Neste trabalho foram estudadas as propriedades de compósitos de polipropileno (PP) com fibras de coco maduro, as quais são produzidas em grande quantidade como um subproduto da industrialização da fruta no Brasil. Foram utilizados dois diferentes modos de processamento, em câmara de mistura e em extrusora de dupla rosca. A moldagem dos compósitos foi feita por compressão e injeção. Para aumentar a adesão entre as fases foram utilizados dois agentes de acoplamento macromoleculares: um PP modificado com anidrido maleico comercial (PPAM) e um PP modificado com viniltrietoxisilano preparado em laboratório (PPVTES). Os compósitos foram caracterizados através de testes mecânicos, análises térmicas, análises dinâmico-mecânicas, testes de impacto, testes de absorção de água e microscopia eletrônica de varredura. A partir dos compósitos preparados em câmara de mistura determinou-se a melhor concentração de agentes de acoplamento, 0,5% para 10% de fibra, pois esta razão de concentrações produziu as melhores propriedades. Os resultados mostraram que o PPVTES foi mais eficiente nos valores dos módulos, enquanto que o PPAM foi mais eficiente na tensão máxima. A moldagem por compressão resultou em propriedades semelhantes nos compósitos preparados pelos dois tipos de processamento, porém a moldagem por injeção dos compósitos preparados por extrusão resultou nas melhores propriedades. Na extrusora foram preparados compósitos contendo 30% de fibras, utilizando dois perfis de temperatura. A condição que utilizou temperatura mais alta produziu compósitos com melhores propriedades e com o efeito mais pronunciado dos agentes de acoplamento. / The properties of coir fiber/polypropylene (PP) composites were studied. Coir fibers are obtained in great quantities as by-products from the coconut industrialization in Brazil. Two different processing methods were employed: processing in an internal mixer and in a twinscrew extruder. The products were compression-moulded and injection-moulded. Two macromolecular coupling agents were used in order to increase the interfacial adhesion: a commercial maleic anhydride-modified PP (PPMA) and a laboratory-made vinyltriethoxysilane-modified PP (PPVTES). The composites were characterized through mechanical tests, thermal analysis, dynamic-mechanical analysis, impact tests, water absorption experiments and scanning electron microscopy. From the composites prepared in the internal mixer, the best concentration ratio of the coupling agents was determined as 0.5wt% to 10wt% fibers, since this ratio lead to the better properties. The results showed that PPVTES was more efficient on the modulus values while PPMA was more efficient on the tensile strength results. The compression moulding resulted in similar properties for both processing methods however the injection moulding of the extruded composites resulted in the best properties at all. Composites containing 30wt% of fibers were prepared in the extruder, using two different temperature profiles. The profile with higher temperature produced composites with better properties and with increased coupling agents effect.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades de compósitos de polipropileno (PP) com fibras de coco maduro, as quais são produzidas em grande quantidade como um subproduto da industrialização da fruta no Brasil. Foram utilizados dois diferentes modos de processamento, em câmara de mistura e em extrusora de dupla rosca. A moldagem dos compósitos foi feita por compressão e injeção. Para aumentar a adesão entre as fases foram utilizados dois agentes de acoplamento macromoleculares: um PP modificado com anidrido maleico comercial (PPAM) e um PP modificado com viniltrietoxisilano preparado em laboratório (PPVTES). Os compósitos foram caracterizados através de testes mecânicos, análises térmicas, análises dinâmico-mecânicas, testes de impacto, testes de absorção de água e microscopia eletrônica de varredura. A partir dos compósitos preparados em câmara de mistura determinou-se a melhor concentração de agentes de acoplamento, 0,5% para 10% de fibra, pois esta razão de concentrações produziu as melhores propriedades. Os resultados mostraram que o PPVTES foi mais eficiente nos valores dos módulos, enquanto que o PPAM foi mais eficiente na tensão máxima. A moldagem por compressão resultou em propriedades semelhantes nos compósitos preparados pelos dois tipos de processamento, porém a moldagem por injeção dos compósitos preparados por extrusão resultou nas melhores propriedades. Na extrusora foram preparados compósitos contendo 30% de fibras, utilizando dois perfis de temperatura. A condição que utilizou temperatura mais alta produziu compósitos com melhores propriedades e com o efeito mais pronunciado dos agentes de acoplamento. / The properties of coir fiber/polypropylene (PP) composites were studied. Coir fibers are obtained in great quantities as by-products from the coconut industrialization in Brazil. Two different processing methods were employed: processing in an internal mixer and in a twinscrew extruder. The products were compression-moulded and injection-moulded. Two macromolecular coupling agents were used in order to increase the interfacial adhesion: a commercial maleic anhydride-modified PP (PPMA) and a laboratory-made vinyltriethoxysilane-modified PP (PPVTES). The composites were characterized through mechanical tests, thermal analysis, dynamic-mechanical analysis, impact tests, water absorption experiments and scanning electron microscopy. From the composites prepared in the internal mixer, the best concentration ratio of the coupling agents was determined as 0.5wt% to 10wt% fibers, since this ratio lead to the better properties. The results showed that PPVTES was more efficient on the modulus values while PPMA was more efficient on the tensile strength results. The compression moulding resulted in similar properties for both processing methods however the injection moulding of the extruded composites resulted in the best properties at all. Composites containing 30wt% of fibers were prepared in the extruder, using two different temperature profiles. The profile with higher temperature produced composites with better properties and with increased coupling agents effect.