A tecnologia avançada das matérias-primas utilizadas nas atuais embalagens de multicamadas é acompanhada por inovações, atualizações e automação dos equipamentos de produção, por coextrusão e/ou laminação. Um aumento considerável de custos se origina na aquisição e manutenção de equipamentos, e no aperfeiçoamento da mão-de-obra operacional. Também, a sofisticação das embalagens, cria a dificuldade de seu posterior reaproveitamento e reciclagem, devido à utilização dos muitos e distintos materiais nelas aplicados. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de embalagens pet food com propriedades de barreira, que não necessitem de processos como coextrusão. Existem estudos e artigos publicados que se dedicam a estudar o comportamento de blendas binárias de poliolefinas no uso de embalagens, porém não se encontram informações acerca de blendas ternárias que, provavelmente, poderão agregar melhorias para as embalagens de pet food. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira foram processados filmes por compressão térmica de oito blendas ternárias, quatro contendo (PEAD) e outras quatro, polipropileno (PP). As oito amostras foram caracterizadas por ensaios mecânicos e utilizouse a Análise de Variância de Fator Único – ANOVA para determinação das melhores composições, uma de PEAD e outra de PP. Na segunda etapa, as duas blendas ternárias anteriormente selecionadas foram aditivadas com dois agentes de barreira baseados em poliamida (PA) e processadas em extrusão de filme plano. Os oito filmes obtidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, térmicos, de difração de raios X e reológicos aplicando-se um Projeto e Análise de Experimento – DOE para definir as melhores composições, uma contendo PEAD e outra PP. Na terceira etapa, as blendas aditivadas com agente de barreira selecionadas, uma de PEAD e outra de PP, foram processadas em extrusão de filme tubular com espessura de parede de 180 μm, nas razões de sopro de 2,5:1 e 3,5:1. Os filmes da blenda contendo PP não demonstraram compatibilidade adequada e foram descartados. Os filmes da blenda com PEAD foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, permeabilidade ao O2, térmicos e ópticos. Conclui-se que o filme selecionado, da blenda ternária de PEAD com adição de aditivo de barreira baseado em PA, na razão de sopro de 3,5:1, possui propriedades mecânicas superiores as da embalagem comercial e que houve um decréscimo significativo na permeabilidade ao O2 desta blenda quando comparada aos seus constituintes básicos, entretanto, o valor de permeabilidade ao O2 da embalagem comercial é acentuadamente menor, o que é um indicativo para a continuidade experimental com aditivos que proporcionem melhores resultados de barreira ao O2. / The advanced technology of the raw materials used in current multi-layer packaging is accompanied by innovations, upgrades and automation of production equipment, by coextrusion and/or lamination. A considerable increase in costs comes from the acquisition and maintenance of equipment and improvement of operational hand labor. The sophistication of packaging also creates the difficulty of subsequent reuse and recycling due to the use of many different materials applied to it. The objective of this study is to develop pet food packaging with barrier properties, which do not require processes such as co-extrusion. There are studies and articles dedicated to studying the behavior of polyolefin binary blends in the use of packaging, but there is no information about ternary blends which could probably add enhancements to the packaging of pet food. The work was divided into three stages. In the first step, films were processed by thermal compression from eight ternary blends, containing four different ratios of HDPE and four of PP. The eight samples were characterized by mechanical testing and used a Single Factor Analysis of Variance – ANOVA to determine the best compositions of HDPE and PP. In the second step, the two previously selected ternary blends were doped with two barrier resins based on PA and processed in a flat film extrusion. The eight films obtained were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, thermal testing, X-ray diffraction studies and, as well as, rheological testing, applying a Design of Experiment - DOE to define the best compositions, one containing HDPE and the other PP. In the third step, the selected blends were doped with barrier resin, one of HDPE and the other PP, and processed into blown film extrusion with a wall thickness of 180 μm in the blowing ratios of 2.5: 1 and 3.5: 1. The films of the blends with PP was ruled out, because did not show adequate compatibility. The films of the blends with HDPE were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, O2 permeability, thermal, and, as well as, optical testing. It follows that the selected film, the ternary blend of HDPE with the addition of barrier based resin PA in the blow up ratio of 3.5: 1, has superior mechanical properties to the commercial package and that there was a significant decrease in this blend O2 permeability when compared to its basic constituent. However, the O2 permeability value for the commercial package is markedly lower, which is a target for experimental continuity with additives that provide improved barrier results O2.

