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.

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. / 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.

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. / 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.

No description available.

No description available.

Submitted in fulfillment of the requirements of the Degree of M.Tech.: Mechanical Engineering, Durban University of Technology, 2017. / Fatigue crack initiation and propagation behaviour of CFRP have been of great importance because such composites are often used in engineering components that are subjected to continuous cyclic loading. The objective of this thesis work was to investigate the damage characteristics of the fatigue properties of CFRP composites by the modification of the polymer matrix with nanoclay addition. Carbon fibre reinforced epoxy was produced via vacuum assisted resin infusion moulding method (VARIM) with nanoclay concentrations of 0wt%, 1wt%, 3wt% and 5wt%. Tension-tension fatigue tests were conducted at loading levels of 90%, 75% and 60%. The frequency that was used was 3Hz with R value of 0.1. The results showed that at nanoclay percentages of 0wt%, 1wt% and 3wt% there was a consistent trend, where the number of cycles increased in fatigue loading percentages of 90%, 75% and 60%. At 5wt% nanoclay percentage the number of fatigue cycles dropped significantly at the 90% fatigue loading. The brittle nature of the 5wt% laminate became dominate and the sample fractured early at low fatigue cycle numbers. At the 75% fatigue loading, the number of cycles increased and at 60% fatigue loading the 5wt% nanoclay sample exceeded the number of cycles of all the nanoclay percentages by 194%. This was due to the intercalated arrangement of the nanoclays favouring the slow rate of surface temperature increase, during fatigue testing, at low fatigue cycle loading. The Crack Density analysis was performed and showed that at the same time in the fatigue cycle life, the 1wt% had 55 cracks, 3wt% had 52 cracks and the 5wt% had 50 cracks, for the 60% fatigue loading. This proved that it took longer for the cracks to initiate and propagate through the sample as the nanoclay percentage increased. Impact and hardness testing showed that the 5wt% exhibited brittle behaviour, which contributed to the results above. Scanning electron microscopy examination highlighted that the agglomeration of nanoclays delayed the crack initiation and propagation through the specimen and that the extent of fatigue damage decreased as the nanoclay percentage increased. A fatigue failure matrix was developed and showed that delamination, fibre breakage and matrix failure were the predominate causes for the fatigue failure. / M

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. / 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.

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:16:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ParadaHernandez_NataliaLorena_D.pdf: 3619653 bytes, checksum: 89e5fe01b39a1e7b4df6202248e4f9c5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo desta pesquisa é sintetizar um biopolímero a partir do óleo de mamona usando um processo não tóxico, tanto na síntese da resina epoxídica quanto no processo da sua cura, visando obter assim um biomaterial com características adequadas para uso na área médica. Para isso, foi necessária a funcionalização do óleo de mamona, por meio do processo de epoxidação, para posterior utilização como monômero na síntese do biopolímero. O processo de epoxidação foi realizado utilizando um sistema catalítico verde (H2O2/Al2O3/acetato de etila). Inicialmente, foi realizada a epoxidação do ricinoleato de metila (componente modelo), para a avaliação da eficiência do processo de epoxidação. Neste estudo foi utilizada a metodologia de planejamento de experimentos, a qual possibilitou definir as variáveis significativas do processo de epoxidação. A epoxidação do componente modelo foi monitorada por meio de Cromatografia Gasosa acoplada a um Detector de Ionização de Chama (GC-FID). Os resultados mostraram alta conversão (99%), em poucas horas de reação (2h), e ausência de subprodutos (99% de seletividade). Com esses resultados, procedeu-se com a epoxidação do óleo de mamona, cuja eficiência do processo foi avaliada por meio de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia Raman (FT-Raman) e Ressonância Magnética Nuclear de Prótons (1HNMR). Após epoxidação do óleo de mamona, foi avaliada a reação de polimerização do óleo de mamona epoxidado (ECO) usando ácidos carboxílicos (ácido cítrico) como comonômero, utilizando a técnica de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), FTIR, Análise Termogravimétrica (TGA) e testes de capacidade de inchamento. Os resultados obtidos indicam que o processo de polimerização estudado é viável, obtendo-se um poliéster reticulado. Visando a possível aplicação do poliéster obtido na engenharia de tecidos e área médica, foi realizada a análise de citotoxicidade do polímero obtido, usando células Vero (fibroblastos). O resultado da análise de citotoxicidade mostrou a não toxicidade do polímero sintetizado em células Vero (fibroblastos) / Abstract: The target of this research is to synthesize a biopolymer from castor oil using a nontoxic process, not only in the epoxy resin synthesis but also in its curing process, aiming to obtain a biomaterial with suitable characteristics for medical applications. With this purpose, castor oil was functionalized using an epoxidation process in order to be used as monomer in the biopolymer synthesis. Epoxidation process was performed using a green catalytic system (H2O2/Al2O3/ethyl acetate). Initially, it was carried out the epoxidation of methyl ricinoleate (model compound) for evaluating the epoxidation process efficacy by using experimental design methodology, allowing in this way to define the significant epoxidation process variables. Model compound epoxidation was monitored by gas chromatography equipped with a flame ionization detector (GC-FID). The evaluation of the results showed high conversion (99%) in a few hours (around 2hs) without byproduct formation (99% selectivity). Taking into account these results, it was performed the castor oil epoxidation and the process efficacy was evaluated by Fourier transform infrared (FT-IR), Raman Spectroscopy and 1H NMR. After castor oil epoxidation, epoxidized castor oil (ECO) polymerization using carboxylic acids (citric acid) as comonomer was evaluated by Differential Scanning Calorimetry (DSC), FTIR, Thermogravimetric Analyses (TGA) and swelling tests. The obtained results showed that polymerization process is viable and it was obtained a cross-linked polyester. In order to evaluate the potential application of the obtained polymer in the medical field, it was performed a cytotoxicity assay using Vero cells (fibroblast type). Cytotoxicity results showed nontoxic effect of synthesized polyester on Vero cells / Doutorado / Engenharia Química / Doutora em Engenharia Quimica

A commercial epoxy, diglycidyl ether of bisphenol-A, was modified by two different routes. One was the addition of silica to produce epoxy composites. Three different silane coupling agents, glycidyloxypropyl trimethoxy silane (GPS), -methacryloxypropyl trimethoxy silane (MAMS) and 3-mercaptopropyltriethoxy silane (MPS), were used as silica-surface modifiers. The effects of silica content, together with the effects of chemical surface treatment of silica, were studied. The results indicate that epoxy composites with silica exhibit mechanical and tribological properties as well as curing kinetics different than the pure epoxy. The optimum silica content for improved mechanical and tribological properties (low friction coefficient and wear rate) was different for each type of silane coupling agent. An unequivocal correlation between good mechanical and improved tribological properties was not found. Activation energy of overall reactions was affected by the addition of silica modified with MAMS and MPS, but not with GPS. The second route was modification by fluorination. A new fluoro-epoxy oligomer was synthesized and incorporated into a commercial epoxy by a conventional blending method. The oligomer functioned as a catalyst in the curing of epoxy and polyamine. Thermal stability of the blends decreased slightly at a high oligomer content. Higher wear resistance, lower friction coefficient and higher toughness were found with increasing oligomer content; thus in this case there was a correlation between good mechanical and improved tribological properties. The results indicated that increasing toughness and formation of a transfer film contribute to improved tribological performances.