Os compósitos são materiais constituídos por dois ou mais materiais diferentes, formando uma classe de materiais heterogêneos que diferem entre si nas propriedades físicas e químicas. Recentes estudos sobre compósitos de polímeros biodegradáveis reforçados com fibras naturais mostram que estes materiais, além de totalmente biodegradáveis, apresentam propriedades térmicas e mecânicas superiores às de polímeros convencionais. O poli(hidroxibutirato-co-valerato) – PHBV - é um polímero biodegradável, da família dos polihidroxialcanoatos (PHAs), com propriedades mecânicas semelhantes as do polipropileno. As fibras de curauá têm alta resistência mecânica quando comparadas com outras fibras como juta, sisal e linho. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a incorporação de fibras de curauá à matriz de PHBV, considerando a influência do teor de fibra, da aplicação de um pré-tratamento alcalino sobre as fibras, e a adição de um agente de acoplamento (viniltrietoxisilano). Os compósitos foram obtidos por processo de extrusão e injeção e foram avaliadas suas propriedades térmicas, mecânicas, morfológicas e de biodegradação, além da identificação dos grupos funcionais. Os resultados demonstraram que os compósitos de PHBV reforçados com 20% m/m de fibras de curauá possuem propriedades superiores às do polímero puro. O pré-tratamento alcalino removeu a lignina e a hemicelulose das fibras, o que promoveu um aumento de sua rugosidade aparente, aumentando a aderência da fibra à matriz. Os compósitos com fibras tratadas com solução alcalina com concentração de 5% NaOH apresentaram melhores as propriedades mecânicas. O viniltrietoxisilano - VTES - aplicado sobre as fibras promoveu uma melhor adesão entre as fibras e a matriz, sendo que os compósitos com 2% de VTES apresentaram aumento nas propriedades mecânicas e térmicas. A combinação do pré-tratamento alcalino com o uso do agente de acoplamento provocou um aumento nas propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos. O ensaio de exposição ao solo simulado mostrou que as fibras de curauá auxiliaram na biodegradação dos compósitos. Conclui-se que compósitos de PHBV com fibras de curauá tratadas com solução de NaOH e com o uso de VTES apresentam propriedades térmicas, mecânicas e de degradação superiores as do polímero puro, podendo ser utilizados como material de engenharia. / Prefeitura Municipal de Caxias do Sul / Composites are materials composed of two or more different materials, forming a heterogeneous class of materials which differ in physical and chemical properties. Recent studies on biodegradable polymer composites reinforced with natural fibers show that these materials, in addition to totally biodegradable, present thermal and mechanical properties superior to those of conventional polymers. Poly(hydroxibutyrate-co-valerate) – PHBV - is a biodegradable polymer, inside the family of polyhydroxyalkanoates (PHAs) with mechanical properties similar to those of polypropylene. Curauá fibers have high strength when compared with other fibers such as jute, sisal and flax. This study aims to evaluate the incorporation of curauá fibers to the PHBV matrix, considering the influence of fiber content, the application of an alkaline pretreatment on the fibers, and the addition of a coupling agent (vinyl-trietoxi-silane). The composites were obtained by extrusion and injection and were evaluated its thermal properties, mechanical, morphological and biodegradation beyond the identification of functional groups. The results demonstrate that PHBV composites reinforced with 20% m / m of curauá fiber have properties superior to those of pure polymer. The alkaline pretreatment removed lignin and hemicellulose fibers, which promoted an increase in its apparent roughness, increasing the adhesion of the fiber to the matrix. The composites with fibers treated with alkaline solution with a concentration of 5% NaOH showed better mechanical properties. The vinyl-trietoxi-silane - VTES - applied on the fibers stimulated a better adhesion between the fibers and the matrix, and the composite with 2% VTES showed increased mechanical and thermal properties. The combination of the alkaline pretreatment and the coupling agent led to an increase in thermal and mechanical properties of the composites. The test of exposure to simulated soil showed that the curauá fibers colaborated in the composite biodegradation process. It was concluded that PHBV composites with curauá fibers treated with NaOH solution and using VTES exhibit thermal, mechanical and degradation superior to the pure polymer, and thus, can be used as an engineering material.