A tecnologia avançada das matérias-primas utilizadas nas atuais embalagens de multicamadas é acompanhada por inovações, atualizações e automação dos equipamentos de produção, por coextrusão e/ou laminação. Um aumento considerável de custos se origina na aquisição e manutenção de equipamentos, e no aperfeiçoamento da mão-de-obra operacional. Também, a sofisticação das embalagens, cria a dificuldade de seu posterior reaproveitamento e reciclagem, devido à utilização dos muitos e distintos materiais nelas aplicados. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de embalagens pet food com propriedades de barreira, que não necessitem de processos como coextrusão. Existem estudos e artigos publicados que se dedicam a estudar o comportamento de blendas binárias de poliolefinas no uso de embalagens, porém não se encontram informações acerca de blendas ternárias que, provavelmente, poderão agregar melhorias para as embalagens de pet food. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira foram processados filmes por compressão térmica de oito blendas ternárias, quatro contendo (PEAD) e outras quatro, polipropileno (PP). As oito amostras foram caracterizadas por ensaios mecânicos e utilizouse a Análise de Variância de Fator Único – ANOVA para determinação das melhores composições, uma de PEAD e outra de PP. Na segunda etapa, as duas blendas ternárias anteriormente selecionadas foram aditivadas com dois agentes de barreira baseados em poliamida (PA) e processadas em extrusão de filme plano. Os oito filmes obtidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, térmicos, de difração de raios X e reológicos aplicando-se um Projeto e Análise de Experimento – DOE para definir as melhores composições, uma contendo PEAD e outra PP. Na terceira etapa, as blendas aditivadas com agente de barreira selecionadas, uma de PEAD e outra de PP, foram processadas em extrusão de filme tubular com espessura de parede de 180 μm, nas razões de sopro de 2,5:1 e 3,5:1. Os filmes da blenda contendo PP não demonstraram compatibilidade adequada e foram descartados. Os filmes da blenda com PEAD foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, permeabilidade ao O2, térmicos e ópticos. Conclui-se que o filme selecionado, da blenda ternária de PEAD com adição de aditivo de barreira baseado em PA, na razão de sopro de 3,5:1, possui propriedades mecânicas superiores as da embalagem comercial e que houve um decréscimo significativo na permeabilidade ao O2 desta blenda quando comparada aos seus constituintes básicos, entretanto, o valor de permeabilidade ao O2 da embalagem comercial é acentuadamente menor, o que é um indicativo para a continuidade experimental com aditivos que proporcionem melhores resultados de barreira ao O2. / The advanced technology of the raw materials used in current multi-layer packaging is accompanied by innovations, upgrades and automation of production equipment, by coextrusion and/or lamination. A considerable increase in costs comes from the acquisition and maintenance of equipment and improvement of operational hand labor. The sophistication of packaging also creates the difficulty of subsequent reuse and recycling due to the use of many different materials applied to it. The objective of this study is to develop pet food packaging with barrier properties, which do not require processes such as co-extrusion. There are studies and articles dedicated to studying the behavior of polyolefin binary blends in the use of packaging, but there is no information about ternary blends which could probably add enhancements to the packaging of pet food. The work was divided into three stages. In the first step, films were processed by thermal compression from eight ternary blends, containing four different ratios of HDPE and four of PP. The eight samples were characterized by mechanical testing and used a Single Factor Analysis of Variance – ANOVA to determine the best compositions of HDPE and PP. In the second step, the two previously selected ternary blends were doped with two barrier resins based on PA and processed in a flat film extrusion. The eight films obtained were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, thermal testing, X-ray diffraction studies and, as well as, rheological testing, applying a Design of Experiment - DOE to define the best compositions, one containing HDPE and the other PP. In the third step, the selected blends were doped with barrier resin, one of HDPE and the other PP, and processed into blown film extrusion with a wall thickness of 180 μm in the blowing ratios of 2.5: 1 and 3.5: 1. The films of the blends with PP was ruled out, because did not show adequate compatibility. The films of the blends with HDPE were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, O2 permeability, thermal, and, as well as, optical testing. It follows that the selected film, the ternary blend of HDPE with the addition of barrier based resin PA in the blow up ratio of 3.5: 1, has superior mechanical properties to the commercial package and that there was a significant decrease in this blend O2 permeability when compared to its basic constituent. However, the O2 permeability value for the commercial package is markedly lower, which is a target for experimental continuity with additives that provide improved barrier results O2.

