Orientador: Prof. Dr. Gerson Luiz Mantovani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / Neste trabalho foram estudados processos de funcionalização de resinas epoxídicas. O processo de funcionalização foi realizado por meio da incorporação controlada de compósitos de polianilina (PANI) reforçada com negro de fumo (PANI/NF) na matriz epoxídica. A produção dos compósitos de PANI/NF foi realizada por meio da polimerização da anilina na presença do negro de fumo resultando na polimerização preferencial da anilina na superfície do negro de fumo. A formação da estrutura do tipo caroço-casca (core-shell) foi evidenciada pelas diferenças observadas na morfologia do material resultante da polimerização da anilina na presença e na ausência do negro de fumo. Na ausência de negro de fumo foi observada uma estrutura constituída de fibras curtas com diâmetro da ordem de 100 nm e na presença de negro de fumo foi observada uma morfologia essencialmente granular. As caracterizações da PANI, do NF, do compósito PANI/NF e da resina epoxídica foram realizadas por meio de técnicas de espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-VIS), espectroscopia de infra vermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A incorporação do compósito de PANI/NF à resina epoxídica ocorreu por mistura mecânica. Os resultados de espectroscopia Raman que o NF apresentou uma razão entre a intensidade das bandas D e G (ID/IG) igual a 8,7, característico de um sistema com uma alta quantidade de defeitos e de baixa cristalinidade. Os resultados de DSC mostraram que após esta mistura da resina epoxídica com PANI/NF o processo de cura da resina epoxídica não foi afetado de forma significativa. A capacidade de proteção contra a corrosão do revestimento foi avaliada por meio de ensaios eletroquímicos de corrosão, sendo, monitoramento de potencial de corrosão em circuito aberto e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram um aumento na proteção contra a corrosão do revestimento epoxídico devido às propriedades anticorrosivas do compósito PANI/NF. / In this work it was studied the functionalization of epoxy resin. The functionalization process will be carried out by the modification of the epoxy resin matrix by adding polyaniline / carbon black composites (PANI/NF). The production of composite PANI / NF was performed by polymerizing aniline in the presence of carbon black resulting in preferential polymerization of aniline on the carbon black surface. The formation of core-shell type structure (core-shell) was evidenced by the differences in the morphology of the material resulting from the polymerization of aniline in the presence and absence of carbon black. In the absence of black smoke was observed structure composed of short fibers having a diameter of approximately 100 nm in the presence of carbon black essentially a granular morphology was observed. The characterization of the PANI, NF, composite PANI / NF and epoxy resin were carried out using the absorption spectroscopy techniques in the ultraviolet and visible region (UV-VIS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The incorporation of the composite PANI / NF to epoxy resin occurred by mechanical mixing. The results of differential scanning calorimetry (DSC) showed that after this mixture of epoxy resin with PANI / NF, the epoxy resin curing process was not affected significantly. The ability to protect against corrosion coating was evaluated by, electrochemical tests of potential corrosion monitoring in open circuit and electrochemical impedance spectroscopy. The results of the electrochemical tests showed an increase in protection against corrosion the epoxy coating due the anticorrosive properties of PANI / NF composite.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-19Bitstream added on 2014-06-13T19:32:44Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_fm_me_ilha.pdf: 653354 bytes, checksum: 02df88d00b7fb4617013dfd71a48398b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Esse trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades mecânicas e térmicas de compósitos reforçados com bagaço de cana-de-açúcar. Para a preparação das amostras estudadas o bagaço da cana-de-açúcar foi desmedulado e triturado até atingir um comprimento médio entre 106 e 212 μm. Estas fibras foram tratadas quimicamente com uma solução hidróxido de sódio (NaOH) 10% para, posteriormente, ser adicionado ao epóxi DGEBA/TETA em concentrações de 1, 3, 5, 7,5 e 10% em massa. Foi obtido um aumento de 26,12% no limite de resistência à tração (LRT) do compósito com a adição de 3% de fibras, permanecendo constante em porcentagens superiores. Do mesmo modo, o módulo de elasticidade (E) teve um aumento de 12,5%, e o Limite de Resistência à propagação de trincas (K1C) teve um pequeno decréscimo em relação ao polímero não modificado com a adição de 3% de fibra de cana-de-açúcar (5,6%), permanecendo-se constante em porcentagens superiores. Além disso, os dados obtidos mostram que as propriedades térmicas não foram alteradas com a adição de fibras ao sistema DGEBA/TETA. / This work has as objective to evaluate the mechanical and thermal properties of composites reinforced with sugarcane bagasse. For the studied samples preparation the sugarcane bagasse was triturated until being an average lengh between 106 and 212 μm. This fibers were going treated chemically with a solution NaOH 10%, for, afterwards, be added to epoxy DGEBA/TETA in concentrations of 1, 3, 5, 7.5, 10% in mass. An increase of 26,12% in Tensile strength (LRT) with addition of 3% of fibers was obtained, remaining constant to the superior percentages. In the same way, the Modulus of elasticity (E) had an increase of 12,5% and Fracture toughness (K1C) had a small decrease regarding the polymeric not modified (5,6%) with the addition of 3% of sugarcane fiber, remaining constant to the superior percentages. Moreover, the obtained values show that the thermal properties were not changed with the fiber addition in the sistem DGEBA/TETA.

