Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2123.pdf: 2451937 bytes, checksum: 9e1829535946a0f5d7ebbcb31a4d683b (MD5) Previous issue date: 2006-03-10 / The PET filter bag is used in the separation of the particulates materials of the gas produced in the aluminum industry. It had been submitted a chemical recycling. Almost industries make the disposal of these materials in industrial earthwork or still they take the centers that make the energy recycling. The filter bag restrained particulate is constituted by alumina with adsorbide fluoride and an amount of carbon proceeding from the electrolytic decomposition of anode pots. The adhesion of particles in the interior becomes the filters of difficult recycling mechanics, because the incrusted materials are not removed by the laundering. So, the filters of this work had been recycled chemically through glycolysis with ethylenoglycol. For the reactions under ambient pressure it was observed that it has the necessity to use catalyst to speed up the reaction. The catalyst used was the sodium bicarbonate. The best condition found for reactions the ambient pressure form: temperature of 190°C, 1% of catalyst and 20 hours of reaction. With these conditions the glicolysis convrtion was almost 94%. It was not possible to determine the order of ration for this system. The reactions carried through with a closed reactor had allowed increasing the temperature of the system. So, the temperature is the variable most important, reaching bigger conversions in a lesser time that the gotten time the ambient pressure. The best joined conditions had been 1% of catalyst, 190°C and 10 hours of reaction and also 0.5% of catalyst, 230°C and 5 hours of reaction. For these conditions, the reaction rate was little bigger than 99%. / Mangas filtrantes de PET como material filtrante são utilizados na separação de materiais particulados provenientes dos gases produzidos na indústria do alumínio foram submetidos a reciclagem química. A maioria das indústrias faz a disposição das mangas em aterros industriais ou ainda encaminham para centros que fazem a reciclagem energética. O particulado retido é constituído por alumina com fluoreto adsorvido e uma quantidade de carbono proveniente da decomposição do anodo das cubas eletrolíticas. A adesão das partículas no interior torna os filtros de difícil reciclagem mecânica, porque os materiais incrustados são de difícil remição por sistemas de lavagem. Dessa forma, os filtros deste trabalho foram reciclados quimicamente através de glicólise com etilenoglicol em diferentes condições. Para as reações a pressão ambiente foi observada que há a necessidade de utilizar catalisador para acelerar a reação. O catalisador utilizado foi o bicarbonato de sódio. A melhor condição encontrada para reações a Pressão ambiente foi: temperatura de 190°C, 1% de catalisador e 20 horas de reação. O valor de conversão desta reação ficou em torno de 94%. Não foi possível determinar a ordem de reação para este sistema. As reações realizadas com um reator fechado permitiram aumentar a temperatura do sistema mesmo utilizando o etilenoglicol com temperatura de ebulição de 192°C. Nestas reações, a temperatura é a variável mais importante, atingindo maiores conversões em um tempo menor que o tempo obtido a pressão ambiente. As melhores condições encontradas foram 1% de catalisador, 190°C e 10 horas de reação e também 0,5% de catalisador, 230°C e 5 horas de reação. Para estas condições a conversão foi maior que 99%.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2884.pdf: 1427579 bytes, checksum: 15c73529ac62953165468877687fa6d3 (MD5) Previous issue date: 2004-05-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The growing concern with the solid residues management, observed in the last decade, due to its huge amount and impact, has motivated the search for recycling processes, where these residues can be reprocessed to generate new products, enlarging the cycle of materials and energy which are present in them. Special attention is given to the recycling of PET from containers of carbonated drinks. During the recycling of PET, the action of degradative fenomena creates a recycled resin with inferior properties, when compared to the original one, which difficults the use in new cycles of processing. The use of processing additives can overcome this effect. The improvement on the processability and modifications in the final properties of products made with blends of branched and linear resins have been reported in the literature. The branched resin could act