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-11Bitstream added on 2014-06-13T18:31:02Z : No. of bitstreams: 1 tavares_aj_me_ilha.pdf: 2638696 bytes, checksum: bead0d992b9718edae9e9f933749cabb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A aderência entre o aço e o concreto é fundamental para a existência das estruturas de concreto armado, uma vez que os dois materiais atuam em conjunto para absorver os esforços solicitantes. O fenômeno da aderência é considerado complexo no que se refere aos vários fatores que o influenciam. Para melhor compreender esse fenômeno, várias investigações vêm sendo realizadas, com o pretexto de estabelecer um parâmetro que expresse a evolução da tensão de aderência em função do deslizamento da barra de aço. Vários tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. Dentre eles surgiu a proposta modificada do ensaio pull-out elaborada por Lorrain e Barbosa (2008) denominada de ensaio APULOT, e que vem a ser um dos objetivos desta avaliação numérica. Baseados nos resultados experimentais obtidos por Vale Silva (2010) e por Soudais (2011) quer seja para os ensaios pull-out convencionais, quer seja para o ensaio modificado, APULOT, procura-se, neste estudo, conhecer melhor o comportamento do fenômeno da aderência aço-concreto, através da simulação numérica. Este trabalho avalia a distribuição de tensões e a fissuração do concreto que ocorre durante os ensaios de arrancamento pull-out e APULOT através da análise numérica utilizando o código de cálculo ATENA, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), o qual possui elemento de interface baseado no modelo de Mohr-Coulomb. Avalia-se também a influência de alguns parâmetros que intervêm no comportamento da aderência aço-concreto, tais como: o diâmetro da armadura, a resistência à compressão do concreto e o comprimento de ancoragem. A análise numérica serviu como uma ferramenta de apoio aos ensaios experimentais, que visam a validação, validação parcial, ou não recomendação do ensaio de aderência... / The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures as both materials act together to absorb the structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. To better understand this phenomenon, many investigations have been conducted under the pretext of establishing a parameter that express the evolution of the bond stress versus the steel bar slip. Several types of bond tests have been proposed over years. Among those tests, the modified pull-out test developed by Lorrain and Barbosa (2008), called APULOT test, is one of the objectives of this numerical evaluation. Based on experimental results obtained by Vale Silva (2010) and Soudais (2011) either by conventional pull-out tests, or by modified test APULOT, we search in this study to better understand the behavior of the steel-concrete bond phenomenon through numerical simulation. This study evaluates the stress distribution and the concrete cracking that occurs during pull-out and APULOT tests through numerical analysis, using ATENA calculation code, based on the Finite Element Method (FEM), which has interface elements based on Mohr-Coulomb model. It is also evaluated the influence of several parameters that affect the behavior of the steel-concrete bond such as the reinforcement diameter, the concrete compressive strength and the anchorage length. Numerical analysis worked as a tool to support experimental tests aimed at validation, partial validation or non-recommendation of the modified testing of steel-concrete bond - APULOT test - as a quality control test of structural... (Complete abstract click electronic access below)

Moldes, matrizes e ferramentas de corte estão sujeitos a altos esforços mecânicos e/ou tensões térmicas que, ao longo do tempo, produzem falhas nestes ferramentais. No processo de fabricação destas ferramentas, existem diversas etapas e, dentre elas, o acabamento superficial da peça influencia na adesão e pode colaborar na incidência de falhas nos revestimentos protetores, que geralmente são aplicados para condições de trabalho extremas. O objetivo deste estudo é analisar o efeito de diferentes abrasivos (lixas de papel e pedras abrasivas) e processos de preparação de superfície (decapagem por esferas de vidro e eletropolimento) nos mecanismos de falhas do revestimento. Amostras de aço AISI H13 foram submetidas a tratamento térmico de têmpera a vácuo e as suas superfícies foram preparadas com diferentes técnicas de polimento e finalmente revestidas com AlCrN por deposição física de vapor (PVD). Os filmes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), nanoindentação, ensaios