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades de compósitos de polipropileno (PP) com fibras de coco maduro, as quais são produzidas em grande quantidade como um subproduto da industrialização da fruta no Brasil. Foram utilizados dois diferentes modos de processamento, em câmara de mistura e em extrusora de dupla rosca. A moldagem dos compósitos foi feita por compressão e injeção. Para aumentar a adesão entre as fases foram utilizados dois agentes de acoplamento macromoleculares: um PP modificado com anidrido maleico comercial (PPAM) e um PP modificado com viniltrietoxisilano preparado em laboratório (PPVTES). Os compósitos foram caracterizados através de testes mecânicos, análises térmicas, análises dinâmico-mecânicas, testes de impacto, testes de absorção de água e microscopia eletrônica de varredura. A partir dos compósitos preparados em câmara de mistura determinou-se a melhor concentração de agentes de acoplamento, 0,5% para 10% de fibra, pois esta razão de concentrações produziu as melhores propriedades. Os resultados mostraram que o PPVTES foi mais eficiente nos valores dos módulos, enquanto que o PPAM foi mais eficiente na tensão máxima. A moldagem por compressão resultou em propriedades semelhantes nos compósitos preparados pelos dois tipos de processamento, porém a moldagem por injeção dos compósitos preparados por extrusão resultou nas melhores propriedades. Na extrusora foram preparados compósitos contendo 30% de fibras, utilizando dois perfis de temperatura. A condição que utilizou temperatura mais alta produziu compósitos com melhores propriedades e com o efeito mais pronunciado dos agentes de acoplamento. / The properties of coir fiber/polypropylene (PP) composites were studied. Coir fibers are obtained in great quantities as by-products from the coconut industrialization in Brazil. Two different processing methods were employed: processing in an internal mixer and in a twinscrew extruder. The products were compression-moulded and injection-moulded. Two macromolecular coupling agents were used in order to increase the interfacial adhesion: a commercial maleic anhydride-modified PP (PPMA) and a laboratory-made vinyltriethoxysilane-modified PP (PPVTES). The composites were characterized through mechanical tests, thermal analysis, dynamic-mechanical analysis, impact tests, water absorption experiments and scanning electron microscopy. From the composites prepared in the internal mixer, the best concentration ratio of the coupling agents was determined as 0.5wt% to 10wt% fibers, since this ratio lead to the better properties. The results showed that PPVTES was more efficient on the modulus values while PPMA was more efficient on the tensile strength results. The compression moulding resulted in similar properties for both processing methods however the injection moulding of the extruded composites resulted in the best properties at all. Composites containing 30wt% of fibers were prepared in the extruder, using two different temperature profiles. The profile with higher temperature produced composites with better properties and with increased coupling agents effect.

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A incorporação de nanocargas minerais e vegetais em matriz polimérica tem sido estudada, principalmente, com o objetivo de melhorar as propriedades de desempenho mecânico dos polímeros para aplicações industriais diversas. As argilas organofilizadas e as fibras vegetais estão entre os materiais que se destacam como cargas adicionadas ao polímero para a formação de nanocompósitos. Essa área de estudo tem despertado interesse também devido à obtenção de melhorias de propriedades físicas, químicas e mecânicas desses materiais quando comparadas às dos materiais compósitos tradicionais. O objetivo da pesquisa foi estudar algumas dessas propriedades em nanocompósitos produzidos com polipropileno, argila esmectítica brasileira e fibra do ouriço da castanha-do-brasil, com ênfase na melhora das propriedades mecânicas. Inicialmente, os materiais componentes foram caracterizados por diversos ensaios, tais como, difração de raios X, granulometria, infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, temperatura de degradação térmica, além de ensaios específicos para medir características individuais da argila, como, viscosidade Fann, inchamento de Foster, limite de plasticidade, fluorescência de raios X, entre outros. Posteriormente, o polipropileno graftizado com anidrido maleico (PP-g-MA) foi incorporado ao PP puro (PP), em extrusora dupla rosca, nas proporções de 5%, 10% e 20% em peso e injetados os corpos de prova para os ensaios de tração e impacto. A partir dos resultados das propriedades mecânicas definiu-se o uso de 5% de PP-g-MA para preparação dos nanocompósitos definitivos. Finalmente, variou-se a quantidade de fibra na composição. Foram obtidos nanocompósitos de polipropileno (PP) e 5% PPg- MA reforçado com 5% em peso da argila organofilizada e fibra do ouriço da castanha-do-brasil em três proporções 5%, 10% e 15% em peso. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas (DRX, MEV, FTIR, TG/DSC) e medidas as resistências mecânicas à tração, flexão e impacto. Todos os nanocompósitos apresentaram aumento na resistência mecânica quando comparados ao polímero sem argila e fibra. / The incorporation of vegetable and mineral nanofillers in polymer matrix has been studied mainly in order to improve the mechanical performance properties of polymers for various industrial applications. The organoclays and vegetable fibers are among the materials that stand out as fillers added to polymer for the formation of nanocomposites. This study has also attracted interest owing to achieve improvements in various properties when compared to other traditional composite materials. This study aims to investigate the effects of adding organophilic clay and brazilian nut fibers on the some physical, chemical and mechanical properties of polypropylene nanocomposite. Initially, The component materials were characterized by tests, such as X-ray diffraction, particle size, infrared, scanning electron microscopy, thermal degradation, as well as specific assays for measuring individual characteristics and properties of the clay, for example, viscosity Fann, Foster swelling, plasticity limit, X-ray fluorescence, among others. In the second step, the graftizado polypropylene with maleic anhydride (PP-g-MA) was incorporated into the pure PP, extruded in proportions of 5 weight%, 10 weight% and 20 weight% and injected the samples for tensile and impact tests. From the results of mechanical properties was defined using 5 weight% of PP-g-Ma for the incorporation into pure PP. Finally, samples were prepared containing only polymer, graftizado polymer/clay, graftizado polymer/clay/ fiber. The addition of clay was 5 weight% and the fiber was added to 5 weight%, 10 weight% and 15% by weight, respectively. The nanocomposites were prepared double-screw extruder and the samples injection molded, then, they were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope (SEM), thermal analysis (TG/DSC), infrared spectroscopy and mechanical strength, flexural and impact test. All the nanocomposites increased mechanical properties as compared to polymer without clay and fibers.

RIOS, A. S. Mechanical behavior of recycled polypropylene reinforced by coconut fibers using X-ray tomography and digital image correlation. 2015. 178 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-08T12:10:33Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-11T14:56:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T14:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Natural fibers has recently gained attention due to low environmental impact, low cost and easy availability. In this study, morphological and mechanical characterization s were carried out on Brazilian coconut fibers in the 'as received' and superficially treated conditions (NaOH, heated and NaOH followed by heating), o n coconut fiber mats manufactured by compres sing, polypropylene (PP), recycled polypropylene (RPP) and composites involving these materials. Scanning Electron Microscopy (SEM) and X - ray tomography (XRT) were performe d for morphological analysis and uni directional tensile test following by D igital I mage C orrelation (DIC) and infrared thermography were used for mechanical analysis . SEM analysis showed that the chemically treated coconut fibers have sharper external cell walls and circular particles with diameters of approximately 10 μm . The fibers hav e different interfaces within the composite: fiber - matrix, fiber - latex and fiber - fiber. XRT presented the main constituents of natural coconut fiber with an area of about 57 to 60% of internal voids and a mat composed by multidirectional fibers involved by latex . Coconut fibers distribution is related to the injection direction during composites manufacturing. The volume fraction of coconut fibers in composites and impurities in PP and RPP were determined in 3D direction. Some coconut fibers not fully invol ved by matrix demonstrate the incompatibility between fiber and matrix. The initial modulus (modulus of elasticity) and tensile strength decreased with increasing diameters for the four conditions of coconut fibers . DIC analysis showed heterogeneous strain s fields on coconut fibers and on mats; the displacement fields showed the rupture process of coconut fiber. Poisson’s ratio on the manufactured materials was determined through the transverse and longitudinal strains found in the elastic region . The cocon ut fibers and the recycling of polypropylene influenced on the mechanical properties of the polymers. The DIC identified strain fields and yielding formation mechanisms on PP and the infrared thermography indicates that the adiabatic process onset during t he plastic deformation was formed during the alignment of polymer chains. The heating zones were governed by post - yeld regime and presented parabolic shapes with localized peak temperature. A numerical model could predict the stress - strain curve until the maximum stress on the materials of this work. Through numerical parameters obtained by this model, it was possible to determine each damage curve. Critical damage was determined and the composites fabricated by RPP have more time for rupture propagation. D amage evolution using strain fields from DIC demonstrated that the longitudinal strains are predominant in relation to the transverse strain on the damage process. Damage evolution from load/unload tensile testing presented changes in modulus of elasticity and a representative hysteresis. A critical damage value of the composite in accordance with the literature was found. Constitutive relationships between the longitudinal deformation and damage were represented by polynomial equations. The values of longi tudinal deformation related to the onset of damage using strain fields from DIC and from load/unload are similar. Rupture micrographs of the composite manufactured by PP show a ductile fracture and the presence of protrusions at homogeneous regions. RPP pr esented fragile and ductile fractures areas as well as heterogeneous regions of rupture. Rupture micrographs of a ruptured fiber inside the composite shows microcracks around the rupture, similar to tensile testing on individual fibers. / As fibras naturais recentemente ganhou atenção devido ao baixo impacto ambiental, baixo custo e fácil disponibilidade. Neste estudo, caracterização morfológica e mecânica s Foram realizadas em fibras de coco brasileiros nas condições "como recebido" e superficialmente