as a processing additive. Even though some studies have characterized branched PET resins, the mixture of branched PET with recycled PET has not been reported before. Therefore, this study has as objective the characterization of a branched PET resin for use as processing additive in recycled PET and the characterization of the properties of the blends made with these two resins. In a first step, the characterization of the branched and recycled PET has been performed, and their properties compared with a bottle grade PET resin. The resins have been reprocessed to study the effect of the reprocessing over their properties. Modifications on the viscoelastic properties have been observed; the melt viscosity diminished, due to the degradation suffered during the process; the branched resin showed higher viscosity and melt strength. Next, the branched and recycled PET were blended. Improvements on the rheological properties were observed. The blends showed potential for use in transformation processes where higher melt strength is required. / A crescente preocupação com a gestão de resíduos sólidos, observada na última década, em virtude de sua enorme quantidade e impacto ambiental, tem motivado a busca por processos de reciclagem, onde estes resíduos podem ser reprocessados de modo a gerarem novos produtos, ampliando o ciclo dos materiais e energia neles contidos. Especial atenção tem sido dada para a reciclagem do poli (tereftalato de etileno), PET, advindo de embalagens de bebidas carbonatadas. Durante a reciclagem do PET a ação de fenômenos degradativos produz uma resina reciclada com propriedades inferiores à original, dificultando novos ciclos de processamento. O uso de aditivos de processamento pode compensar esse efeito. A melhoria na processabilidade e modificações de propriedades finais de produtos feitos com misturas de resinas ramificadas e lineares foram reportadas na literatura. A resina ramificada atuaria como aditivo de processamento. Embora alguns estudos tenham realizado a caracterização de resinas de PET ramificado, a incorporação do PET ramificado em blendas com PET reciclado não foi reportada. Assim, este estudo tem como objetivos a caracterização de uma resina de PET ramificado para uso como aditivo de processamento em PET reciclado e das propriedades das blendas formadas pelas duas resinas. Em uma primeira etapa foi feita a caracterização do PET ramificado e do PET reciclado usados no trabalho, em comparação com uma resina de PET grau garrafa. As resinas foram reprocessadas para o estudo do efeito do reprocessamento sobre suas propriedades. Modificações das propriedades viscoelásticas foram observadas; a viscosidade do fundido apresentou queda significativa, em virtude da degradação sofrida durante o processo; a resina ramificada apresentou maior viscosidade e resistência do fundido. A seguir efetuou-se a mistura do PET ramificado com o reciclado. Melhorias nas propriedades reológicas foram observadas. As blendas apresentaram potencial para uso em processos de transformação para os quais maior resistência do fundido é requerida.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Guilherme de Faveri-.pdf: 67519 bytes, checksum: d0fd4e876b2d59f3a41bd4a6a9e42b99 (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A maneira tradicional de determinar as propriedades mecânicas de um material é a partir de ensaios normalizados. Entre eles, os ensaios de tração, compressão, flexão o torção são os mais utilizamos para ava- liar a resistência mecânica, o módulo do elasticidade o o módulo de cisalhamento. Os ensaios de tração, compressão e flexão podem ser realizados em um mesmo dispositivo chamado máquina de ensaios uni- versais. Uma máquina de ensaios universais apresenta quatro sistemas básicos, o sistema do acionamento, o sistema de medição de carga, o sistema do medição de deslocamento, e um sistema de fixações para rea- lizar os ensaios. A máquina do ensaios universais foi desenvolvida com o intuito de realizar a caracterização mecânica de materiais poliméricos. A máquina de ensaios universais utiliza um sistema de acionamento eletromecânico utilizando um motor do passo e um parafuso de potên- cia pai a aplicação da carga. A medição da carga ó realizada por meio do uso do células do carga. O sistema de medição do deslocamento foi desenvolvido utilizando extensomotria. Os sistemas de medição fo- ram calibrados apresentando resultados confiáveis. Sistemas de fixação toram desenvolvidos conforme as normas para os ensaios do tração, compressão e flexão para materiais poliméricos. A placa