Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-26Bitstream added on 2014-06-13T20:35:22Z : No. of bitstreams: 1 almeida_dv_me_ilha.pdf: 1116304 bytes, checksum: 4ec5e76bbfd3a7604e350c27088d4da2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho discute a viabilidade da substituição do estabilizante térmico a base de chumbo pelo de cálcio-zinco na produção de tubos de pvc rígido, através de análise em resultados experimentais, obtidos diretamente na indústria. De forma objetiva, foi descrito o processo de fabricação, bem como as matérias primas utilizadas e os ensaios , utilizados durante a fabricação. Foram realizados vários ensaios em doze lotes, de seis tubos de diferentes bitolas, produzidos nas plantas de Penápolis(S.P) e Simões Filho(BA), do grupo Asperbrás, de acordo com normas ditadas pela ABNT. Para cada produto (tubo), foram produzidos dois lotes distintos, um com estabilizante a base de chumbo e o outro com estabilizante a base de cálcio-zinco. A princípio, manteve-se iguais, todas as outras características de processamento, permitindo assim uma melhor análise dos resultados obtidos. Os dados obtidos, depois de analisados, permite-nos concluir,que sob o ponto de vista técnico, essa mudança é inteiramente satisfatória, pois conseguimos uma melhora significativa nas propriedades físicas do produto final, aumento de produtividade em torno de 6%, diminuição do índice de lotes rejeitados e por fim a eliminação definitiva do chumbo nas formulações das blendas, atendendo os apelos dos ecologistas e ambientalistas. Já sob o ponto de vista econômico, ficou claro, que, considerando apenas os custos diretos dos dois produtos, os estabilizantes a base de cálcio-zinco, são mais caros cerca de 25%, quando comparados aos de chumbo. Porém, quando utilizados em formulações de compostos, em quantidades adequadas ao processo, juntamente com os outros componentes, essa diferença pode praticamente se anular, viabilizando economicamente a tal mudança. / In this work it was discussed the viability of substituting the thermo stabilizer based on lead by the calcium-zinc in the production of rigid PVC pipes, through analysis of experimental results obtained directly from the industry. Briefly, it was described the process of manufacture, as well as, the materials and assays used during the manufacturer. It were performed several assays in twelve portions of six pipes with different diameters, produced in the factories of Penápolis, São Paulo and Simões Filho, Bahia, Brazil, belonging to the Asperbras group, according to the rules from ABNT (Brazilian Association of Technical Rules). For each product (pipe) it were produced two distinct groups, one with the stabilizing based on lead and the other with the calcium-zinc stabilizing. At first, it was maintained unchanged all the other characteristics of processing, allowing a better analysis of the obtained results. The analyzed data allow the conclusion that according to the technical point of view, this change is totally satisfactory, since we got a good improvement in the physical properties of the final product, as well as, an increase in the yield around 6%, in addition to a decrease in the non-acceptable portions. At the end, it was obtained a definitive elimination of lead in the blends formulations, in accordance to the ecologists and environmentalist's appeals. Under the economical point of view it has become clear, that if consider just the direct costs of the two products, the stabilizers based on calcium-zinc are around 25% more expensive when compared to the lead based products. However, when utilize the calcium-zinc stabilizers in appropriated formulations of compounds and in quantities appropriated to the process, with the other components, this difference is not significant, turning viable this new formulation.