Polymeric insulating materials are being re-evaluated in the context of the re-emergence of HVDC and its advantages in bulk power transfer over long distances. This has been met with new sets of requirement such as; the use of polymeric insulation, compaction of HV equipment (e.g. HV cables), and innovations in converter technology. This equipment requires high power rating and hence will be exposed to high electric stresses. One of the properties of polymeric DC insulation is its ability to retain injected charges at high DC fields leading to local field modification and subsequent breakdown of the insulation through electrical treeing. Electrical treeing is one of the important failure mechanisms of solid polymeric insulations resulting from high voltage stresses and a precursor to failure of electrical equipment. Hence, the performance and reliability of polymeric insulation designs will be affected by electrical treeing. Literature shows that electrical trees initiate easily with switching voltages such as impulses, voltage surges and reversal of power flow direction. Innovations in converter technology employs fast switching devices such as insulated gated bipolar transistors (IGBTs) which generates substantial amount of harmonics and may also impact insulation systems reliability. This research investigates the reliability of epoxy resin (LH/HY 5052) for suitability in HVDC applications due to its excellent properties as jointing compound in medium and high voltage cables systems. The development of test facilities for short term breakdown strength, space charge measurement and electrical treeing experiment have allowed short term breakdown strength on homogeneous layers of thin epoxy-epoxy samples and long term breakdown through electrical treeing under DC, AC and AC superimposed on DC to be investigated so that an understanding of the link between space charge, material strength and life times can be clarified. The results on short term breakdown showed the layered samples have 6% reduction in strength compared to un-layered samples. For long term treeing test, 100% of the samples stressed with negative DC did not fail while 67% of the sample stressed with positive DC failed with average lifetime of 250 minutes. Samples stressed under AC showed forward and reverse directions of tree growth with average lifetime of 143 minutes from 70% failed samples. For AC superimposed on ±DC all samples failed with average lifetimes of 54 and 78 minutes for positive and negative bias tests, respectively. It is concluded that, the differences in lifetime obtained under positive and negative pure DC tests and that of the positive and negative DC bias tests are associated with space charge causing field relief under negative DC and negative bias tests. The huge reduction in lifetimes under AC superimposed on DC as ripples tests highlights the potential threat of power quality issues on the reliability of DC systems. Electrical tree growth from the ground planer electrode (reverse tree) observed under AC test was associated with relatively low voltage under AC test compared with the other tests see Table 8-1 for test voltages employed.