A tecnologia avançada das matérias-primas utilizadas nas atuais embalagens de multicamadas é acompanhada por inovações, atualizações e automação dos equipamentos de produção, por coextrusão e/ou laminação. Um aumento considerável de custos se origina na aquisição e manutenção de equipamentos, e no aperfeiçoamento da mão-de-obra operacional. Também, a sofisticação das embalagens, cria a dificuldade de seu posterior reaproveitamento e reciclagem, devido à utilização dos muitos e distintos materiais nelas aplicados. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de embalagens pet food com propriedades de barreira, que não necessitem de processos como coextrusão. Existem estudos e artigos publicados que se dedicam a estudar o comportamento de blendas binárias de poliolefinas no uso de embalagens, porém não se encontram informações acerca de blendas ternárias que, provavelmente, poderão agregar melhorias para as embalagens de pet food. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira foram processados filmes por compressão térmica de oito blendas ternárias, quatro contendo (PEAD) e outras quatro, polipropileno (PP). As oito amostras foram caracterizadas por ensaios mecânicos e utilizouse a Análise de Variância de Fator Único – ANOVA para determinação das melhores composições, uma de PEAD e outra de PP. Na segunda etapa, as duas blendas ternárias anteriormente selecionadas foram aditivadas com dois agentes de barreira baseados em poliamida (PA) e processadas em extrusão de filme plano. Os oito filmes obtidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, térmicos, de difração de raios X e reológicos aplicando-se um Projeto e Análise de Experimento – DOE para definir as melhores composições, uma contendo PEAD e outra PP. Na terceira etapa, as blendas aditivadas com agente de barreira selecionadas, uma de PEAD e outra de PP, foram processadas em extrusão de filme tubular com espessura de parede de 180 μm, nas razões de sopro de 2,5:1 e 3,5:1. Os filmes da blenda contendo PP não demonstraram compatibilidade adequada e foram descartados. Os filmes da blenda com PEAD foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, permeabilidade ao O2, térmicos e ópticos. Conclui-se que o filme selecionado, da blenda ternária de PEAD com adição de aditivo de barreira baseado em PA, na razão de sopro de 3,5:1, possui propriedades mecânicas superiores as da embalagem comercial e que houve um decréscimo significativo na permeabilidade ao O2 desta blenda quando comparada aos seus constituintes básicos, entretanto, o valor de permeabilidade ao O2 da embalagem comercial é acentuadamente menor, o que é um indicativo para a continuidade experimental com aditivos que proporcionem melhores resultados de barreira ao O2. / The advanced technology of the raw materials used in current multi-layer packaging is accompanied by innovations, upgrades and automation of production equipment, by coextrusion and/or lamination. A considerable increase in costs comes from the acquisition and maintenance of equipment and improvement of operational hand labor. The sophistication of packaging also creates the difficulty of subsequent reuse and recycling due to the use of many different materials applied to it. The objective of this study is to develop pet food packaging with barrier properties, which do not require processes such as co-extrusion. There are studies and articles dedicated to studying the behavior of polyolefin binary blends in the use of packaging, but there is no information about ternary blends which could probably add enhancements to the packaging of pet food. The work was divided into three stages. In the first step, films were processed by thermal compression from eight ternary blends, containing four different ratios of HDPE and four of PP. The eight samples were characterized by mechanical testing and used a Single Factor Analysis of Variance – ANOVA to determine the best compositions of HDPE and PP. In the second step, the two previously selected ternary blends were doped with two barrier resins based on PA and processed in a flat film extrusion. The eight films obtained were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, thermal testing, X-ray diffraction studies and, as well as, rheological testing, applying a Design of Experiment - DOE to define the best compositions, one containing HDPE and the other PP. In the third step, the selected blends were doped with barrier resin, one of HDPE and the other PP, and processed into blown film extrusion with a wall thickness of 180 μm in the blowing ratios of 2.5: 1 and 3.5: 1. The films of the blends with PP was ruled out, because did not show adequate compatibility. The films of the blends with HDPE were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, O2 permeability, thermal, and, as well as, optical testing. It follows that the selected film, the ternary blend of HDPE with the addition of barrier based resin PA in the blow up ratio of 3.5: 1, has superior mechanical properties to the commercial package and that there was a significant decrease in this blend O2 permeability when compared to its basic constituent. However, the O2 permeability value for the commercial package is markedly lower, which is a target for experimental continuity with additives that provide improved barrier results O2.