tratados (NaOH, aquecida e De NaOH seguida de aquecimento), o n esteiras de fibra de coco fabricado pela compres cantar, polipropileno (PP), polipropileno reciclado (RPP) e compósitos envolvendo estes materiais. Scanning Electron Microscopia (MEV) e X - ray tomografia (XRT) foram performe d para análise morfológica e uni direcional ensaio de tração seguinte por D igital Eu mago C QUADRO DE CORRESPONDÊNCIA (DIC) e termografia infravermelha estavam utilizado para análise mecânica . análise SEM mostrou que as fibras de coco quimicamente tratados têm paredes celulares externas mais nítidas e partículas circulares com diâmetros de cerca de 10 um . o fibras hav e diferentes interfaces dentro do compósito: Fibra - matriz, fibra - látex e fibras - fibra. XRT apresentados os principais constituintes de fibra de coco natural com uma área de cerca de 57 a 60% de interna vazios e um tapete composto por fibras multidirecionais envolvidos por látex . distribuição de fibras de coco está relacionada com a direcção de injecção durante a fabricação de compósitos. A fracção em volume de fibras de coco em compósitos e impurezas em PP e RPP foram determinados em direção 3D. Alguns fibras de coco não é totalmente INVOL ved por matriz demonstram a incompatibilidade entre a fibra e matriz. O módulo inicial (módulo de elasticidade) e a resistência à tracção diminui com o aumento diâmetros para as quatro condições de fibras de coco . análise DIC mostrou estirpe heterogénea s campos em fibras de coco e nas esteiras; os campos de deslocamento mostraram o processo de ruptura de coco fibra. o coeficiente de Poisson dos materiais fabricados foi determinada através da transversal e estirpes longitudinais encontrados na região elástica . o cocon fibras ut e a reciclagem de polipropileno influenciado sobre as propriedades mecânicas dos polímeros. A cepa DIC identificados campos e mecanismos de formação produzindo no PP ea termografia infravermelha indica que o aparecimento processo adiabático durante t ele deformação plástica foi formado durante o alinhamento do polímero correntes. As zonas de aquecimento eram governados por correio - Rendimento regime e apresentadas formas parabólicas com o pico de temperatura localizada. Um modelo numérico poderia prever o estresse - curva de tensão até que o tensão máxima sobre os materiais deste trabalho. Através de parâmetros numéricos obtidos pela presente modelo, foi possível determinar cada curva de danos. dano crítico foi determinado e o compósitos fabricados pela RPP ter mais tempo para a propagação de ruptura. D evolução Amage usando campos de deformação de DIC demonstrado que as estirpes longitudinais são predominantes em relação ao deformação transversal sobre o processo de danos. evolução do dano de testes de tração de carga / descarga mudanças apresentadas no módulo de elasticidade e um representante de histerese. Um valor crítico danos do composto de acordo com a literatura foi encontrado. relações constitutivas entre o deformação longitudinal e danos foram representadas por equações polinomiais. Os valores de longi deformação tudinal relacionadas com o aparecimento de danos usando campos de deformação de DIC e de carga / descarga são semelhantes. micrografias ruptura dos compósitos fabricados pela PP mostram uma dúctil fratura ea presença de saliências em regiões homogêneas. RPP pr esented frágil e dúctil fraturas áreas, bem como regiões heterogêneas de ruptura. micrografias de ruptura de uma fibra rompida no interior do compósito mostra microfissuras em torno da ruptura, semelhante a testes de tração em cada fibras. / Les fibres naturelles ont gagnées récemment l'attention en raison du faible impact sur l'environnement, faible coût et bonne disponibilité. Dans cette étude, des caractérisations morphologiques et mécaniques ont été utilisées sur des fibres de coco brésiliens dans les conditions «brutes» et superficiellement traitées (NaOH, chauffé et de NaOH suivi par un chauffage), sur des tissus non - tissé de fibres de coco produit par compression, polypropylène (PP), polypropylène recyclé (RPP) et sur des composites impliquant ces matériaux. La microscopie électronique à balayage (MEB) et la tomographie à rayons X (XRT) ont été utilisées pour l'analyse morphologique et l'essai de traction uniaxiale suivi par corrélation d'image numérique (DIC) et thermographie infrarouge ont été utilisés pour l'analyse mécanique. Le MEB a montré que les fi bres de coco traitées chimiquement ont des parois externes plus nettes et des particules circulaires avec des diamètres d'environ 10 μm. Les fibres ont des interfaces différentes à l'intérieur du composite: fibre - matrice, fibres - latex et fibres - fibres. La XRT a présenté les principaux constituants de la fibre de coco avec une superficie de vides internes d'environ 57 à 60% et un tissu non - tissé composé de fibres multidirectionnelles contournées par le latex. La distribuition de fibres de coco est liée à la direction d'injection lors de la fabrication de matériaux composites. La fraction volumique de fibres de coco dans les composites et les impuretés dans les PP et RPP ont été déterminés dans la direction 3D. Certaines fibres de coco non entièrement contourn ées par la matrice démontrent l'incompatibilité entre les fibres et la matrice. Le module initial (module d'élasticité) et la contrainte à la traction ont diminué avec l'augmentation de diamètre pour les quatre conditions de fibres de coco. L'analyse par D IC a montré des champs de déformations hétérogènes sur les fibres de coco et sur les tissus non - tissés; les champs de déplacement ont montrés le processus de rupture de la fibre de coco. Le coefficient de Poisson des matériaux manufacturés a été déterminée par des déformations transversales et longitudinales trouvées dans la région élastique. Les fibres de coco et le recyclage de polypropylène ont influencées les propriétés mécaniques des polymères. Le DIC a identifié les champs de déformation et les mécani