In this study, we evaluated the interaction of the divalent metal ion, Hg (II), with a new adsorbent material formed from three polymers, silica, epoxy resin and chitosan. This material was characterized by CHN elemental analysis, vibrational spectroscopy in the infrared, Raman spectroscopy, nuclear magnetic resonance, thermogravimetric analysis, diffuse reflectance in the UV / Vis. The characterization techniques confirm the formation of hybrid between the three polymers which give the connections from ring opening of the epoxy resin with amino groups by aminopropylated and chitosan. The vibrational spectroscopy helped to elucidate supposed modes of interaction between the Hg (II) and the primary and secondary amines and the oxygen functional groups present in the material. The material has pHpcz = 7.62. The adsorption experiments were carried out using a dosage of 10 g.L-1. The optimum pH for the removal of Hg (II) is equal to 8.0 with a percentage removal of Hg (II) equal to 98%. Kinetic studies of adsorption of Hg (II)- GMP-Sil Chit were performed at initial concentrations of Hg (II) of 3,3x10-5, 6,2x10-4, 1,5x10-3, 4,72x10-3, 6,76x10-3 e 1,66x10-2 mol.L-1 at temperatures of 30, 35, 40 and 45 ° C with equilibrium between 50 and 120 min. The fractional kinetic model was the best fit the experimental data, where kf increased with increasing temperature and nf behaved in a diversified way. Chemical analysis of heat can be obtained adsorption energies and enthalpies of interaction processes. The fractional kinetic model also fit the kinetic isotherms of energy release. The relationship between kf versus C0 enabled revealed the kinetic constant of adsorption and desorption allowing the calculation of the equilibrium constant for the temperatures of 30 and 45 ° C. The values of ΔG < 0, ΔH < 0e ΔS > 0, obtained for the interaction of Hg (II) adsorbent, defined as the process is exergonic, exothermic and spontaneous. The spontaneity of the adsorption process suggests that the new material is promising for the removal of Hg (II) in aqueous solutions. / Neste trabalho, avaliou-se o processo de interação do íon metálico divalente, Hg(II), com um novo material adsorvente formado a partir de três polímeros, a sílica, resina epóxi e a quitosana. Este material foi caracterizado por análise elementar CHN, espectroscopia vibracional na região do infravermelho, espectroscopia Raman, ressonância magnética nuclear, análise termogravimétrica, reflectância difusa na região do UV/Vis. As técnicas de caracterização confirmam a formação do híbrido entre os três polímeros e que as ligações se dão a partir da abertura dos anéis epóxi da resina pelos grupos amino da aminopropilsílica e da quitosana. As técnicas de espectroscopia vibracional auxiliaram na elucidação de supostos modos de interação entre o Hg(II) e as aminas primárias e secundárias e os grupos funcionais oxigenados presentes no material. O material apresenta pHpcz = 7,62. Os experimentos de adsorção foram realizados utilizando-se a dosagem de 10 g L-1. O pH ótimo para remoção de Hg(II) é igual a 8,0 com um percentual de remoção de Hg(II) igual a 98%. Os estudos cinéticos de adsorção de Hg(II) em Sil-BPF-Chit foram realizados nas concentrações iniciais de Hg(II) de 3,3x10-5, 6,2x10-4, 1,5x10-3, 4,72x10-3, 6,76x10-3 e 1,66x10-2 mol.L-1 nas temperaturas de 30, 35 40 e 45 °C, com tempos de equilíbrio entre 50 e 120 min. O modelo cinético de fracionário foi o que melhor se ajustou os dados experimentais, onde kf aumentou com o aumento da temperatura e nf comportouse de maneira diversificada. . Através das análises calorimétricas podem-se obter as energias de adsorção e a entalpias dos processos de interação. O modelo cinético fracionário também se ajustou as isotermas cinéticas de liberação de energia. A relação entre kf versus a C0 possibilitou revelou as constante cinéticas de adsorção e dessorção permitindo o cálculo da constante de equilíbrio para as temperaturas de 30 e 45 °C. Os valores de ΔG < 0, ΔH < 0e ΔS > 0, obtidos para o processo de interação de Hg(II) no adsorvente, definem que o processo é exergônico, exotérmico e espontâneo. A espontaneidade do processo de adsorção sugere que o novo material é promissor para a remoção de Hg (II) em soluções aquosas.