Orientador: Edison Bittencourt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_VicelmaLuiz_D.pdf: 6136068 bytes, checksum: eea2a2bd7fc6d24b5e476123114faa4f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Atualmente, os polimeros dopados destacam-se como materiais de grande potencial para fabricação de dispositivos opticamente não lineares (ONL) por apresentarem promissoras propriedades ópticas, estruturais e mecânicas. Sob o ponto de vista óptico, tais substâncias exibem alto coeficiente eletro-óptico, baixa constante dielétrica, ampla faixa de transparência diversidade no índice de refração e superfície com boa qualidade óptica. Estruturalmente os materiais poliméricos podem ser processados na forma de filmes finos. Mecanicamente eles são resistentes à radiação e ao choque. Além disso, esses materiais podem ser facilmente processados e fabricados e apresentam menor custo em relação aos cristais inorgânicos comercialmente utilizados. Neste trabalho foram projetados, construídos e caracterizados os equipamentos para produção e polarização dos filmes poliméricos fisicamente dopados com moléculas orgânicas ONL. Foi apresentado um estudo preliminar dos filmes poliméricos com propriedades ONL e sintetizados polímeros do tipo cadeia lateral. Foi estudada a estabilidade temporal e a relaxação molecular através das medidas de birrefrigência, da corrente estimulada de despolarização térmica (CDT) e da corrente de termo-amostragem (TA). Foram desenvolvidas e adaptadas as seguintes técnicas: envelhecimento físico para aumentar a estabilidade temporal, purificação dos dopantes, determinação e isolamento de pico da CDT devido à polarização de dipolos, preparação e filtragem das soluções poliméricas dopadas... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Important groups of investigators around the world are trying to obtain polymer films doped with organic molecules. These yield non-linear properties (NLOP) and can be an alternative to inorganic materials which have been used in the manufacturing of eletro-optic devices (e. g. switches and modulators). The interest on polymer films dopes with organic molecules has arisen from the promise of extraordinary optical, structural and mechanical properties polymeric materials seem to offer, and success of molecular design in creating new kinds of materials. From an optical standpoint, polymeric materials offer large non resonant electronic nonlinearities, low dielectric constants, high optical demage thresholds, broad-transparency ranges and high-optical quality surfaces. Polymeric materials can be easily spin thin films adequate to planar technology, and with the desired mechanical properties. The objective of this study was fourfold. First, to develop the electrodes and design the equipment necessary for the polarization process of films; Second, to manufacture and characterize films by any of its natural physical properties (refractive index, birefringence, thermal stimulated depolarization (TSD) current and thermal sampling technique (TS); Third, to study the molecular relaxation through the measurement of birefringence and by using TSD and TS techniques (These can be used to relate molecular relaxation with molecular orientation)... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Este trabalho buscou desenvolver um substituto à sílica como base material de funcionamento óptico de dispositivos termo-ópticos, onde os parâmetros críticos utilizados foram o índice de refração, o coeficiente termo-óptico e a escolha da janela espectral de operação, tendo como foco aplicativo o estudo de materiais para um sensor de temperatura. Como resultado, policarbonato (PC) e polimetilmetacrilato (PMMA) foram combinados, por serem compatíveis, transparentes ao espectro de luz visível, possuírem índices de refração razoavelmente diferentes e apresentarem valores do coeficiente termo-óptico muito mais altos que o da sílica. Foi analisada a dependência do índice de refração em relação ao comprimento de onda (no intervalo contínuo de 400 a 800 nm), à temperatura (25-85°C) e à composição da mistura (0-100 p% PC em PMMA). A técnica de spin coating foi utilizada para a confecção dos filmes e a de elipsometria espectral para as medidas de índice de refração e de espessura. Com a construção de um dispositivo de aquecimento dedicado, integrado ao elipsômetro, foram realizadas medidas in situ da variação da curva de dispersão do material em função da temperatura. Baseados nestas medidas, foi determinado o coeficiente termo-óptico dos filmes compostos, que variou de -1,72 E-4/°C a -1,11 E-4/°C, sendo 10 vezes maior que o da sílica, e sintonizabilidade do índice de refração foi alcançada entre 1,49 e 1,61, conforme a composição da mistura de polímeros. Os dados obtidos formam uma base consolidada de valores de