Arduíno Due foi utilizada para realizar o controlo do motor de passo e aquisição dc dos sinais do carga e medição. Um aplicativo numérico foi desenvolvido para a realizar a comunicação entre Arduíno e computador permitindo realizar diferentes ensaios. A máquina foi utilizada para caracterização do módulo de elasticidade da espuma rígida de poliuretano por tração o compressão, o do módulo do elasticidade do poliestireno de alto im- pacto presentes no refrigerador. Um ensaio de flexão foi realizado em uma viga sanduíche obtida da lateral do um refrigerador e simulado por elementos muitos. Os resultados do ensaio de flexão foram utilizados para validação das propriedades mecânicas resultante da caracterização pela máquina desenvolvida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, foram preparados materiais poliméricos com atividade bactericida a partir de copolímeros de estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) e de celulose bacteriana. Três copolímeros à base de Sty e DVB foram sintetizados através da técnica de polimerização em suspensão aquosa. Os copolímeros foram preparados com diferentes estruturas porosas, por meio da variação da composição do sistema diluente. Um copolímero comercial macrorreticulado, Amberlite XAD4, de elevada área superficial, também foi usado neste estudo com o objetivo de comparar sua estrutura polimérica e seu desempenho com o dos copolímeros sintetizados. Os copolímeros de Sty-DVB foram caracterizados por meio da densidade aparente, área específica, diâmetro médio de poros, volume de poros, microscopias ótica e eletrônica de varredura, grau de inchamento, espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica e análise elementar. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente através da reação de nitração, seguida da reação de redução do grupo nitro a amino e posterior reação de diazotação e hidrólise do grupo sal de diazônio. Os copolímeros modificados contendo os grupos NH2 e OH foram utilizados como suporte para a ancoragem das nanopartículas de prata. As partículas de prata foram obtidas pela redução dos íons Ag+ empregando-se cloridrato de hidroxilamina como redutor e PVP como protetor de colóide. O teor de prata impregnada foi determinado pelo método volumétrico. A celulose bacteriana (BC) foi empregada como uma matriz para impregnação de nanopartículas de prata. Membranas de BC foram impregnadas com solução aquosa de AgNO3, a seguir foi realizada a redução dos íons Ag+ com três diferentes agentes redutores (hidrazina, hidroxilamina e ácido ascórbico) empregando ou não protetor de colóide (PVP ou gelatina). As membranas de BC/Ag0 obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A capacidade bactericida dos copolímeros de Sty-DVB, dos copolímeros funcionalizados e impregnados com prata e das membranas de BC/Ag0 foi avaliada através do método da contagem em placa contra suspensões de Escherichia coli, em diferentes concentrações (103 a 107 células/mL). Foi observado que os copolímeros de origem e os copolímeros modificados contendo os grupos NO2 e NH2 não apresentaram atividade bactericida contra suspensões de E. coli em nenhuma concentração. Por outro lado, os copolímeros modificados contendo o grupo OH apresentaram alguma atividade bactericida, embora abaixo do esperado devido à baixa incorporação de hidroxilas fenólicas. Os copolímeros modificados impregnados com Ag apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados, o que comprova que a ação bactericida é devida às partículas de prata ancoradas nos copolímeros. Os copolímeros modificados contendo o grupo OH impregnados com Ag mesmo possuindo menores teores de prata apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados contendo o grupo NH2 impregnados com Ag. A maior ação bactericida pode ser atribuída à combinação da atividade bactericida das partículas de prata com a atividade dos grupos hidroxilas fenólicas mesmo que estes grupos estejam pouco incorporados nos copolímeros. Os compósitos de BC/Ag0 exibiram atividade bactericida contra E. coli que foi atribuída à ação das nanoparticulas de prata obtidas quando foi empregada a hidroxilamina como agente redutor e a gelatina como protetor de colóide / In this work, styrene and divinylbenzene copolymers and bacterial cellulose were employed as polymeric supports for preparing composite materials with bactericidal activity. Three copolymers based on Sty-DVB were synthesized by suspension polymerization. The copolymers were prepared by varying the solvating power of the employed diluent system aiming to obtain