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElisangelaBNH_DISSERT.pdf: 5500408 bytes, checksum: 312e914c2b5560a38c07ef6f6b3c70be (MD5) Previous issue date: 2013-01-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The composites manufactured with long fibres aligned in a single direction, and overlay has been shown to have better performance than the short fibers randomly distributed. In particular, the lignocellulosic fibers extracted from the sisal leaves, used in conjunction with the epoxy resin has attracted the attention of many researchers because the final properties of the system formed. In this work composites based on epoxy resin reinforced with sisal fibers were manufactured. The sisal fibres were treated with an alkaline solution of 0.06 mol/l NaOH. The treated, and untreated fibres were subjected to tension x extension tests. The composites were manufactured in the "Lossy" mold with the specifications of the samples to be produced (300x20x4 mm). The tension tests were carried out in accordance with the ASTM standards 3039 (for the composite aligned in a single direction) and ASTM D5573 (for composites in overlay), three point bending tests were performed according to ASTM D790. Analyzing the results of the tests of tension and three point bending tests, it was observed that the composites with the configuration of overlapping had the better elastic module in both tests. As to the maximum resistance to tension, the best result was the composites aligned in a single direction. Tests of absorption of water and micrographs are in progress / Os comp?sitos fabricados com fibras longas alinhadas unidirecionalmente e em sobreposi??o tem demonstrado que possuem melhor desempenho do que as fibras cortadas aleatoriamente distribu?das. Em especial, as fibras lignocelul?sicas extra?das do sisal, utilizadas em conjunto com a resina ep?xi tem atra?do a aten??o de muitos pesquisadores devido ?s propriedades finais do sistema formado. No presente trabalho foram fabricados comp?sitos ? base de resina ep?xi refor?ado com fibras de sisal. As fibras de sisal foram submetidas ao tratamento alcalino com NaOH a 0,06 mol/l, em seguida submetidas ao ensaio de tra??o na fibra tratada e n?o tratada. Os comp?sitos foram fabricados no molde denominado de Lossy (molde com perdas) usinado de acordo com as especifica??es das amostras a serem produzidas (300x20x4 mm). Os ensaios de tra??o foram realizados de acordo com as normas ASTM 3039 (Para os comp?sitos alinhados unidirecionalmente) e ASTM D5573 (Para os comp?sitos em sobreposi??o), os ensaios de flex?o em tr?s pontos foram realizados de acordo com as normas ASTM D 790. Analisando os resultados dos ensaios de tra??o e flex?o em tr?s pontos, foram observados que os comp?sitos com a configura??o de sobreposi??o teve melhor m?dulo de elasticidade em ambos os ensaios. Quanto a resist?ncia m?xima a tra??o o melhor resultado foi do comp?sito alinhado unidirecionalmente. No ensaio de absor??o de ?gua foi observado que os comp?sitos possuem um n?vel muito baixo de absor??o e o comp?sito alinhado unidirecionalmente obteve percentual de satura??o de 1,97 %. Nas micrografias, se observa as regi?es de ruptura/trincas do comp?sito e seu comportamento (fibra/matriz)

In this study, we evaluated the interaction of the divalent metal ion, Hg (II), with a new adsorbent material formed from three polymers, silica, epoxy resin and chitosan. This material was characterized by CHN elemental analysis, vibrational spectroscopy in the infrared, Raman spectroscopy, nuclear magnetic resonance, thermogravimetric analysis, diffuse reflectance in the UV / Vis. The characterization techniques confirm the formation of hybrid between the three polymers which give the connections from ring opening of the epoxy resin with amino groups by aminopropylated and chitosan. The vibrational spectroscopy helped to elucidate supposed modes of interaction between the Hg (II) and the primary and secondary amines and the oxygen functional groups present in the material. The material has pHpcz = 7.62. The adsorption experiments were carried out using a dosage of 10 g.L-1. The optimum pH for the removal of Hg (II) is equal to 8.0 with a percentage removal of Hg (II) equal to 98%. Kinetic studies of adsorption of Hg (II)- GMP-Sil Chit were performed at initial concentrations of Hg (II) of 3,3x10-5, 6,2x10-4, 1,5x10-3, 4,72x10-3, 6,76x10-3 e 1,66x10-2 mol.L-1 at temperatures of 30, 35, 40 and 45 ° C with equilibrium between 50 and 120 min. The fractional kinetic model was the best fit the experimental data, where kf increased with increasing temperature and nf behaved in a diversified way. Chemical analysis of heat can be obtained adsorption energies and enthalpies of interaction processes. The fractional kinetic model also fit the kinetic isotherms of energy release. The relationship between kf versus C0 enabled revealed the kinetic constant of adsorption and desorption allowing the calculation of the equilibrium constant for the temperatures of 30 and 45 ° C. The values of ΔG < 0, ΔH < 0e ΔS > 0, obtained for the interaction of Hg (II) adsorbent, defined as the process