referência para a produção de materiais com índices de refração requeridos em configurações de óptica integrada, assim como para utilização do efeito termo-óptico em aplicações específicas. / This work pursued development of a substitute of silica as material basis for operation of thermo-optical devices, with refractive index, thermo-optic coefficient and choice of spectral window as critical parameters, and application focused in the study of materials for a temperature sensor. As result, polycarbonate (PC) and poly(methyl methacrylate) PMMA were combined, since they are compatible, transparent in the visible spectrum range, and present refractive indices significantly different, as well as thermo-optic coefficients much higher then that of silica. Dependance of the refractive index was analyzed with respect to wavelength (continuous range of 400-800 nm), temperature (25-85°C) and blend composition (0-100 wt% of PC in PMMA). Films were produced by spin coating, whereas their refractive indices and thicknesses were measured by spectral ellipsometry. From a dedicated heating device, built and integrated into the ellipsometer, in situ measurements were performed to provide variation of dispersion curves with temperature. Based on these measurements, the thermo-optic coefficient of the blend films was determined, ranging from -1.72 E-4/°C to -1.11 E-4/°C, an order of magnitude higher than that of silica, and refractive index tuning was attained between 1.49 and 1.61, depending on polymer blend composition. The measured data form a consolidated basis of reference values to the production of materials with refractive indices.

Este trabalho buscou desenvolver um substituto à sílica como base material de funcionamento óptico de dispositivos termo-ópticos, onde os parâmetros críticos utilizados foram o índice de refração, o coeficiente termo-óptico e a escolha da janela espectral de operação, tendo como foco aplicativo o estudo de materiais para um sensor de temperatura. Como resultado, policarbonato (PC) e polimetilmetacrilato (PMMA) foram combinados, por serem compatíveis, transparentes ao espectro de luz visível, possuírem índices de refração razoavelmente diferentes e apresentarem valores do coeficiente termo-óptico muito mais altos que o da sílica. Foi analisada a dependência do índice de refração em relação ao comprimento de onda (no intervalo contínuo de 400 a 800 nm), à temperatura (25-85°C) e à composição da mistura (0-100 p% PC em PMMA). A técnica de spin coating foi utilizada para a confecção dos filmes e a de elipsometria espectral para as medidas de índice de refração e de espessura. Com a construção de um dispositivo de aquecimento dedicado, integrado ao elipsômetro, foram realizadas medidas in situ da variação da curva de dispersão do material em função da temperatura. Baseados nestas medidas, foi determinado o coeficiente termo-óptico dos filmes compostos, que variou de -1,72 E-4/°C a -1,11 E-4/°C, sendo 10 vezes maior que o da sílica, e sintonizabilidade do índice de refração foi alcançada entre 1,49 e 1,61, conforme a composição da mistura de polímeros. Os dados obtidos formam uma base consolidada de valores de referência para a produção de materiais com índices de refração requeridos em configurações de óptica integrada, assim como para utilização do efeito termo-óptico em aplicações específicas. / This work pursued development of a substitute of silica as material basis for operation of thermo-optical devices, with refractive index, thermo-optic coefficient and choice of spectral window as critical parameters, and application focused in the study of materials for a temperature sensor. As result, polycarbonate (PC) and poly(methyl methacrylate) PMMA were combined, since they are compatible, transparent in the visible spectrum range, and present refractive indices significantly different, as well as thermo-optic coefficients much higher then that of silica. Dependance of the refractive index was analyzed with respect to wavelength (continuous range of 400-800 nm), temperature (25-85°C) and blend composition (0-100 wt% of PC in PMMA). Films were produced by spin coating, whereas their refractive indices and thicknesses were measured by spectral ellipsometry. From a dedicated heating device, built and integrated into the ellipsometer, in situ measurements were performed to provide variation of dispersion curves with temperature. Based on these measurements, the thermo-optic coefficient of the blend films was determined, ranging from -1.72 E-4/°C to -1.11 E-4/°C, an order of magnitude higher than that of silica, and refractive index tuning was attained between 1.49 and 1.61, depending on polymer blend composition. The measured data form a consolidated basis of reference values to the production of materials with refractive indices.