different porosities. The commercial copolymer Amberlite XAD4 was also used aiming to relate its performance with the porous structure of this commercial resin and the synthesized copolymers. These copolymers were characterized by bulk density, specific area, pore average diameter, optical and scanning electronic microscopies, swelling degree, infra-red spectrometry (FTIR), thermogravimetric analysis (TG) and elemental analysis (CHN). The copolymers were modified by the nitration reaction, reduction of the nitro group and subsequent hydrolysis of the diazonium salt group. The chemical modification of copolymers was confirmed by FTIR and by the thermal profiles changes. The modification extension was determined by elemental analysis. The Ag+ ions were reduced by employing hydroxylamine as reductant and PVP as colloid protector aiming to produce silver nanoparticles anchored on the resin surface. The amount of incorporated silver was determinated by tritation. The bacterial cellulose (BC) was also used as a matrix for anchoring nanoparticles of silver. BC membranes were immersed in silver nitrate solution. The Ag+ ions were reduced by employing hydrazine, hydroxylamine or ascorbic acid as reductant in the presence or not of a colloid protector (PVP or gelatin). XRD analysis have confirmed Ag cubic phase on the BC/Ag0 membrane. The particles size distribution of silver nanoparticles and their morphologic features were investigated by scanning eletron microscopy. The antibacterial activity of the original copolymers, the modified copolymers, the copolymers containing anchored silver particles and BC/Ag membranes was determined towards 103 to 107 cells/mL dilutions of Escherichia coli strain. It was noted that the original copolymers and copolymers containing NO2 and NH2 groups did not present bactericidal action. However, the copolymers containing OH groups presented a considerable bactericidal activity but lower than expected due to low amount of OH groups. The copolymers containing anchored silver particles presented higher bactericidal action than the modified copolymers, confirming that the bactericidal activity was attributed to the action of silver nanoparticles. The modified copolymers containing OH groups and anchored silver particles exhibited higher bactericidal action than the modified copolymers containing NH2 groups and anchored silver particles. This highest bactericidal activity was due to the combined action of silver nanoparticles and functional group OH of the copolymers. The composites BC/Ag0 showed antibacterial activity against Escherichia coli that was attributed to the action of silver nanoparticles obtained when a combination of hydroxylamine as reducing agent and gelatine as protective colloid was employed

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver sistemas tubulares de condução de luz natural propondo a substituição do alumínio revestido com prata (que é o sistema comercializado atualmente por diversas empresas internacionais), por polímero metalizado. Espera-se com isso diversificar os materiais empregados na fabricação destes dispositivos reduzindo significativamente o custo. Os sistemas tubulares de condução de luz natural permitem o aproveitamento da luz solar para iluminação de interiores, contribuindo para a redução do consumo de energia elétrica. No presente estudo foram avaliados como material estrutural os polímeros (PP, PS, PEAD, PEBD, ABS nas condições virgem e reciclada), revestidos com alumínio e cromo e submetidos à metalização por evaporação no vácuo (íon plating) ou por projeção catódica (sputtering). Os materiais poliméricos foram caracterizados quanto sua resistência mecânica através de ensaios de tração (norma ASTM D638). Os revestimentos de alumínio e cromo depositados nos materiais poliméricos, foram caracterizados quanto à adesão (norma ASTM D3359-09) e quanto à reflexividade (norma ASTM E903). Essas propriedades foram avaliadas comparativamente ao material empregado em um sistema tubular de condução de luz natural comercial (referencia). Os resultados obtidos dos ensaios realizados, demonstraram que os melhores sistemas obtidos foram o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica, e também ABS e PS virgem metalizados com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Para a validação em escala real, foram elaborados: um protótipo de PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica e um protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio pelo processo de evaporação no vácuo. Enquanto, o tubo protótipo de ABS virgem