhum período de exposição. A influência das elevadas temperaturas sobre a propriedade de adesão nas diferentes resinas foi avaliada mediante ensaios de pullout realizados à temperatura de 100°C. Além disto, foi realizada uma análise térmica através de ensaios de TGA e DMTA. Por fim, às propriedades determinadas nos diferentes ensaios e medições lhes foram atribuídas um peso quantitativo de acordo com sua importância dentro do sistema de ancoragem. Os valores das propriedades e seus pesos foram introduzidos a uma matriz de análise de multicritérios, que permitiu selecionar a resina epóxi com a melhor combinação de propriedades para ser aplicada em end fittings. Finalmente, é proposta a determinação de alguns parâmetros adicionais das resinas epóxi para complementar o estudo realizado / End fittings are components that are installed at the ends of flexible pipes used in the offshore oil industry. A fundamental part of this component is the anchoring system, which consists of the steel wires of the tensile armour embedded in epoxy resin, which its purpose is to transmit the loads that come from the pipe. This study aims to present an evaluation of three different epoxy resins (Huntsman: SW404/HY404, AW4804/HW4804 e XAW1395/HY950), comparing the mechanical properties and studying the influence of the service environment, in order to define which material is best suited for this application. The mechanical properties of the epoxy resins were determined by tests such as compression, tensile, shear and pullout tests and hardness measurements. The pullout tests represent a simplified model of the anchoring system and they allow the study of the interface between the resin and the steel of the tensile armour. To evaluate the effect of the exposition of the polymer material to environmental conditions found in service, some samples were immersed in a bath of sea water at a constant temperature of 60°C during a period of 6 months. After this period, compression, shear and pullout tests were performed and the results were compared with those obtained from samples without degradation. The influence of the high temperatures on the adhesion property of the different epoxy resins was evaluated with pullout tests performed at a temperature of 100°C. Furthermore, a thermal analysis was realized through TGA and DMTA tests. Finally, to the properties determined in the different tests and measurements were given a quantitative weight according to their importance within the anchoring system. The values of the properties and their weights were introduced into a matrix of multicriterial analysis that allowed selecting the epoxy resin with the best combination of properties to be applied in end fittings. Finally, it was proposed the determination of other epoxy resins parameters to complement this study.

As resinas termorrígidas são uma classe de polímeros que devido à reação de reticulação deveriam apresentar uma única cadeia molecular de peso infinito, no entanto, questionamentos sugerem que a formação da rede tridimensional é não-homogênea. Atualmente, devido aos avanços obtidos pela nanotecnologia, torna-se possível uma abordagem diferenciada na modificação química de polímeros como a resina epoxídica. Neste trabalho, foram preparados nanocompósitos adicionando diferentes teores do oligômero poliédrico de silsesquioxano (POSS) n-fenilaminopropil na resina epoxídica. Foi substituindo 1, 5 e 10 por cento em massa (% m.) do agente de reticulação trietilenotetramina (TETA) por POSS. Esta modificação foi realizada com o objetivo de promover maior concentração de interligações nas interfaces das regiões nodulares, descritas como imperfeições ou descontinuidades que ocorrem pela cura não-homogênea da resina. Através da morfologia e da análise do teor de gel, foi evidenciada boa dispersão e melhoria na homogeneidade da rede tridimensional da resina acima de 5 % m. de POSS e aumento da fração gel nos nanocompósitos comparados com a resina epoxídica pura. Na realização de análises de difração de raio-x (DRX) foi visto que a adição do POSS aumentou a distância média entre as cadeias da resina. Foi realizada análise dinâmico-mecânica (DMA) no modo não-isotérmico e por varredura de frequência no modo isotérmico. Pelo modo não-isotérmico os resultados demonstraram que o POSS deslocou a Tg para temperaturas maiores e não alterou significativamente a densidade de ligações cruzadas da resina epoxídica. O modo isotérmico foi utilizado para a determinação de parâmetros das equações de Williams-Landel-Ferry (WLF) e Vogel-Fulcher-Tammann (VFT). Foi calculada a distribuição dos espectros de relaxação H(t) e retardação L(t) molecular através dos módulos de armazenamento e perda obtidos pelo modo isotérmico no DMA. Os parâmetros WLF e VFT demonstraram que a incorporação do POSS ao mesmo tempo em que aumentou a Tg, reduziu a energia de ativação de movimentação segmentar e tornou a resina epoxídica mais forte estruturalmente. A redução da energia de ativação foi associada com a redução das forças de interação intermolecular, enquanto que a redução da fragilidade foi associada ao fato do POSS ser capaz de interligar as interfaces de regiões nodulares. Os espectros H(t) e L(t) mostraram que o pico de relaxação associado aos nódulos formados no processo de reticulação desapareceu. A determinação da capacidade calorífica (Cp) e do excesso de entropia (Sex) através de análises de calorimetria exploratória diferencial modulada (MDSC) demonstrou que o POSS é capaz de minimizar as flutuações de calor ao longo da microestrutura da resina epoxídica. A minimização das flutuações térmicas e a alteração dos tempos de relaxação demonstram que a adição do POSS é eficiente em termos de minimização de imperfeições na microestrutura da resina epoxídica. / The thermosetting resins are a class of polymers that due to the crosslinking reaction should present a single chain with infinite molecular weight; however, questions suggest that the formation of three-dimensional network is non-homogeneous. Today, due to advancements in nanotechnology, became possible a differentiated approach in the chemical modification of polymers such as epoxy resin. In this work, nanocomposites with different contents of the polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) n-phenylaminopropyl in epoxy resin were prepared. It was substituted 1, 5 and 10 weight percent (wt%) of the crosslinking agent, triethylenetetramine (TETA), for POSS. This modification was performed in order to promote greater concentration of interconnections at the interfaces of the regions described as nodular imperfections or discontinuities that arise due to inhomogeneous cure of the resin. Through the morphology and the gel content analysis was observed good dispersion and improvements in the uniformity of three-dimensional network of the resin up till 5 wt% of the POSS and increase in the gel fraction of the nanocomposites compared with pure epoxy resin. X-ray diffraction (XRD) showed that the POSS promoted an increase in distance between chains of the resin. Dynamic-mechanical analysis (DMA) was performed in non-isothermal mode and a frequency sweep in the isothermal mode. By non-isothermal mode the results showed that the POSS shifted the Tg to higher temperatures and does not modify the crosslink density. The isothermal mode was used to determine the parameter of the Williams-Landel-Ferry (WLF) and Vogel-Fulcher-Tammann (VFT) equations. The distribution of the relaxation H(t) and retardation L(t) spectra was calculated through the storage (E') and loss (E'') modulus obtained by the DMA isothermal mode. The WLF and VFT parameters showed that the incorporation of POSS at the same time increased the Tg reduced the activation energy of segmental motion and made the epoxy resin structurally stronger. The reduction in the activation energy was associated with reduced intermolecular forces whereas the decrease in the structural fragility is associated with the fact that the POSS be able to interconnect the interfaces of the nodular regions. The H(t) and L(t) spectra showed that the nodules formed in the crosslinking process disappeared. The determination of the heat capacity (Cp) and excess entropy (Sex), analyzed by modulated differential scanning calorimetry (MDSC), showed that POSS is capable of minimizing fluctuations of heat along the microstructure of the epoxy resin. The reduction of thermal fluctuations and change in the relaxation times shows that the POSS addition is efficient to minimize imperfections in the microstructure of the epoxy resin.