Este trabalho buscou desenvolver um substituto à sílica como base material de funcionamento óptico de dispositivos termo-ópticos, onde os parâmetros críticos utilizados foram o índice de refração, o coeficiente termo-óptico e a escolha da janela espectral de operação, tendo como foco aplicativo o estudo de materiais para um sensor de temperatura. Como resultado, policarbonato (PC) e polimetilmetacrilato (PMMA) foram combinados, por serem compatíveis, transparentes ao espectro de luz visível, possuírem índices de refração razoavelmente diferentes e apresentarem valores do coeficiente termo-óptico muito mais altos que o da sílica. Foi analisada a dependência do índice de refração em relação ao comprimento de onda (no intervalo contínuo de 400 a 800 nm), à temperatura (25-85°C) e à composição da mistura (0-100 p% PC em PMMA). A técnica de spin coating foi utilizada para a confecção dos filmes e a de elipsometria espectral para as medidas de índice de refração e de espessura. Com a construção de um dispositivo de aquecimento dedicado, integrado ao elipsômetro, foram realizadas medidas in situ da variação da curva de dispersão do material em função da temperatura. Baseados nestas medidas, foi determinado o coeficiente termo-óptico dos filmes compostos, que variou de -1,72 E-4/°C a -1,11 E-4/°C, sendo 10 vezes maior que o da sílica, e sintonizabilidade do índice de refração foi alcançada entre 1,49 e 1,61, conforme a composição da mistura de polímeros. Os dados obtidos formam uma base consolidada de valores de referência para a produção de materiais com índices de refração requeridos em configurações de óptica integrada, assim como para utilização do efeito termo-óptico em aplicações específicas. / This work pursued development of a substitute of silica as material basis for operation of thermo-optical devices, with refractive index, thermo-optic coefficient and choice of spectral window as critical parameters, and application focused in the study of materials for a temperature sensor. As result, polycarbonate (PC) and poly(methyl methacrylate) PMMA were combined, since they are compatible, transparent in the visible spectrum range, and present refractive indices significantly different, as well as thermo-optic coefficients much higher then that of silica. Dependance of the refractive index was analyzed with respect to wavelength (continuous range of 400-800 nm), temperature (25-85°C) and blend composition (0-100 wt% of PC in PMMA). Films were produced by spin coating, whereas their refractive indices and thicknesses were measured by spectral ellipsometry. From a dedicated heating device, built and integrated into the ellipsometer, in situ measurements were performed to provide variation of dispersion curves with temperature. Based on these measurements, the thermo-optic coefficient of the blend films was determined, ranging from -1.72 E-4/°C to -1.11 E-4/°C, an order of magnitude higher than that of silica, and refractive index tuning was attained between 1.49 and 1.61, depending on polymer blend composition. The measured data form a consolidated basis of reference values to the production of materials with refractive indices.