metalizado com alumínio chegou em média diária a atingir 65% do rendimento comparado com o tubo referência, o PP reciclado metalizado com alumínio pelo processo de projeção catódica chegou apenas a 21%. Isso evidenciou a viabilidade técnica de construção de um tubo para condução da luz solar direta para iluminação utilizando ABS virgem metalizado com alumínio com rendimento de 65% do tubo de referência, o qual pode ser comercializado uma redução de custo estimado de 46,5% em relação a referência. / This paper aims to develop tubular daylight systems for transporting natural light by substituting silver coated aluminum (which is the system currently supplied by several international companies), for metalized polymer. This is expected to diversify the materials used in the manufacturing of those tubular devices, significantly reducing their cost. The tubular systems for conducting natural light enable to maximize the use of natural daylight for interior lighting, minimizing the consumption of electric energy. In this study some polymers (virgin and recycled PP, PS, HDPE, LDPE, and ABS) aluminum or chromium coated were evaluated as structural material. The coating were obtained metallization by vacuum evaporation (ion plating) or by cathodic projection (sputtering). The polymeric materials were evaluated for their mechanical resistance through tensile tests (American Society for Testing and Materials - ASTM D638 standard). The aluminum and chromium coatings deposited on polymeric materials were evaluated for their adhesion (ASTM D3359-09) and for their reflectivity (ASTM E903). These properties were measured comparatively to the material commonly used in a commercial tubular daylight conducting system (reference). The tests results showed that the best systems were the recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process, and also virgin ABS and virgin PS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process. For the real-scale validation, a prototype of recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process and a prototype of virgin ABS metalized with aluminum by the vacuum evaporation process were made. While the prototype made with virgin ABS metalized with aluminum attained an average daily efficiency of 65% compared to the reference tube, the prototype made with recycled PP metalized with aluminum by the cathodic projection process attained only 21%. Thus, these results demonstrate the technical feasibility of producing a tubular direct daylight conducting system using virgin ABS metalized with aluminum with an efficiency of 65% of the reference tube at an estimated cost 46.5% lower than the reference tube.

Os polímeros conjugados têm sido objeto de estudo nos últimos vinte anos devido à grande variação observada em sua condutividade quando sob dopagem química. A maioria dos polímeros dessa família passa de isolante, quando não dopados ou fracamente dopados, a bons condutores de eletricidade quando fortemente dopados. Em dopagens intermediárias apresentam um comportamento semicondutor, inclusive efeitos de fotocondução, fotovoltagem e luminescência. Nesse trabalho exploramos algumas dessas propriedades, mais comuns aos semicondutores inorgânicos, e mostramos que é possível obter dispositivos eletrônicos e/ou optoeletrônicos com os polímeros orgânicos. Em estruturas de diodos, tipo Schottky e pin, fabricamos e caracterizamos dispositivos fotovoltaicos com polianilina e poli(o-metoxianilina). Nesses materiais, sob fraca dopagem foi observado um efeito de fotocondução negativa. Já com o poli(2-metoxi, 5-hexiloxi-1,4fenileno vinileno) fabricamos e caracterizamos células fotovoltaicas e mostramos que esse tipo de estrutura permite a fabricação de um dispositivo reversível: fotovoltaico e eletroluminescente. / Conjugated polymers have been extensively studied in the last twenty years due to their high conductivity variation under doping. They are insulating materials when non-doped or weakly doped and good conductors when strongly doped. In intermediate doping concentration they behave as semiconductors, exhibiting photoconduction, photovoltaic and luminescent effects. In this work we explore some of these properties and we show that metoxyaniline), using Schottky and pin structures, were fabricated and characterized. These materiaIs, when weakly doped, showed a negative photoconductivity. Schottky diodes were also fabricated with poly (2¬methoxy, 5-hexyloxy, 1-4 phenylene-vynilene) and besides the photovoltaic effect this device exhibited the reversible eletroluminescent effect.