smes de formation de striction sur PP et la thermographie infrarouge indique que le début de processus adiabatique pendant la déformation plastique a été formé pendant l'alignement des liaisons polymériques. Les zones de chauffage ont été régies par le rég ime post - striction et elles ont présentées des formes paraboliques avec la température de pic localisé. Un modèle numérique a prédit la courbe contrainte - déformation jusqu'à la contrainte maximale. À travers des paramètres numériques obtenus par ce modèle, il a été possible de déterminer chaque courbe d'endommagement. Des endommagements critiques et les composites fabriqués par RPP ont plus de temps à la propagation de la rupture. L'évolution de endommagement par des champs de déformation a démontré que les déformations longitudinales sont prédominants par rapport à la déformation transversale dans le processus de endommagement du matériel. L'évolution de endommagement par d'essais de traction de charge/décharge a présenté des changements dans le module d'él asticité et une hystérésis considérable. Une valeur de endommagent critique dans le composite conformément à la littérature a été trouvé. Des relations constitutives entre déformation longitudinale et endommagement ont été représentées par équations polyno miales. Les valeurs de déformation longitudinale relative à l'apparition de endommagement en utilisant champs de déformation et par charge/décharge sont similaires. Les micrographies de rupture du composite fabriqué par PP montrent une fracture ductile et la présence de saillies associées à des régions homogènes. Le RPP a présenté des fractures fragiles et ductiles et régions hétérogènes de rupture. Des micrographies montrent des microfissures autour de la rupture finale d'une fibre cassée à l'intérieur du composite similaire aux essais de traction sur les fibres individuelles

A incorporação de nanocargas minerais e vegetais em matriz polimérica tem sido estudada, principalmente, com o objetivo de melhorar as propriedades de desempenho mecânico dos polímeros para aplicações industriais diversas. As argilas organofilizadas e as fibras vegetais estão entre os materiais que se destacam como cargas adicionadas ao polímero para a formação de nanocompósitos. Essa área de estudo tem despertado interesse também devido à obtenção de melhorias de propriedades físicas, químicas e mecânicas desses materiais quando comparadas às dos materiais compósitos tradicionais. O objetivo da pesquisa foi estudar algumas dessas propriedades em nanocompósitos produzidos com polipropileno, argila esmectítica brasileira e fibra do ouriço da castanha-do-brasil, com ênfase na melhora das propriedades mecânicas. Inicialmente, os materiais componentes foram caracterizados por diversos ensaios, tais como, difração de raios X, granulometria, infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, temperatura de degradação térmica, além de ensaios específicos para medir características individuais da argila, como, viscosidade Fann, inchamento de Foster, limite de plasticidade, fluorescência de raios X, entre outros. Posteriormente, o polipropileno graftizado com anidrido maleico (PP-g-MA) foi incorporado ao PP puro (PP), em extrusora dupla rosca, nas proporções de 5%, 10% e 20% em peso e injetados os corpos de prova para os ensaios de tração e impacto. A partir dos resultados das propriedades mecânicas definiu-se o uso de 5% de PP-g-MA para preparação dos nanocompósitos definitivos. Finalmente, variou-se a quantidade de fibra na composição. Foram obtidos nanocompósitos de polipropileno (PP) e 5% PPg- MA reforçado com 5% em peso da argila organofilizada e fibra do ouriço da castanha-do-brasil em três proporções 5%, 10% e 15% em peso. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas (DRX, MEV, FTIR, TG/DSC) e medidas as resistências mecânicas à tração, flexão e impacto. Todos os nanocompósitos apresentaram aumento na resistência mecânica quando comparados ao polímero sem argila e fibra. / The incorporation of vegetable and mineral nanofillers in polymer matrix has been studied mainly in order to improve the mechanical performance properties of polymers for various industrial applications. The organoclays and vegetable fibers are among the materials that stand out as fillers added to polymer for the formation of nanocomposites. This study has also attracted interest owing to achieve improvements in various properties when compared to other traditional composite materials. This study aims to investigate the effects of adding organophilic clay and brazilian nut fibers on the some physical, chemical and mechanical properties of polypropylene nanocomposite. Initially, The component materials were characterized by tests, such as X-ray diffraction, particle size, infrared, scanning electron microscopy, thermal degradation, as well as specific assays for measuring individual characteristics and properties of the clay, for example, viscosity Fann, Foster swelling, plasticity limit, X-ray fluorescence, among others. In the second step, the graftizado polypropylene with maleic anhydride (PP-g-MA) was incorporated into the pure PP, extruded in proportions of 5 weight%, 10 weight% and 20 weight% and injected the samples for tensile and impact tests. From the results of mechanical properties was defined using 5 weight% of PP-g-Ma for the incorporation into pure PP. Finally, samples were prepared containing only polymer, graftizado polymer/clay, graftizado polymer/clay/ fiber. The addition of clay was 5 weight% and the fiber was added to 5 weight%, 10 weight% and 15% by weight, respectively. The nanocomposites were prepared double-screw extruder and the samples injection molded, then, they were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope (SEM), thermal analysis (TG/DSC), infrared spectroscopy and mechanical strength, flexural and impact test. All the nanocomposites increased mechanical properties as compared to polymer without clay and fibers.