is exergonic, exothermic and spontaneous. The spontaneity of the adsorption process suggests that the new material is promising for the removal of Hg (II) in aqueous solutions. / Neste trabalho, avaliou-se o processo de interação do íon metálico divalente, Hg(II), com um novo material adsorvente formado a partir de três polímeros, a sílica, resina epóxi e a quitosana. Este material foi caracterizado por análise elementar CHN, espectroscopia vibracional na região do infravermelho, espectroscopia Raman, ressonância magnética nuclear, análise termogravimétrica, reflectância difusa na região do UV/Vis. As técnicas de caracterização confirmam a formação do híbrido entre os três polímeros e que as ligações se dão a partir da abertura dos anéis epóxi da resina pelos grupos amino da aminopropilsílica e da quitosana. As técnicas de espectroscopia vibracional auxiliaram na elucidação de supostos modos de interação entre o Hg(II) e as aminas primárias e secundárias e os grupos funcionais oxigenados presentes no material. O material apresenta pHpcz = 7,62. Os experimentos de adsorção foram realizados utilizando-se a dosagem de 10 g L-1. O pH ótimo para remoção de Hg(II) é igual a 8,0 com um percentual de remoção de Hg(II) igual a 98%. Os estudos cinéticos de adsorção de Hg(II) em Sil-BPF-Chit foram realizados nas concentrações iniciais de Hg(II) de 3,3x10-5, 6,2x10-4, 1,5x10-3, 4,72x10-3, 6,76x10-3 e 1,66x10-2 mol.L-1 nas temperaturas de 30, 35 40 e 45 °C, com tempos de equilíbrio entre 50 e 120 min. O modelo cinético de fracionário foi o que melhor se ajustou os dados experimentais, onde kf aumentou com o aumento da temperatura e nf comportouse de maneira diversificada. . Através das análises calorimétricas podem-se obter as energias de adsorção e a entalpias dos processos de interação. O modelo cinético fracionário também se ajustou as isotermas cinéticas de liberação de energia. A relação entre kf versus a C0 possibilitou revelou as constante cinéticas de adsorção e dessorção permitindo o cálculo da constante de equilíbrio para as temperaturas de 30 e 45 °C. Os valores de ΔG < 0, ΔH < 0e ΔS > 0, obtidos para o processo de interação de Hg(II) no adsorvente, definem que o processo é exergônico, exotérmico e espontâneo. A espontaneidade do processo de adsorção sugere que o novo material é promissor para a remoção de Hg (II) em soluções aquosas.

Polymer composites reinforced with fibers are of great interest in the automotive industry, with emphasis to epoxy resin reinforced with glass fibers However, these fibers exhibit abrasive behavior causing wear of equipment, making it susceptible to the loss of properties due to the breakdown of fibers during processing, high cost of manufacturing. In turn, the interest of companies and researchers for composite alternatives, using renewable resources, having a low cost and being biodegradable, has increased. The use of vegetable fibers in thermosetting in commercial applications has been promising, considering that they are not toxic, have low cost, are renewable sources and meet the demands of environmental preservation. In addition, the vegetable fibers are not abrasive to processing equipment and create composites with low susceptibility to loss of properties during processing. Among the wide variety of existing plant fibers, coir (coconut product), abundant in the state of Sergipe, with an average diameter of 0.25 mm and lower density than the glass fibers, it was studied as a strengthening component in the epoxy matrix (DGEBA), at the levels of 0, 10, 20 and 30% by weight, continuous and randomly oriented. These composites were tested in tension and bending and their surface examined by scanning electron microscopy (SEM). Among the properties evaluated, the increase in the level of reinforcement caused a significant increase in the tensile strength and bending modulus of the composites compared to pure resin. The microstructural observations revealed the failure mechanisms that can occur during fracture, and that the area of natural coconut fiber contributes to good adhesion with DGEBA (diglycidyl ether of bisphenol A). / Compósitos poliméricos reforçados com fibras sintéticas são de grande interesse na indústria automobilística, merecendo destaque as resinas epoxídicas reforçadas por fibras de vidro. No entanto, estas fibras apresentam comportamento abrasivo causando desgastes dos equipamentos, tornando-se susceptíveis à perda de propriedades, devido à quebra das fibras durante o processamento, alto custo de fabricação. Por sua vez, o interesse de empresas e pesquisadores por compósitos alternativos, que utilizem recursos renováveis, apresentem baixo custo e sejam biodegradáveis, tem aumentado. A