Este trabalho apresenta um modelo teórico que procura explicar a origem de um pico anômalo de corrente, observado na fase faraeletrica do copolímero P(VDF/TrFE), nos processos de descarga. Quando uma voltagem tipo V(t) = Vo S(t) é aplicado em materiais isolantes, correntes elétricas observadas em medidas, de carga-descarga decaem aproximadamente com T-n e obedecem ao principio da superposição linear (PSL). Esse comportamento e também observado em polímeros dielétricos. Entretanto, nos processos de descarga, acima da temperatura de Curie do copolímero p (VDF/TrFE), surge um pico anomalo de corrente que viola, aparentemente, o (PSL). Apresentamos um modelo de migração de cargas de espaço em presença de armadilhas, que pode ser responsável pelo pico de corrente e que estaria superposta a corrente de descarga da absorção dielétrica, conforme o modelo, durante os processos de carga, impurezas extrínsecas seriam varridas, pelo campo, do volume da amostra e ficariam, preferencialmente, presas em armadilhas de superfície. Nos processos de descarga, essas cargas se deslocariam em direção ao interior da amostra, devido a repulsão Coulombiana. Esse mecanismo de condução gera um pico de corrente. A aplicação do modelo, permitiu-nos inferir valores de parâmetros como a mobilidade dos portadores de carga e o tempo de transito. / A model based on space charge migration to explain an anomalous electric current peak on films of P (VDF/TrFE) copolymer in its paraelectric phase is presented. In general step-voltage current measurements of insulating polymeric materials obey the Principle of Linear Super-position. However, an unexpected anomalous peak was observed in discharge currents in measurements performed with P (VDF/TrFE) above the Curie temperature. We have assumed that space charges were dragged from the bulk of the sample by the external field during the charge measurement, and trapped close to the surface of the sample in a region where the concentration of traps would be very high. Two methods were developed to calculate the magnitude of the current peak: I) assuming a given space charge distribution during the discharge measurement, and II) considering the movement of thin discrete layers of charge under the influence of the internal field.

Nesta Tese foram preparados, em solução, filmes híbridos de argila e poliestireno provenientes de copos descartáveis comercializados no mercado brasileiro, com acetato de etila e glicerol. Posteriormente, foi adicionado o Hemi-hidrato de sulfato de cálcio como carga de reforço. Tanto a argila quanto o glicerol, assim como o hemihidrato de sulfato de cálcio, foram utilizados nos percentuais relativos à massa do poliestireno fragmentado correspondendo a 1%,2%, 3%,4%, 5% e 7%. Dos filmes, nos percentuais 3, 4, 5 e 7, exclui-se o percentual de 4% e os demais foram fragmentados e submetidos a extrusão, com resfriamento natural, à seco, produzindo-se grãos com os quais foi avaliado o índice de fluidez e injetados para a moldagem de corpos de prova rígidos. O desempenho dos corpos rígidos, foi comparado com os resultados do HIPS 484, e o GPPS comercializados no mercado brasileiro. Os filmes foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), além dos testes de resistência à tração, fluorescência de raios X, EDS e FTIR. Amostra do filme, ultrafino, obtido a partir da solução com o percentual de 5% foi observada ao microscópio ótico e no microscópio eletrônico de transmissão, assim como amostras de corpos rígidos microtomizadas. Nos corpos rígidos, além das análises instrumentais citadas, foram avaliadas a resistência à flexão, modulo de flexão, resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto Izod. O desempenho sob chama foi avaliado em amostras de filme e também do corpo rígido. Resultados do DRX, e da MET foram coerentes com a bibliografia para nanocompósitos argila-polímero e, associado às respostas dos demais ensaios, indicaram um material de boa qualidade morfológica e boas propriedades mecânicas comparadas ao HIPS 484 e ao GPPS. Sob a chama o material produzido apresentou maior resistência à queima avaliado pela quantidade aparente de material residual para um mesmo tempo sob fogo. Constatou-se, também, uma boa dispersão das cargas na matriz polimérica, assim como uma adequada interação entre os elementos orgânicos e inorgânicos do material, a delaminação parcial da argila e quebra da estrutura do hemi-hidrato. Isto resultou em um bom desempenho mecânico e térmico do compósito que pode ser atribuído, tanto a uma forte influência dos íons metálicos presentes nas cargas inorgânicas, quanto às adições presentes na formulação dos copos descartáveis. / In this work were prepared in solution, hybrid films of montmorillonite clay and polystyrene from disposable cups sold in the Brazilian market, with ethyl acetate and glycerol. Subsequently, the calcium sulphate hemihydrate was added as reinforcing filler. Both clay and glycerol, as well as calcium sulfate hemihydrate were used in percentage relative to the mass of the fragmented polystyrene corresponding to 1%, 2% and 3% and 3%, 4%, 5% and 7%. Of the specimens, the percentage 3, 