Rockwell, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raio X (XPS). Os resultados de DRX mostraram picos de difração típicos do revestimento, sem vestígios do substrato. As indentações Rockwell revelaram diferenças nos modos de falhas do revestimento. As cargas críticas de ensaio (LC) foram avaliadas após o trincamento do revestimento (LC1) e após a delaminação (LC2). Os substratos polidos com a pedra enxofrada apresentaram os valores de LC2 mais baixos quando comparados aos demais sistemas. A análise de EDS, realizada em regiões onde a delaminação ocorreu, revelou a presença de enxofre. O uso da técnica de XPS permitiu corroborar a presença de enxofre e estimar que o conteúdo deste elemento na superfície é de aproximadamente de 16% at. Portanto, a utilização de pedras de enxofradas antes da aplicação de revestimentos PVD não é recomendada e um mecanismo de delaminação é proposto. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-23T11:38:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Caroline Luvison.pdf: 3836180 bytes, checksum: f514686629d6653cb2323321aa59c5ce (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T11:38:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Caroline Luvison.pdf: 3836180 bytes, checksum: f514686629d6653cb2323321aa59c5ce (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Moulds, dies and cutting tools are subject to high mechanical stress and/or thermal stress that, over time, result in failure in such tooling. In the manufacturing process of such tools there are several steps and, among them, surface finishing has an influence in adherence and can generate failures in protective coatings that are generally used under heavy duty conditions. Consequently, the aim of this study is to evaluate the effect of different abrasives (sandpaper and abrasive stone) and different surface preparation processes (glass bead stripping and electropolishing) in the failure mechanisms of the coatings. AISI H13 steel samples were subject to vacuum quenching thermal treatment and the surfaces were prepared with different polishing techniques and finally coated with AlCrN by physical vapour deposition (PVD). The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), nanoindentation tests, Rockwell tests, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray induced photoelectron spectroscopy (XPS). XRD results evinced typical diffraction peaks for this coating without traces from the substrate. Rockwell indentations revealed differences in the coating failures modes. The critical loads (LC) in the test were evaluated after coating cracking (LC1) and after delamination (LC2). The substrates polished by sulphur-impregnated grinding stone presented the lowest LC2 values when compared to the other systems. EDS analysis performed in the regions where delamination occurred revealed the presence of sulphur. The XPS technique corroborated the presence of sulphur and was used to estimate that the content of that element in the surface is about 16% at. Thus, the use of sulphur-impregnated grinding stone before the application of PVD coatings is not recommended and a delamination mechanism is proposed.

As características físicas do PVC podem ser alteradas adicionando diferentes aditivos durante seu processamento. Um tipo específico de poli(cloreto de vinila) (PVC) obtido pelo processo de emulsão ou microsuspensão denominado plastisol, é amplamente utilizado na fabricação de calçados e brinquedos. Um dos aditivos mais utilizados em formulações de PVC é o plastificante, que promove flexibilidade ao material. Este trabalho teve por objetivo estudar a influência dos plastificantes di octil(adipato) (DOA), Lestarflex (plastificante polimérico de poliéster), policaprolactona (CAPA6500), poliol poliéster (Plaxter P43) e triacetina (triacetato de 1,2,3-propanotriol), nas propriedades do PVC de modo a se verificar qual a melhor opção de plastificante para o uso em um composto de plastisol, comparado ao plastificante DOP que atualmente não é mais aceito para uso em artigos infantis na Comunidade Européia. Foram avaliadas as propriedades mecânicas dos materiais antes e depois de envelhecimento acelerado, as propriedades térmicas foram avaliadas através de calorimetria exploratória diferencial (DCS) e da análise termogravimétrica (TGA), e a morfologia através do espalhamento de raio-X a baixo ângulo (SAXS). O conjunto de resultados indicou que o plastificante DOP pode ser substituído pelo DOA ou Lestarflex, sem modificações relevantes nas propriedades finais do material obtido, mesmo após envelhecimento acelerado. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-23T13:44:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eder Dutra Perito.pdf: 1595187 bytes, checksum: a466948b0de229dc1906d1590f28ecf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T13:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eder Dutra Perito.pdf: 1595187 bytes, checksum: a466948b0de229dc1906d1590f28ecf1 (MD5) / The physical characteristics of the PVC can be changed by adding different additives during processing. A specific type of poly(vinyl chloride) (PVC), obtained by emulsion method is widely used in the manufacture of shoes and toys. One of the most used additives in this emulsion is the plasticizer which promotes flexibility to the material. This work aims to study the influence of different plasticizers (dioctyl adipate, lestarflex (polymeric plasticizer polyester), polycaprolactone, polyester polyol, and triacetin) in the properties of the PVC in order to replace the DOP which is not currently accepted for use on products intended for children in the European Community. The efficiency of these plasticizers was evaluated by small-angle X-ray scattering (SAXS). The mechanical properties (tensile and tear strength) were also evaluated, before and after accelerated aging. Preliminary results indicated that the DOP can be replaced by the lestarflex or DOA without affecting the properties of the final material, even after aging.

Compósitos expandidos ou compósitos celulares reforçados com fibras vegetais são uma classe emergente de materiais que combinam boas propriedades mecânicas com densidade reduzida e capacidade superior de absorção de energia a impacto, isolamento térmico e acústico, quando comparados aos compósitos convencionais não expandidos. Os compósitos expandidos são constituídos basicamente de três fases, (1) a matriz polimérica, (2) o agente de reforço e (3) os espaços vazios no interior do compósito, que são denominados células. Nesse sentido, o presente estudo tem por objetivo o desenvolvimento de compósitos expandidos de poli(etileno-co-acetato de vinila) (EVA) reforçado com dois tipos de reforços de origem vegetal: a fibra de bananeira (FB) e o pó de madeira (PM), em diferentes concentrações e tamanhos de partícula. Inicialmente, foi avaliada a influência do tratamento alcalino em diferentes concentrações, nas propriedades térmicas (TGA), químicas (FTIR), físicas e morfológicas (MEV) da FB, e as propriedades mecânicas (rasgamento e tração) dos compósitos produzidos com a FB tratada. Para a produção dos compósitos expandidos, inicialmente, foi inserido na matriz do EVA o agente compatibilizante polietileno graftizado com anidrido maleico (PEgMA) em uma extrusora monorrosca. A FB, o PM e os aditivos foram incorporados ao EVA/PEgMA em um moinho de rolos, e o composto foi conformado e expandido por compressão em uma prensa térmica com moldes de volumes variados. Os compósitos expandidos foram avaliados quanto às propriedades físicas (densidade e absorção de água), mecânica (resistência ao rasgamento, resistência à compressão e dureza), térmica (TGA), química (FTIR) e morfológica (MEV e MO). Os resultados demonstraram que os compósitos expandidos apresentaram redução de densidade de 70 a 30%, de acordo com o molde utilizado no processo de expansão. O uso de ambos os reforços vegetais interferem na estrutura morfológica das células nos compósitos expandidos, promovendo a formação de células de tamanho e formato heterogêneo, compostas por células abertas e fechadas. Os reforços também atuam como agentes de nucleação na formação das células, proporcionando redução do tamanho e aumento na densidade das células com o aumento do teor de carga. A resistência ao rasgamento tende a diminuir com a diminuição da densidade e aumento do teor de carga, enquanto as propriedades mecânicas de resistência à compressão e dureza aumentam com o aumento do teor de carga. Em todos os compósitos desenvolvidos, na região da interface polímero-fibra, os compósitos apresentam regiões com boas e fracas propriedades de adesão. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-07-10T17:21:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Vinicius Gregory Zimmermann.pdf: 4275549 bytes, checksum: 8a3ddad83d9ea350108ccc795409de2b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-10T17:21:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Vinicius Gregory Zimmermann.pdf: 4275549 bytes, checksum: 8a3ddad83d9ea350108ccc795409de2b (MD5) / Expanded composites or vegetable fiber-reinforced cell composites are a new emerging class of materials combining good mechanical properties of reduced density, having superior ability of energy absorption at impact, as well as thermal and acoustic isolation. Expanded composites are basically constituted of three phases, the polymeric matrix, the reinforcing agent and the void spaces in the interior of the composite, called cells. In this context, the present study aims at the development of expanded poly (ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) composites reinforced with two kinds of vegetable fibers, banana fiber (BF) and wood flour (WF) at different concentrations and particle sizes. Initially the influence of sodium hydroxide-based (NaOH) alkaline treatment at different concentrations was evaluated as regards thermal (TGA), chemical (FTIR), physical and morphological (SEM) properties of BF as well as mechanical properties (tear and tensile) of the composites obtained from treated BF. For the production of the expanded composites initially the compatibilizing agent maleic anhydride grafted polyethylene (PEgMA) was inserted into the EVA matrix with the aid of a single screw extruder. The BF and WF fibers were incorporated into EVA/PEgMA using an open roll mill and the composite was shaped and expanded using a thermal press having variable volume dies. The expanded composites were evaluated as for physical (density, water absorption), mechanical (tear strength and hardness), thermal (TGA), chemical (FTIR) and morphological (SEM) properties. The results demonstrated that the expanded composites attained between 70 and 30% reduction in density according to the die utilized in the expansion process. The use of both fibers affect the morphological structure of cells in the composites, promoting the formation of heterogeneous structures made up of open and closed cells. Vegetable fibers work as nucleating agents in the formation of cells, providing size reduction and increased density of the cells as a result of the increased filler content. Mechanical properties of tear strength tend to diminish with reduced density and increased filler content, while mechanical properties of compression strength and hardness increase with increased filler content. In the polymer-fiber interface all composites exhibit some regions of good adhesion and other ones of poor adhesion between the matrix and the vegetable fiber.

Orientador: Mônica Pinto Barbosa / Coorientador: André Luís Gamino / Banca: Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila Jacintho. / Banca: Helena Maria Cunha do Carmo Antunes / Resumo: A aderência entre o aço e o concreto é fundamental para a existência das estruturas de concreto armado, uma vez que os dois materiais atuam em conjunto para absorver os esforços solicitantes. O fenômeno da aderência é considerado complexo no que se refere aos vários fatores que o influenciam. Para melhor compreender esse fenômeno, várias investigações vêm sendo realizadas, com o pretexto de estabelecer um parâmetro que expresse a evolução da tensão de aderência em função do deslizamento da barra de aço. Vários tipos de ensaios de aderência foram propostos ao longo dos anos. Dentre eles surgiu a proposta modificada do ensaio pull-out elaborada por Lorrain e Barbosa (2008) denominada de ensaio APULOT, e que vem a ser um dos objetivos desta avaliação numérica. Baseados nos resultados experimentais obtidos por Vale Silva (2010) e por Soudais (2011) quer seja para os ensaios pull-out convencionais, quer seja para o ensaio modificado, APULOT, procura-se, neste estudo, conhecer melhor o comportamento do fenômeno da aderência aço-concreto, através da simulação numérica. Este trabalho avalia a distribuição de tensões e a fissuração do concreto que ocorre durante os ensaios de arrancamento pull-out e APULOT através da análise numérica utilizando o código de cálculo ATENA, baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF), o qual possui elemento de interface baseado no modelo de Mohr-Coulomb. Avalia-se também a influência de alguns parâmetros que intervêm no comportamento da aderência aço-concreto, tais como: o diâmetro da armadura, a resistência à compressão do concreto e o comprimento de ancoragem. A análise numérica serviu como uma ferramenta de apoio aos ensaios experimentais, que visam a validação, validação parcial, ou não recomendação do ensaio de aderência... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The bond between steel and concrete is essential for the existence of reinforced concrete structures as both materials act together to absorb the structural strain. The bond phenomenon is considered to be complex regarding many factors that affect it. To better understand this phenomenon, many investigations have been conducted under the pretext of establishing a parameter that express the evolution of the bond stress versus the steel bar slip. Several types of bond tests have been proposed over years. Among those tests, the modified pull-out test developed by Lorrain and Barbosa (2008), called APULOT test, is one of the objectives of this numerical evaluation. Based on experimental results obtained by Vale Silva (2010) and Soudais (2011) either by conventional pull-out tests, or by modified test APULOT, we search in this study to better understand the behavior of the steel-concrete bond phenomenon through numerical simulation. This study evaluates the stress distribution and the concrete cracking that occurs during pull-out and APULOT tests through numerical analysis, using ATENA calculation code, based on the Finite Element Method (FEM), which has interface elements based on Mohr-Coulomb model. It is also evaluated the influence of several parameters that affect the behavior of the steel-concrete bond such as the reinforcement diameter, the concrete compressive strength and the anchorage length. Numerical analysis worked as a tool to support experimental tests aimed at validation, partial validation or non-recommendation of the modified testing of steel-concrete bond - APULOT test - as a quality control test of structural... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000425614-Texto+Completo-0.pdf: 1886695 bytes, checksum: 53c467c9fc2da1e7e334f548fb1e95b1 (MD5) Previous issue date: 2010 / Currently, chromate copper arsenate (CCA) is the most widely used preservative for the treatment of wood poles. The CCA is composed of a mixture containing, on average, 34% chromium oxide, 13% cupric oxide, 25% of arsenic pentoxide, 28% of water and inert is used. The use of new wood preservatives based on the boron and fluorine is also an alternative in cases of preventive retreatment of poles in service, ensuring an extended lifetime of up to ten years for those structures. In this context, the objective of this work is to optimize a methodology for the determination of preservatives based on Cr, Cu and As in new wood poles and in those already in use as well. This project also aims to evaluate wood preservatives which are less harmful to the environment, based on boron and fluorine, verifying aspects of their retention over time in local conditions and the impact on soils from controlled areas. / Atualmente o arseniato de cobre cromatado (CCA) é o preservante mais utilizado para o tratamento de postes de madeira. O CCA é composto por uma mistura contendo, em média, 34% de óxido crômico, 13% de óxido cúprico, 25% de pentóxido de arsênio, 28% de água e inertes. A utilização de novos preservantes de madeira à base de boro e flúor também é uma alternativa em processos de retratamento preventivo de postes em serviço, garantindo uma sobrevida de até dez anos para essas estruturas. Neste contexto, o objetivo desse trabalho é otimizar uma metodologia para a determinação de preservantes à base de Cr, Cu e As em postes de madeira novos e em serviço. Pretende-se ainda, avaliar preservantes de madeira menos agressivos ao meio ambiente, à base de boro e flúor, verificando aspectos relacionados à sua retenção ao longo do tempo em condições locais e o impacto em solos de áreas controladas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000436434-Texto+Completo-0.pdf: 2324920 bytes, checksum: cdf79816569d7d9b352a5a2d9b93437f (MD5) Previous issue date: 2012 / The search for materials that can replace or restore damaged tissues is due to the search for better life quality of the population. Considering that cardiovascular diseases are the main causes of death in Brazil (Banco de Saúde, 2010), needs some devices that have efficacy in cardiac regeneration, addressing about issues of long-term safety and promoting the healing of vascular vessels (PR Newswire, 2010). In this sense, this paper developed the synthesis of biostable polyurethanes from the reaction of polycaprolactone diol (PCL) with different diisocyanates (HDI and H12MDI), characterizing them by morphological analysis (MEV), thermal (TGA and DSC), mechanical (DMA) and structural (IV), but also evaluating their in vitro cytotoxicity, by testing for the evaluation of cell viability (MTT and VN test) and cell proliferation (Trypan Blue test) using NIH-3T3 fibroblast cells, comparing them with commercial materials, Dacron and PTFE. The obtained results showed that the synthesized polyurethanes had average molar weight (Mw) ranging between 30000 and 263000 g/mol, as well as a plasticity depended of polyol used. The mechanical behavior of polyurethanes showed similar or greater than the commercial material, Dacron and PTFE. The