utilização de fibras vegetais em termorrígidos nas aplicações comerciais tem sido promissora, tendo em vista que elas não são tóxicas, possuem baixo custo, são de fontes renováveis e atendem as novas exigências de preservação ambiental. Além disso, as fibras vegetais não são abrasivas a equipamentos de processo e geram compósitos com baixa susceptibilidade a perda de propriedades durante o processamento. Entre a grande variedade de fibras vegetais existentes, a fibra de coco (subproduto do coco), abundante no Estado de Sergipe, com diâmetro médio de 0,25 milímetros e densidade inferior a das fibras de vidro, foi estudada como componente de reforço na matriz epóxi (DGEBA),nos teores de 0, 10, 20 e 30% em peso, contínua e orientada aleatoriamente. Estes compósitos foram ensaiados em tração e flexão e sua superfície analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Dentre as propriedades avaliadas, o aumento no teor de reforço provocou um acréscimo significativo da resistência à tração e flexão e do módulo de elasticidade dos compósitos comparados com a resina pura. As observações microestruturais revelaram os mecanismos de falhas que podem ocorrer durante a fratura; e que a superfície singular da fibra de coco contribui para uma boa adesão com a DGEBA (diglicidil éter do bisfenol A).

Nanocompósitos híbridos a base de resinas epoxídicas e argilas organofílicas têm sido desenvolvidos resultando em materiais com características mecânicas e térmicas melhoradas em relação aos compósitos convencionais. Entretanto, a incorporação de argila modificada altera as características reocinéticas de cura do polímero epoxídico ao mesmo tempo em que influencia nas características microestruturais responsáveis pelas propriedades mecânicas finais do compósito. Na literatura poucos estudos foram feitos sobre o efeito da carga nanoestruturada sobre as características reocinéticas de cura e também a aplicação de técnicas analíticas dielétricas que permitam o monitoramento do processo de cura nas condições atuais de trabalho. O estudo das características reocinéticas, dinâmico-mecânicas e dielétricas de compósitos de matriz epoxídica reforçado com argila do tipo montmorilonita organofílica foi realizado neste trabalho. Foram usados três tipos de argilas montmoriloníticas organofílicas comerciais Cloisite, com diferentes agentes modificadores e capacidade de troca iônica. Foi determinado pela análise por calorimetria exploratória diferencial (DSC) que a cinética de cura do sistema epóxi-anidrido, constituído por resina éter diglicidílico de bisfenolA (DGEBA), agente endurecedor anidrido hexahidroftálico (HHPA) e acelerador benzildimetilamina (BDMA), curado em dois estágios de temperatura, a 85 e 150oC, obedece ao modelo cinético de Sourour-Kamal no estágio de 85oC e ao modelo cinético de ordem n no estágio de 150oC. A análise cinética mostrou o efeito de aceleração da cura pelos diferentes tipos e composições de argilas. A análise dinâmico-mecânica (DMA) revelou dois picos nas curvas da tangente de perda, tan d, relacionados com as etapas de reação autocatalítica e de ordem n no estágio de cura a 85oC. Entretanto, os resultados do DMA não evidenciaram o efeito de aceleração da argila sobre a cura dos compósitos. Por outro lado, a análise dielétrica (DEA) apresentou resultados equivalentes aos da análise por DSC, evidenciando o papel de acelerador da cinética de cura da argila organofílica. A difração de raios X mostrou que as argilas sofreram intercalação no processo de cura. Como conclusão, o trabalho mostrou que as técnicas de análise cinética por DSC e DEA podem determinar a influência dos diferentes tipos e composições de argilas organofílicas. Não se determinou a influência específica que um tipo de argila teve sobre as características cinéticas e mecânicas dos compósitos nas composições estudadas. / Hybrid nanocomposites based upon epoxy resin and organophylic clay mixes have been intensively studied because of their better mechanical and thermal properties as compared to conventional composites. Nevertheless when the organoclay is added to the epoxy reactive medium it does affect the thermoset polymer chemorheological behavior. Such interaction can define the composite ultimate mechanical properties. In the literature few works were done concerning the influence of nanostructured filler on the reactive medium chemorheology. Also the use of dielectric analysis as a tool for monitoring and evaluating the curing process of nanostructured composite will be of practical interest because this analytical technique can be used to study the curing process under actual processing condition. The aim of this work is the study of chemorheological, dynamic