Orientador: Marco-Aurelio De Paoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_PauloAparecidodos_M.pdf: 1844642 bytes, checksum: 28867d508759886e272ceb5e054c9b1e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O emprego de fibras vegetais para o reforço de resinas plásticas não é novo; contudo, houve preferência pelas fibras de vidro e cargas minerais como materiais de reforço com alto desempenho, devido às fibras vegetais possuírem grande volume ( baixa densidade aparente ), pouca estabilidade térmica e alta absorção de umidade. Na última década, porém, o interesse pelas fibras vegetais aumentou novamente, devido às seguintes vantagens: são provenientes de fontes renováveis; são bio-degradáveis; são recicláveis; representam uma nova fonte de renda para população rural e trazem economia de energia por meio da redução de peso dos componentes. Este trabalho avaliou a utilização da fibra de Curauá, em compósitos com poliamida-6, visando a substituição da fibra de vidro em aplicações automotivas. Inicialmente, foram preparadas amostras em misturador interno empregando-se um planejamento fatorial 4 x 2 com as variáveis: teor de fibra de 0, 20, 30 ou 40 wt % e comprimento de fibra de 0,1 ou 10 mm. As amostras com fibra de Curauá curta e com menor teor de fibra apresentaram melhor balanço de valores de tensão e módulo elástico nos testes de tração realizados. Em seguida, foram obtidas amostras com 20 wt % de fibra curta com tratamento superficial por plasma de N2 ou O2, ou lavadas com solução de NaOH por 30 min ou por 2 h, com o objetivo de aumentar a adesão entre a fibra e a matriz de poliamida-6. Posteriormente, foi realizado o processamento em duas diferentes extrusoras dupla-rosca inter-penetrante co-rotante, das amostras com 20 wt % de fibra de Curauá curta ou longa; com ou sem tratamento. Também foi estudado o efeito da ausência de secagem dos componentes antes da extrusão. Em corpos de prova injetados com essas amostras foram feitos ensaios de tração, flexão, impacto, temperatura de deflexão térmica, absorção de umidade, contração de moldagem, densidade e envelhecimento em estufa. Concluiu-se que: é possível preparar um compósito de poliamida-6 com 20 wt % de fibra de Curauá, desde que seja usado o equipamento adequado; a não secagem dos componentes antes da extrusão não afeta as propriedades mecânicas do compósito e até favorece a adesão fibra/matriz; o tratamento superficial das fibras com solução de NaOH é mais efetivo que por plasma de N2. As propriedades de tração e flexão deste compósito são melhores que as da poliamida-6 pura; porém, inferiores às da reforçada com fibra de vidro. Entretanto, sua menor densidade e sua resistência ao impacto e deflexão térmica comparáveis às da poliamida-6 reforçada com fibra de vidro, podem viabilizar a substituição desta em aplicações específicas / Abstract: The utilization of vegetal fibers as reinforcement for plastic resins is not new; nevertheless, there was a preference to use glass fiber and mineral fillers as high performance reinforcements, due to large volume ( low apparent density ), poor thermal stability and high moisture absorption of vegetal fibers. However, over the last decade, the interest for such material has increased again, because of recognized advantages such as: they come from renewable raw material sources; they are biodegradable; recyclable; they bring new jobs for the rural population and enable energy economy through the components weight reduction. This work has evaluated the utilization of Curauá fibers in polyamide-6 composites, aiming at glass fiber replacement in automotive applications. Initially, samples have been prepared in a internal mixer applying a 4 x 2 design of experiment plan with the following variables: fiber content of 0, 20, 30 or 40 wt % and fiber length of 0.1 or 10 mm. Samples with smaller content and shorter Curauá fiber have shown best balance among tensile strength and elastic modulus tests. Then, samples with 20 wt % of short fibers have been treated with N2 or O2 plasma, or washed with NaOH solution for 30 min or 2 h, focusing on enhancing adhesion between the fiber and polyamide-6 matrix. After that, samples with 20 wt % of short or long fiber, with or without pre-treatment have been compounded in two different co-rotating inter-meshing twin-screw extruders. The effect of not drying raw materials before compounding was also evaluated. Subsequently, test specimens have been injection molded with those samples and submitted to tensile, flexural, impact, heat deflection temperature, moisture absorption, mold shrinkage, density and thermal aging tests. In conclusion, it is possible to prepare polyamide-6 with 20 wt % of Curauá composite, when an appropriate compounding equipment is used. Raw materials without drying before compounding have not affected composite¿s mechanical properties and indeed have improved fiber / matrix interfacial adhesion. Surface treatment with NaOH proved to be more effective than N2 plasma. Tensile and flexural properties of this composite are better than unfilled polyamide-6; but lower than glass fiber reinforced polyamide-6. However, its impact resistance and heat deflection temperature similar to the glass fiber reinforced polyamide-6 and its lower density, can enable it to replace this latter in specific non-critical applications / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