biostability tests showed that there was mass loss below 20% of the materials exposed to hydrolytic degradation in the period of 270 days and below 5% in the enzymatic degradation in the period of 30 days. The cell viability of polyurethanes was superior to 80%, considered non-cytotoxic. Polyurethanes in this study showed favorable results for its possible use as biomaterial in cardiac applications. / A procura por materiais que possam substituir ou restaurar tecidos danificados deve-se à busca por melhor qualidade de vida da população. Levando em consideração que doenças cardiovasculares são as principais causas de mortes no Brasil (Banco de Saúde, 2010), necessita-se de dispositivos que possuam eficácia na regeneração cardíaca, abordando questões de segurança à longo prazo e promovendo a cicatrização de vasos vasculares (PR Newswire, 2010). Neste sentido, o presente trabalho desenvolveu a síntese de poliuretanos bioestáveis a partir da reação de policaprolactona diol (PCL) com diferentes diisocianatos (HDI e H12MDI), caracterizando-os por meio de análise morfológica (MEV), térmica (TGA e DSC), mecânica (DMA) e estrutural (IV), como também, avaliando sua citotoxicidade in vitro, através de testes para a avaliação da viabilidade celular (teste VN e MTT) e proliferação celular (teste Azul de Tripan) utilizando células fibroblásticas NIH-3T3, comparando-os com materiais comerciais, Dacron e PTFE. Os resultados obtidos mostraram que os poliuretanos sintetizados apresentaram massa molar ponderal média (Mw) variando entre 30000 e 263000 g/mol, bem como, uma plasticidade dependente do poliol utilizado. O comportamento mecânico destes poliuretanos mostrou-se semelhante ou superior aos materiais comerciais, Dacron e PTFE. Os testes de bioestabilidade mostraram que houve perda de massa abaixo de 20% dos materiais expostos à degradação hidrolítica no periodo de 270 dias e abaixo de 5% na degradação enzimática no periodo de 30 dias. A viabilidade celular dos poliuretanos mostrou-se superior a 80%, consideradas não citotóxicas. Os poliuretanos avaliados neste estudo apresentaram resultados favoráveis para seu uso como biomaterial em possíveis aplicações cardiológicas.

As características físicas do PVC podem ser alteradas adicionando diferentes aditivos durante seu processamento. Um tipo específico de poli(cloreto de vinila) (PVC) obtido pelo processo de emulsão ou microsuspensão denominado plastisol, é amplamente utilizado na fabricação de calçados e brinquedos. Um dos aditivos mais utilizados em formulações de PVC é o plastificante, que promove flexibilidade ao material. Este trabalho teve por objetivo estudar a influência dos plastificantes di octil(adipato) (DOA), Lestarflex (plastificante polimérico de poliéster), policaprolactona (CAPA6500), poliol poliéster (Plaxter P43) e triacetina (triacetato de 1,2,3-propanotriol), nas propriedades do PVC de modo a se verificar qual a melhor opção de plastificante para o uso em um composto de plastisol, comparado ao plastificante DOP que atualmente não é mais aceito para uso em artigos infantis na Comunidade Européia. Foram avaliadas as propriedades mecânicas dos materiais antes e depois de envelhecimento acelerado, as propriedades térmicas foram avaliadas através de calorimetria exploratória diferencial (DCS) e da análise termogravimétrica (TGA), e a morfologia através do espalhamento de raio-X a baixo ângulo (SAXS). O conjunto de resultados indicou que o plastificante DOP pode ser substituído pelo DOA ou Lestarflex, sem modificações relevantes nas propriedades finais do material obtido, mesmo após envelhecimento acelerado. / The physical characteristics of the PVC can be changed by adding different additives during processing. A specific type of poly(vinyl chloride) (PVC), obtained by emulsion method is widely used in the manufacture of shoes and toys. One of the most used additives in this emulsion is the plasticizer which promotes flexibility to the material. This work aims to study the influence of different plasticizers (dioctyl adipate, lestarflex (polymeric plasticizer polyester), polycaprolactone, polyester polyol, and triacetin) in the properties of the PVC in order to replace the DOP which is not currently accepted for use on products intended for children in the European Community. The efficiency of these plasticizers was evaluated by small-angle X-ray scattering (SAXS). The mechanical properties (tensile and tear strength) were also evaluated, before and after accelerated aging. Preliminary results indicated that the DOP can be replaced by the lestarflex or DOA without affecting the properties of the final material, even after aging.