mechanical, and dielectric analysis of epoxyorganoclay composites. Composites prepared with epoxy-anhydride resin and three different modified organoclays were analysed through differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), dielectric analysis (DEA), and X-ray diffraction. The epoxy system is a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) resin, a hexahydrophtalic anhydride as curing agent, and benzyldimethylamine (BDMA) as accelerator mechanically mixed with commercial organoclay Cloisite and heat treated in two stages: one, at 85oC where the chemical reaction occurs; and a second higher temperature stage, at 150oC, where the full cure is attained. The kinetics analysis revealed that the lower temperature cure obeys the Sourour-Kamal model, whereas the higher temperature post cure stage follows the order n model kinetics. The kinetics analysis also revealed the effect of clay as accelerator. The DMA tan d presented two distinct peaks related to the autocatalytic and n-order kinetics steps. However, the DMA results did not showed any evidence of the accelerating effect of clay. On the other side the DEA analysis presented equivalent results of DSC. The X-ray difractograms showed clay intercalation on composites studied. As conclusion the DSC and DEA techniques can be used as analytical tool to determine the influence of incorporation of organoclay on reactive polymer medium.

Bisfenol A (BPA) är ett propanderivat med två fenolgrupper. Det syntetiserades för första gången år 1905 av Thomas Zincke vid Marburgs universitet. När en polymerkemist upptäckte att det kunde användas för att bilda polykarbonatplaster växte dess popularitet. Idag är BPA-industrin en miljardindustri och många av oss använder dagligen plaster där denna kemikalie ingår. Nu har det gjorts nya toxikologiska undersökningar som visar att BPA kanske inte är så ofarligt som man tidigare trott. Vårt största intag av föreningen sker via mag-tarmkanalen genom att det kan läcka från olika slags plastföremål i kontakt med livsmedel. Enligt en panel sammansatt av USA:s National Institutes of Health finns det en risk för negativa effekter på hjärna och beteende hos barn. Reaktionerna på riskbedömningarna har varierat och detta examensarbete vill presentera några argument för vikten av att undersöka BPA: s hälsorisker mer. Syftet med detta examensarbete är att med en litteraturstudie undersöka en del av vad som finns dokumenterat om BPA: s hälsorisker för människan, typ av genomförda toxikologiska undersökningar och hur dessa resultat har påverkat företag och länder. Denna litteraturstudie visar att det finns stor bredd på tolkningen av de toxikologiska studiernas resultat och därmed är det osäkert om det finns hälsorisker eller inte. Det finns omdebatterade resultat som tyder på en ökad risk av toxikologiska effekter, till exempel skada på hjärta hos barn men det finns ingen fastställd hälsorisk för människor. Mer standardisering behövs i forskningen för att ge den en högre kvalitet och göra studier mer jämförbara. / Bisphenol-A (BPA) is a propane derivative with two phenol groups. It was synthetisized for the first time in the year of 1905 by Thomas Zincke at the Marburg University. When a polymer chemist discovered that it could be used to form polycarbonate plastics its popularity grew. Today the chemistry of BPA is a billion industry and many of us use daily plastics in which this chemical is used for. Many new toxicological studies have shown that BPA maybe is not as friendly as before thought. Our biggest exposure to it is orally because it can leak from different plastics with contact to food. According to a panel assembled by USA’s National Institutes of Health there is a risk of negative effects on brain and behaviour on children. The reactions of the risk assessment have been different and this thesis wants to show some arguments for the importance of exploring the health risks of BPA more. The purpose of this thesis is to use a literature study to investigate a part of what is documented about the health effects of BPA on humans, the kind of toxicological studies performed and how their results have affected companies and countries. The literature study shows that the width of interpretation of the toxicological studies’ results is big and thus that it is uncertain if there are health effects or not. There are some uncertain results facts funded on conflict that show a heightened risk for toxicological effects, for example damage on heart and changes in behavior in infants but there is no empirically stated health risk in humans. More standardization in research is needed for giving it a higher quality and thus making it more comparable.