4, 5 and 7, excluding the percentage of 4% and the rest were fragmented and subjected to extrusion, with natural cooling to dry, producing grains with which the flow rate was evaluated and injected to the molding of rigid specimens. The performance of rigid bodies were compared with HIPS 484 results and GPPS sold in the Brazilian market. The films were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), in addition to tensile strength tests, xray fluorescence, EDS and FTIR. Film sample, ultrathin, obtained from the solution to the percentage of 5% was observed in optical microscope and transmission electron microscope, as well as samples of rigid bodies after the microtome. In rigid bodies, in addition to instrumental analyzes described above were evaluated flexural strength, flexural modulus, tensile strength, elongation and Izod impact strength. The performance under fire was evaluated in film and the rigid body samples. Results of XRD and TEM were consistent with the literature for clay nanocomposites and polymer-associated responses of other tests indicated a morphological good quality material and good mechanical properties compared to 484 HIPS and GPPS. Under the flame, the material produced showed higher resistance to burning evaluated by the apparent amount of residual material for an equal time under fire. It was found, also good dispersion of the fillers in the polymer matrix, and an appropriate interaction between the organic material and inorganic elements, delamination of the clay and breaking the hemihydrate structure. It Results in a good mechanical and thermal performance of the composite that can be attributed, both, to a strong influence of metal ions present in the inorganic fillers as additions in the formulation of disposable cups.

A constante evolução dos Materiais Poliméricos e seus compostos, a procura por um melhor desempenho e redução de peso em peças técnicas, têm levado a busca de soluções inovadoras em materiais termoplásticos para peças tradicionalmente produzidas em materiais metálicos. Nestes casos, a fase inicial de um projeto deve ser realizada com muito cuidado e é onde as metodologias de Seleção de Materiais e Processos de Fabricação (SMPF) mais podem contribuir para o sucesso de um produto. Existem muitas ferramentas para seleção de materiais, algumas delas até mesmo voltadas especificamente aos polímeros, mas nota-se que uma metodologia adequada - e talvez específica - ainda seja necessária. O objetivo deste trabalho foi analisar os métodos utilizados na academia e na indústria para a seleção de materiais termoplásticos, bem como os bancos de dados e programas de computador disponíveis, na busca de subsídios para auxiliar profissionais de projeto de produtos, sejam eles engenheiros ou não. Assim, tratou-se inicialmente de aspectos de Engenharia de Materiais e de SMPF e especificamente de Materiais Poliméricos termoplásticos, na busca de oferecer uma base comum por meio de definições e premissas utilizadas. Como é de interesse entender a inserção da filosofia de SMPF na indústria de transformação de materiais termoplásticos, investigou-se os processos de SMPF na academia e na indústria. A partir desta investigação, é apresentada uma discussão entre as semelhanças e uma possível intersecção entre estas duas realidades, analisando-se os sistemas existentes de maneira a apontar caminhos para estas duas áreas e culminando com uma proposta de modificações nas metodologias atuais para adequá-las as necessidades dos projetistas que trabalham com materiais poliméricos. / The constant evolution of polymers and its compounds, the search for better performance and weight reduction in parts have been leading to innovative solutions in thermoplastic replacing metals in parts traditionally made of the later. In such cases, the initial stages of a project needs a special care and are where the Material and Process Selection (MPS) tools can really shine. If the designer chooses wisely and take advantage of the design freedom made possible by the use of plastics, a part can not only be made more economically but also with a better performance. Many tools are available in the marketplace, some even designed to deal specifically with polymers, but it is becoming clear that a more adequate and specific polymer selection methodology is needed. The objective of this work is to analyze the methodologies used in the academy and in the industry in the area of thermoplastic materials selection, together with the databases and software available, in search for subsidies to help product designers in their work. In this way, this work deals initially with materials engineering, materials and process selection (MPS) and thermoplastic materials basic knowledge, in a way to offer a basis for discussion. As it tries to understand the MPS in the industry, these processes are investigated in the academy first, leading to a discussion on the similarities and possible intersection between both worlds, an analysis of the existing tools, and finally pointing towards modifications on the actual methodologies to bring the theory of MPS to the real world of designers.