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No. of bitstreams: 1 Tese - Ariel Dotto Blind.pdf: 3270818 bytes, checksum: 9fc21867a474b40f873deee98788cee7 (MD5) Previous issue date: 2016-03-03 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The culture of the loofah has been outstanding in the market of natural fibers for easy manipulation and applicability in various sectors of agribusiness. The study of the molecular diversity varietal level, morphological and productive within a germplasm collection are essential for the establishment of a selection and playback program that allows screening of materials with desirable characteristics for different applications. In this sense the objective of this work was to study the genetic divergence loofah access from binary data, multicategorios and quantitative, in addition to parallel correlation analysis, estimates of genetic parameters and regression analysis on performance for six months. 24 loofah access, are in the BAG-UFAM and come from the states of Amazonas, Rondônia, Pará, Federal District, São Paulo, Paraná and Santa Catarina assembled and assigned institutionally through germplasm assignment of the Federal University of Amazonas, Embrapa vegetables, Institute Agronomic of Paraná, and the Campinas Agronomic Institute. The results of the diversity at the molecular level and morphological and agronomic demonstrates that there different groups of settings both with wide variability potêncial to be explored between accesses. Regarding the qualitative and quantitative data results showed that the materials are phenotypically different for 30 descriptors analyzed with different botanical and biometric conformations of which the variable; fruit length (62.32%) was the component that contributed most to divergence found. There is a positive correlation between the variables; fruit length x fiber mass thickness x of the fibrous web. The fruit number was the parameter showed the lowest heritability (71.9%) among the analyzed carcteristicas. Regarding the productive performance, the most hits have aptitude for planting in the area may accumulate in period of six months up to 87 fruits per plant. Regression analysis on productive behavior for six months for the fruit number, the mass of fiber and the length of fruits, reveal better understanding from the fourth order in the polynomial equation, and between one harvest and another there is more seasonal or less marked. / A bucha vem se destacando no mercado de fibras naturais pela facilidade de cultivo e aplicabilidade em diversos setores da agroindustria. O estudo da diversidade varietal ao nível molecular, morfológico e produtivo, dentro de uma coleção de germoplasma são atividades essenciais para o estabelecimento de um programa de seleção e reprodução que permita triagens de genótipos com características desejáveis, para diferentes finalidades. Neste sentido o objetivo deste trabalho foi estudar a divergência genética de acessos de bucha a partir de dados bínarios, multicategórios e dados de produtividade, além de análises paralelas de correlação, e análise de regressão sobre o desempenho produtivo durante seis meses. Os 24 acessos de bucha, foram do Banco Ativo de Germoplasma-UFAM e são provenientes dos estados do Amazonas, Rondônia, Pará, Distrito Federal, São Paulo, Paraná e Santa Catarina reunidos e cedidos institucionalmente por meio de cessão de germoplasma entre a Universidade Federal do Amazonas, Embrapa Hortaliças, Instituto Agronômico do Paraná, e Instituto Agronômico de Campinas. Os resultados obtidos sobre a diversidade a nivel molecular e morfo-agronômica demostra que existe diferentes configurações de agrupamentos ambos com ampla variabilidade potêncial a ser explorada entre os acessos mesmo que dispersos geograficamente. Com relação aos dados qualitativos e quantitativos os resultados demostraram que os acessos são fenotipicamente diferentes para 30 descritores analisados com diferentes conformações botânicas e biométricas sendo que a variavel; comprimento de frutos (62,32%) foi o componente que mais contribuiu para divergência encontrada. Existe correlação positiva entre as variáveis; comprimento do fruto x massa de fibra x espessura da manta fibrosa. Com relação ao desempenho produtivo, a maioria dos acessos possue aptidão para plantio na região, podendo acumular em periodo de seis meses até 87 frutos por planta. A análise de regressão sobre o comportamento produtivo durante os seis meses, para o número de frutos, a massa de fibra e o comprimento de frutos, revelam melhor entendimento a partir da 4a ordem na equação polinomial, evidenciando que entre uma colheita e outra existe sazonalidade moderadamente acentuada.