Neste trabalho, foram projetados protótipos de uma extrusora e de um equipamento para produção de filmes por laminação e posterior evaporação do solvente. Após os cálculos necessários para montagem dos equipamentos, os desenhos foram feitos em CAD (Software SolidWorks versão 2009). Definidas as combinações ideais entre polímero e plastificante, foram selecionadas as melhores condições de produção para os filmes. O tamanho básico do equipamento de extrusão foi em proporção direta à medida da lâmina e à produção total desejada. Projetou-se a matriz em razão do formato do filme, e a rosca tendo alma cônica, passo constante e diâmetro constante. Para a produção dos filmes por evaporação, após os cálculos de transferência de massa por convecção em escoamento externo, montou-se uma estrutura em acrílico como sistema de secagem e laminadores em diferentes espessuras. Os filmes por extrusão foram preparados a partir de maltodextrina, glicerina e celulose microcristalina, enquanto para a produção de filmes por evaporação de solvente, o pululano foi o polímero de escolha. Verificou-se que pelo método de extrusão, conseguiu-se uma maior produtividade, mas, em contrapartida, pelo método de evaporação de solvente, obteve-se uma qualidade muito maior, isso por ter sido possível desenvolver filmes de características organolépticas melhores, menor espessura, o que consequentemente gerou produtos com um tempo de desintegração menor. Com relação ao método de evaporação, concluiu-se ainda que tanto a técnica de secagem quanto a espessura de laminação são etapas críticas para produção dos filmes, já que, se realizadas inadequadamente, podem afetá-los tanto no aspecto visual, como nas propriedades mecânicas, peso médio, e tempo de desintegração. / The aim of this work was the development of prototypes of an extruder and an equipment for production of films by lamination and solvent casting. After the calculations required for assembly the equipments, the drawings were done in CAD (SolidWorks Software version 2009). Once defined the optimal combinations of polymer and plasticizer, the best conditions for film production were done. The basic size of the extrusion equipment was in direct proportion to the extent of the blade and the desired total output of product. The result was a matrix with a definied format, and a screw with constant pitch and constant diameter. For the production of films by solvent evaporation, after the calculations of mass transfer by convection at external flow, a structure was set up in acrylic serving as a system for drying and rolling using mills with different thicknesses. The films for extrusion were prepared from maltodextrin, microcrystalline cellulose and glycerin, while for the production of films by solvent evaporation, the polymer choise was pullulan. It was found that the extrusion method allowed good productivity, but in return, by the method of solvent evaporation, we obtained a higher quality, and the possibility of making films with better organoleptic characteristics. The films were thinner, which in turn leds to shorter disintegration time. Concerning the method of solvent evaporation, it was concluded that drying and lamination are critical steps for the production, since if not properly performed, both can affect visual appearance, mechanical properties, weight and disintegration time.

Artigos de couro estão associados com tendências de moda e sofisticação em produtos de consumo. No processamento do couro, a fase de acabamento consiste de um conjunto de operações e tratamentos, essencialmente de superfície, que conferem características finais ao produto. Os objetivos do acabamento são reduzir defeitos visíveis, modificar as propriedades superficiais e melhorar os atributos de uso. Nesta fase final, são aplicadas, dentre outros produtos, resinas, geralmente, poliacrilatos e poliuretanos, e algumas vezes caseínas e outros polímeros que formam filmes de recobrimento protetores sobre o couro. Nesse contexto, este trabalho visa a uma avaliação dos filmes formados com resinas comerciais utilizadas industrialmente no acabamento de couros, relacionando a composição destes materiais com características sensoriais, com resistência mecânica, através de testes de tração, com estabilidade à água ou a solvente orgânico, com análise de dureza, e através de caracterizações por infravermelho e DSC. Ensaios de tração mostraram que as resinas poliuretânicas, no geral, apresentam uma maior resistência à tração quando comparadas com resinas acrílicas, assim como os valores de tenacidade, indicando que esses filmes suportam um maior impacto para levar o material à ruptura. A adição de pigmentos diminui essa resistência, tanto em resinas acrílicas quanto em resinas poliuretânicas, enquanto que a produção de filmes compactos apresenta características intermediárias com relação aos componentes puros. Todos os filmes acrílicos testados apresentaram uma maior capacidade de alongamento. Com relação à dureza, as resinas que se mostraram mais flexíveis e com maior alongamento, foram as que apresentaram menor dureza. A estabilidade dos filmes com relação à água e solventes mostrou que os componentes solúveis em água e em solvente aumentam com a presença de pigmento e que a absorção de água é maior e de solvente é menor em filmes com pigmento, tanto para acrilatos quanto para poliuretanos. As caracterizações a partir de análise por FTIR