O objetivo deste trabalho é otimizar formulações de estabilizantes térmicos para PVC (policloreto de vinila) pelo uso de técnicas de projetos de mistura, estendida a problemas com informação incompleta. O problema de mistura consiste em minimizar o custo de formulação enquanto se obtém um produto que satisfaça especificações técnicas e de mercado. No caso estudado, as formulações são misturas de 8 a 10 componentes, em sua grande maioria, escolhidos a partir de 16 compostos básicos. Cada composto confere diferente característica à formulação final, podendo existir interação entre eles. As características de interesse das misturas foram obtidas a partir das análises reológicas do composto de PVC, obtidas em um reômetro de torque (modelo Haake), em que foram usadas as formulações dos estabilizantes. Resultados contidos em um banco de dados, em que muitos testes diferentes e formulações comerciais foram analisados, foram aproveitados para a construção dos modelos correlacionando estas características com a composição. Como o número de experimentos que seriam necessários para obter a informação completa para a descrição da mistura seria proibitivo, modelos de mistura foram construídos usando regressão por componentes principais (PCR) e mínimos quadrados parciais (PLS). O problema de projeto de misturas foi traduzido em termos de problemas de programação linear e não linear, dependendo do tipo do modelo. Para evitar problemas de extrapolação que poderiam resultar devido à pobreza da informação, equações adicionais que restringem a solução ao conjunto onde a informação foi avaliada (o espaço gerado pelos componentes principais, definidos a partir da correlação) foram adicionados ao problema. Este procedimento corresponde a uma inovação com relação ao problema de mistura. Os resultados obtidos com os modelos são comparados com experimentos para validação do estudo executado. / The objective of this work is to optimize the formulations of heat stabilizers for PVC (Poly Vinyl Chloride) by means of mixture design techniques extended to deal with problems with incomplete information. The mixture design problem consists in minimizing the cost of the formulation while obtaining a product that satisfies technical and market specifications. In the case studied, the formulations are mixtures of 8 to 10 components chosen out from 16 basic compounds. Each of the compounds confers different characteristics to the final formulation, and there can be interactions between them. The characteristics of interest of the mixtures are obtained from assays performed in a standard torque rheometer (Haake model) for different stabilizer formulations. Data from a database, in which many different test and commercial formulations are recorded, were used in order to build models that correlate the properties with the compositions. As the number of data points that would be needed in order to obtain the necessary information for a complete description of the mixture would be prohibitive, mixture models were built using Principal Components Regression (PCR) and Pseudo-Least Squares Regression (PLS). The mixture design problem was expressed in terms of Linear and Nonlinear programming techniques, depending on the type of model used. In order to avoid extrapolation problems that would result from the poor availability of information, additional equations that confines the solution to the subset where information is available (the space spanned by the main loading vectors retained for correlation) are added to the problem. This is an extension to the standard mixture design problem. Solutions obtained are compared to validation experiments.

O objetivo deste trabalho é otimizar formulações de estabilizantes térmicos para PVC (policloreto de vinila) pelo uso de técnicas de projetos de mistura, estendida a problemas com informação incompleta. O problema de mistura consiste em minimizar o custo de formulação enquanto se obtém um produto que satisfaça especificações técnicas e de mercado. No caso estudado, as formulações são misturas de 8 a 10 componentes, em sua grande maioria, escolhidos a partir de 16 compostos básicos. Cada composto confere diferente característica à formulação final, podendo existir interação entre eles. As características de interesse das misturas foram obtidas a partir das análises reológicas do composto de PVC, obtidas em um reômetro de torque (modelo Haake), em que foram usadas as formulações dos estabilizantes. Resultados contidos em um banco de dados, em que muitos testes diferentes e formulações comerciais foram analisados, foram aproveitados para a construção dos modelos correlacionando estas características com a composição. Como o número de experimentos que seriam necessários para obter a informação completa para a descrição da mistura seria proibitivo, modelos de mistura foram construídos usando regressão por componentes principais (PCR) e mínimos quadrados parciais (PLS). O problema de projeto de misturas foi traduzido em termos de problemas de programação linear e não linear, dependendo do tipo do modelo. Para evitar problemas de extrapolação que poderiam resultar devido à pobreza da informação, equações adicionais que restringem a solução ao conjunto onde a informação foi avaliada (o espaço gerado pelos componentes principais, definidos a partir da correlação) foram adicionados ao problema. Este procedimento corresponde a uma inovação com relação ao problema de mistura. Os resultados obtidos com os modelos são comparados com experimentos para validação do estudo executado. / The objective of this work is to optimize the formulations of heat stabilizers for PVC (Poly Vinyl Chloride) by means of mixture design techniques extended to deal with problems with incomplete information. The mixture design problem consists in minimizing the cost of the formulation while obtaining a product that satisfies technical and market specifications. In the case studied, the formulations are mixtures of 8 to 10 components chosen out from 16 basic compounds. Each of the compounds confers different characteristics to the final formulation, and there can be interactions between them. The characteristics of interest of the mixtures are obtained from assays performed in a standard torque rheometer (Haake model) for different stabilizer formulations. Data from a database, in which many different test and commercial formulations are recorded, were used in order to build models that correlate the properties with the compositions. As the number of data points that would be needed in order to obtain the necessary information for a complete description of the mixture would be prohibitive, mixture models were built using Principal Components Regression (PCR) and Pseudo-Least Squares Regression (PLS). The mixture design problem was expressed in terms of Linear and Nonlinear programming techniques, depending on the type of model used. In order to avoid extrapolation problems that would result from the poor availability of information, additional equations that confines the solution to the subset where information is available (the space spanned by the main loading vectors retained for correlation) are added to the problem. This is an extension to the standard mixture design problem. Solutions obtained are compared to validation experiments.