Das lógicas vigentes de produção e consumo mais recorrentes no sistema da moda, emergem problemáticas ambientais e sociais de escala mundial. Ao longo da sua evolução, a produção têxtil, uma das atividades humanas mais antigas e elementares, tornou-se uma importante responsável pelo consumo em grande escala e uso indevido de recursos naturais e, associada aos valores de consumo da sociedade urbano-industrial, a sazonalidade da moda é mais um agravante. Fruto de uma visão de mundo fragmentada, intrínseca ao paradigma moderno, o design têxtil e de moda, assim como outras áreas do conhecimento, se desenvolveram orientados a sustentar um padrão de desenvolvimento econômico e tecnológico compatíveis com estas lógicas, de forma que no Brasil, importantes saberes sobre processos tecnológicos e o uso de matérias-primas inerentes a nossa cultura popular foram levados a um processo de desuso e esquecimento. Saberes estes intimamente associados à biodiversidade e tidos como de extrema importância dentro das políticas nacionais e internacionais de desenvolvimento ambiental e social. Neste contexto, este trabalho se desenvolveu com o objetivo de propor uma coleção de fios, produzidos a partir de fibras de paina, da espécie nativa Chorisia speciosa, e de técnicas têxteis artesanais, associando à criação as pesquisas teórica e experimental. O método que delineamos para o desenvolvimento da coleção de fios abrange: i) pesquisa teórico-conceitual, em que foram levantados os principais conhecimentos sobre as matérias primas e técnicas no âmbito da cultura têxtil popular brasileira e as principais tendências de moda e consumo no Brasil e no mundo; ii) pesquisa técnico-experimental, fase da pesquisa em que foi testada a viabilidade técnica de transformar as fibras de paina e diferentes misturas destas com fibras de algodão e lã em um fio, bem como o seu tingimento, utilizando as técnicas artesanais pesquisadas na etapa anterior; iii) desenvolvimento da coleção de fios propriamente dita. A partir dos dados obtidos na pesquisa, foi identificado que o vasto conhecimento popular a cerca das técnicas têxteis demonstra imenso potencial ao incorporá-lo no processo criativo têxtil. Além disso, a pesquisa técnico-experimental apontou a viabilidade de fiação da paina com misturas de algodão e lã, bem como o seu tingimento natural. Por meio deste trabalho foi possível então ratificar a importância e potencial de aliar a pesquisa científica à criação de moda tanto para o desenvolvimento de um novo material, como na proposição de formas distintas de produção e consumo de moda. As tendências de moda pesquisadas demonstraram que uma parcela da sociedade vive na atualidade uma intensa e acelerada redefinição de conceitos, valores e estilo de vida que contrariam a configuração do mercado de moda e a lógica de consumo predominante inerente a este, e se projetam gradativamente em transformações nos comportamentos de consumo e consequentemente no mercado e economia. Assim, elas apenas reafirmam a valia da presente pesquisa para o mercado de moda e a propensão deste à aceitação de produtos como o que propusemos aqui. / Social and environmental issues have emerged in global scale from the prevailing logics of production and consumption recurrent in the fashion system. The textile production, one of the oldest elementary human activities, has become a major factor in large scale consumption and in the misuse of natural resources throughout its evolution. Another aggravating factor is the urban-industrial society consumption values and the seasonality of fashion. As a result of a fragmented worldview, intrinsic to the modern paradigm, the textile and fashion design as well as other areas of knowledge - have been developed towards the sustainability of economic and technological development patterns compatible to these logics. In Brazil, important knowledge about technological processes and the use of raw materials, inherent in our popular culture, feel in disuse and oblivion. This knowledge is closely associated with biodiversity and taken with paramount importance for national and international environmental and social development policies. In this context, this work was developed aiming to propose a yarn collection produced with kapok fibers - from the native specie Chorisia speciosa - and textile craft techniques, linking creation to theoretical and experimental research. The outlined method for the development of the yarn collection includes: i) theoretical and conceptual research, in which we analyzed the main knowledge on raw materials and techniques in Brazilian popular textile culture and main fashion and consumption trends in Brazil and the world, ii) technical and experimental research, the phase in which we tested the technical feasibility of kapok fibers transformation and different mixtures of these fibers with cotton and wool on a yarn, as well as its dyeing, using the handmade techniques surveyed in the previous step, iii) development of yarn collection. From the data obtained in the research, we identified that the vast popular knowledge on technical textiles have immense potential to be incorporated in creative textile process. In addition, technical experimental research demonstrated the feasibility of kapok spinning with mixtures of cotton and wool, as well as its natural dyeing. Throughout the work, it was possible to confirm the potential importance of linking scientific research to fashion creation for both the development of new material and for proposing different forms of fashion production and consumption. Fashion trend research showed that part of the society is experiencing an intense and accelerated redefinition of concepts, values and lifestyle that contradicts the fashion market configuration and its consumer logic. Results of this process have gradually been projected as changes in consumer behavior, and consequently, in the market and the economy. Therefore, they reaffirm this research value for the fashion market and its propensity to accept the proposed products.