e DSC indicaram os grupamentos químicos e picos de temperaturas característicos dos acrilatos e poliuretanos, respectivamente. / Leather goods are associated with fashion trends and sophistication in consumer products. In the leather processing, the finishing phase consists of a series of operations and treatments, essentially in surface, conferring its final characteristics. The objectives are to reduce visible defects, modify surface properties and improve the usage attributes In this final stage are applied, among other products, resins, generally polyacrylates and polyurethanes, sometimes casein and other polymers, which form protective coating films on leather. In this context, this paper evaluates the films formed with commercial polymeric resins used industrially in finishing leather, relating the composition of these materials with their sensory characteristics, with their strength by tensile testing, with its stability to water or organic solvent, with analysis of hardness and characterizations by IR and DSC. Tensile tests showed that the polyurethane resins in general have a higher tensile strength when compared with acrylic resins, as well as the toughness values, indicating that these films support a greater impact to bring the material to rupture. The addition of pigments decreases this resistance, for acrylic resins and polyurethane resins, while the production of compact film has intermediate characteristics with respect to the pure components. All acrylic films tested had a higher elongation. With respect to hardness, the resins that were more flexible and more stretching, showed the lowest hardness. The stability of the films with respect to water and solvents has shown that water soluble solvent components increased by the presence of pigment and the water absorption is higher and the solvent is lower in pigmented films to acrylates and polyurethanes. The characterizations from IR and DSC analysis indicated the chemical groups and characteristic temperatures peaks of acrylates and polyurethanes, respectively.

Neste trabalho, foram projetados protótipos de uma extrusora e de um equipamento para produção de filmes por laminação e posterior evaporação do solvente. Após os cálculos necessários para montagem dos equipamentos, os desenhos foram feitos em CAD (Software SolidWorks versão 2009). Definidas as combinações ideais entre polímero e plastificante, foram selecionadas as melhores condições de produção para os filmes. O tamanho básico do equipamento de extrusão foi em proporção direta à medida da lâmina e à produção total desejada. Projetou-se a matriz em razão do formato do filme, e a rosca tendo alma cônica, passo constante e diâmetro constante. Para a produção dos filmes por evaporação, após os cálculos de transferência de massa por convecção em escoamento externo, montou-se uma estrutura em acrílico como sistema de secagem e laminadores em diferentes espessuras. Os filmes por extrusão foram preparados a partir de maltodextrina, glicerina e celulose microcristalina, enquanto para a produção de filmes por evaporação de solvente, o pululano foi o polímero de escolha. Verificou-se que pelo método de extrusão, conseguiu-se uma maior produtividade, mas, em contrapartida, pelo método de evaporação de solvente, obteve-se uma qualidade muito maior, isso por ter sido possível desenvolver filmes de características organolépticas melhores, menor espessura, o que consequentemente gerou produtos com um tempo de desintegração menor. Com relação ao método de evaporação, concluiu-se ainda que tanto a técnica de secagem quanto a espessura de laminação são etapas críticas para produção dos filmes, já que, se realizadas inadequadamente, podem afetá-los tanto no aspecto visual, como nas propriedades mecânicas, peso médio, e tempo de desintegração. / The aim of this work was the development of prototypes of an extruder and an equipment for production of films by lamination and solvent casting. After the calculations required for assembly the equipments, the drawings were done in CAD (SolidWorks Software version 2009). Once defined the optimal combinations of polymer and plasticizer, the best conditions for film production were done. The basic size of the extrusion equipment was in direct proportion to the extent of the blade and the desired total output of product. The result was a matrix with a definied format, and a screw with constant pitch and constant diameter. For the production of films by solvent evaporation, after the calculations of mass transfer by convection at external flow, a structure was set up in acrylic serving as a system for drying and rolling using mills with different thicknesses. The films for extrusion were prepared from maltodextrin, microcrystalline cellulose and glycerin, while for the production of films by solvent evaporation, the polymer choise was pullulan. It was found that the extrusion method allowed good productivity, but in return, by the method of solvent evaporation, we obtained a higher quality, and the possibility of making films with better organoleptic characteristics. The films were thinner, which in turn leds to shorter disintegration time. Concerning the method of solvent evaporation, it was concluded that drying and lamination are critical steps for the production, since if not properly performed, both can affect visual appearance, mechanical properties, weight and disintegration time.