Spheres of chitosan were prepared and crosslinked with sodium tetraborate and the epoxy resin PY-340 to obtain the hybrid materials QUIT-BORAX and QUIT-EPOXI, respectively. The hybrid QUIT-EPOXI was reacted with sodium tetraborate to obtain the hybrid QUIT-EPOXI-BORAX. The spheres of raw chitosan and the new hybrid materials were characterized by determining the pH of zero point charge, thermogravimetry, infrared absorption spectroscopy and scanning electron microscopy. Interactions processes of the dyes methylene blue (AM) and remazol Red (VR) with the hybrids were evaluated using adsorption tests in acidic and alkaline media (pH 4 and pH 10 buffered solutions, respectively) at 30 °C. In the tests of AM adsorption using AM initial concentration of 8.8 mg L-1 in pH 10 buffered solution, the AM adsorbed amounts on QUIT BORAX, QUIT-EPOXY and QUIT-EPOXY-BORAX were 1.438, 1.970 and 1.385 mg g-1, respectively. These values correspond, respectively, to 32.81%, 35.49% and 31 70%, indicating the following affinity order for AM adsorption: QUIT-EPOXY > BORAX-QUIT > QUIT-EPOXY-BORAX. In the interactions of the VR dye (initial concentration of 6.3 mg L-1, pH 4 buffered solution) with the materials, this dye was only adsorbed on the QUIT-BORAX-EPOXY material with an adsorbed amount, of 1.808 mg g-1, corresponding to 58.21% of removal of VR. It was observed that the materials have not affinity for AM in pH 4, and the VR dye was not adsorbed on the materials using pH 10 buffered solution. The best release results of the impregnated AM indicated the following dye release order: QUIT-EPOXY-BORAX (74.7%) > QUIT-BORAX (64.1%) > QUIT-BORAX (41.8%), during approximately seven days. The experiments have shown that the obtained hybrid materials can be used in the application of cationic species in carrier systems. / Esferas de quitosana foram preparadas e reticuladas com tetraborato de sódio e resina epóxi PY-340 obtendo-se os materiais híbridos QUIT-BÓRAX e QUIT-EPÓXI, respectivamente. O híbrido QUIT-EPÓXI foi tratado com tetraborato de sódio para obtenção do híbrido QUIT-EPÓXI-BÓRAX. As esferas de quitosana pura e os novos materiais híbridos obtidos foram caracterizadas por determinação do pH do ponto de carga zero, termogravimetria, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. Processos de interações dos corantes azul de metileno (AM) e vermelho de remazol (VR) com os materiais obtidos foram avaliados através de testes de adsorção em meio ácido e em meio alcalino (tampões pH 4 e pH 10) na temperatura de 30 °C. Nos testes de adsorção do corante AM, na concentração inicial de 8,8 mg L-1, em tampão pH 10, a quantidade adsorvida no material QUIT-BÓRAX foi de 1,438 mg g-1. Para o material QUIT-EPÓXI, a quantidade adsorvida foi de 1,970 mg g-1 e para o material QUIT-EPÓXI-BÓRAX foi encontrado um valor de 1,385 mg g-1 correspondendo a 32,81%, 35,49% e 31,70%, respectivamente, indicando que a afinidade dos materiais pelo corante AM em meio alcalino decresce na ordem: QUIT-EPÓXI > QUIT-BÓRAX > QUIT-EPÓXI-BÓRAX. Nas interações entre o corante VR (concentração inicial de 6,3 mg L-1, tampão pH 4) e os materiais obtidos observou-se que apenas o material QUIT-EPÓXI-BÓRAX adsorveu o corante aniônico, apresentando um valor de quantidade adsorvida de 1,808 mg g-1, correspondendo a 58,21% de remoção do corante. Os materiais não tiveram afinidade pelo corante AM em tampão pH 4, nem pelo corante VR em tampão pH 10. Os melhores resultados dos testes de liberação do corante AM impregnado nos três materiais indicaram que o percentual de liberação decresce na ordem: QUIT-EPÓXI-BÓRAX (74,7%) > QUIT-BÓRAX (64,1%) > QUIT-BÓRAX (41,8%), durante um período de aproximadamente sete dias. Os experimentos realizados mostraram que os materiais híbridos obtidos podem ser utilizados para aplicação de espécies químicas de natureza catiônica em sistemas carreadores.