Moldes, matrizes e ferramentas de corte estão sujeitos a altos esforços mecânicos e/ou tensões térmicas que, ao longo do tempo, produzem falhas nestes ferramentais. No processo de fabricação destas ferramentas, existem diversas etapas e, dentre elas, o acabamento superficial da peça influencia na adesão e pode colaborar na incidência de falhas nos revestimentos protetores, que geralmente são aplicados para condições de trabalho extremas. O objetivo deste estudo é analisar o efeito de diferentes abrasivos (lixas de papel e pedras abrasivas) e processos de preparação de superfície (decapagem por esferas de vidro e eletropolimento) nos mecanismos de falhas do revestimento. Amostras de aço AISI H13 foram submetidas a tratamento térmico de têmpera a vácuo e as suas superfícies foram preparadas com diferentes técnicas de polimento e finalmente revestidas com AlCrN por deposição física de vapor (PVD). Os filmes foram caracterizados por difração de raios X (DRX), nanoindentação, ensaios Rockwell, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão em energia (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raio X (XPS). Os resultados de DRX mostraram picos de difração típicos do revestimento, sem vestígios do substrato. As indentações Rockwell revelaram diferenças nos modos de falhas do revestimento. As cargas críticas de ensaio (LC) foram avaliadas após o trincamento do revestimento (LC1) e após a delaminação (LC2). Os substratos polidos com a pedra enxofrada apresentaram os valores de LC2 mais baixos quando comparados aos demais sistemas. A análise de EDS, realizada em regiões onde a delaminação ocorreu, revelou a presença de enxofre. O uso da técnica de XPS permitiu corroborar a presença de enxofre e estimar que o conteúdo deste elemento na superfície é de aproximadamente de 16% at. Portanto, a utilização de pedras de enxofradas antes da aplicação de revestimentos PVD não é recomendada e um mecanismo de delaminação é proposto. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Moulds, dies and cutting tools are subject to high mechanical stress and/or thermal stress that, over time, result in failure in such tooling. In the manufacturing process of such tools there are several steps and, among them, surface finishing has an influence in adherence and can generate failures in protective coatings that are generally used under heavy duty conditions. Consequently, the aim of this study is to evaluate the effect of different abrasives (sandpaper and abrasive stone) and different surface preparation processes (glass bead stripping and electropolishing) in the failure mechanisms of the coatings. AISI H13 steel samples were subject to vacuum quenching thermal treatment and the surfaces were prepared with different polishing techniques and finally coated with AlCrN by physical vapour deposition (PVD). The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), nanoindentation tests, Rockwell tests, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray induced photoelectron spectroscopy (XPS). XRD results evinced typical diffraction peaks for this coating without traces from the substrate. Rockwell indentations revealed differences in the coating failures modes. The critical loads (LC) in the test were evaluated after coating cracking (LC1) and after delamination (LC2). The substrates polished by sulphur-impregnated grinding stone presented the lowest LC2 values when compared to the other systems. EDS analysis performed in the regions where delamination occurred revealed the presence of sulphur. The XPS technique corroborated the presence of sulphur and was used to estimate that the content of that element in the surface is about 16% at. Thus, the use of sulphur-impregnated grinding stone before the application of PVD coatings is not recommended and a delamination mechanism is proposed.