O presente estudo trata de temas relacionados à seleção de materiais e ao design de produto frente às questões ambientais. Percebe-se atualmente a tendência de desenvolvimento de produtos insustentáveis, como é o caso dos multi-materiais. Apesar das vantagens técnicas, esses produtos são causadores de impactos ambientais negativos, já que apresentam dificuldades de reciclagem, decorrentes da complexidade na separação dos seus materiais. Na presente pesquisa discute-se, através de revisão bibliográfica e de estudos práticos, a necessidade de desenvolvimento de soluções a curto prazo para esse problema. O objetivo consiste em estudar a reciclagem de produtos multi-materiais, sem separação prévia, visando a utilização do material resultante em novas aplicações com valor agregado. O estudo divide-se em: (I) Revisão Bibliográfica, (II) Estudo Prático A e (III) Estudo Prático B. Na revisão bibliográfica apresenta-se o contexto teórico e científico a respeito dos temas centrais para posterior discussão dos resultados obtidos nas etapas práticas. O Estudo Prático A envolve a reciclagem de escovas de dente multi-materiais através de micronização. Posteriormente o material resultante foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), teste de densidade, ensaio de tração e análise térmica dinâmico-mecânico (DMA). Apresentou-se ainda a seleção de potenciais áreas de aplicação para o novo material reciclado, por meio de Mapas de Propriedades de Materiais e teste de viabilidade da aplicação selecionada. No Estudo Prático B utilizam-se duas amostras com granulometrias distintas, para avaliar a influência do tamanho das partículas do material reciclado. Na etapa de caracterização, além dos ensaios conduzidos no Estudo A, realizou-se ainda distribuição granulométrica, ensaio de dureza, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). Os resultados demonstraram a viabilidade técnica de se promover a reciclagem de escovas de dente multi-materiais por meio do processo de reciclagem mecânica tradicional sem separação prévia. O material reciclado apresentou potencial para ser utilizado na fabricação de laminado sintético para produção de calçados e componentes. Na avaliação da influência do tamanho das partículas, constatou-se que não houve influência significativa no material resultante. Destaca-se ainda como contribuição e tecnológica deste estudo a proposição de uma alternativa tecnicamente viável para a reciclagem de produtos teoricamente “não-recicláveis”, contribuindo com a redução da geração de resíduos sólidos. / This study deals with issues related to product design and material selection, facing the environmental issues. Developments in design and materials usage unleashed the tendency of developing unsustainable products, as the multi-materials. These products cause severe negative environmental impacts, since its recycling is difficulted by the complexity in separating the materials. In this context, it is argued, through literature review and practical studies, the need of developing short-term solutions to this problem. The objective is to study multi-material products recycling, without previous sorting, aiming the use of the resulting material in applications with added value. The research is divided in three parts: (I) Bibliographic Review, (II) Practical Study A and (III) Practical Study B. Bibliographic Review presents the scientific and theoretic context regarding the central themes for later discussion of the results obtained in the practical parts. Practical Study A involves the reprocessing of multi-material toothbrushes through micronization. Subsequently, the resulting material is characterized by scanning electron microscopy (SEM), density test, tensile test and dynamic mechanical analysis (DMA). It is also presented the selection of potential areas of application for the new recycled material through Materials Properties Charts and a viability test of the selected application. In Practical Study B, two samples of different particle sizes were used to evaluate the influence of the recycled material’s particle sizes. In the characterization stage, in addition to the tests conducted in Study A, granulometric distribution, hardness test, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) were also performed. The results demonstrated the technical feasibility of reprocessing multi-material toothbrushes through the traditional mechanical recycling process, without previous sorting. The recycled material presented potential for application in synthetic laminates for shoes and components production. Regarding the particles size influence, it was found that there was no significant influence in the resulted material. There is also the technological contribution which is the proposition of an alternative for the recycling of theoretically "non-recyclable" products, contributing to the reduction of solid waste generation.