Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Química, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor José Carlos Brito Lopes

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275441.pdf: 4180312 bytes, checksum: 6e35f94dcb6481ba17c19269042dd029 (MD5) / O crescimento das necessidades do mercado consumidor por produtos que apresentem inovações tecnológicastem motivado o setor produtivo na busca por novos produtos e processos. Contudo, inovações tecnológicas exigem, geralmente, um estágio de investigações na busca por soluções que visem uma produção mais econômica e com melhor qualidade. Por este motivo vários pesquisadores têm buscado investigar estes novos processos produtivos, tais como o in mold labeling, insert mold, injeção com baixas pressssões e, em especial, o processo de sobreinjeção. Muitas pesquisas têm sido conduzidas principalmente no que se refere ao entendimento da correlação entre as condições de processamento e as propriedades de adesão das peças sobreinjetadas, mediante seu processamento em ferramentas de produção, o que pode ser observado durante a realização deste trabalho. Foi evidenciada, contudo, uma lacuna a respeito de investigações realizadas sobre o processo de sobreinjeção em moldes fabricados por vazamento de resina epóxi, os quais se conFiguram como uma importante ferramenta no desenvolvimento de processos e produtos ainda na fase de projeto conceitual. Portanto, devido à importância fundamental do tema, verificou-se que era imprescindível a realização de pesquisas que visassem suprir a esta lacuna. Este trabalho teve como objetivo principal, portanto, a realização de investigações do processo de sobreinjeção em moldes produzidos por vazamento de resina epóxi. Para tanto, foram realizados experimentos para a caracterização do efeito das variáveis de processo na força de adesão entre os componentes de corpos de prova produzidos por sobreinjeção, nos quais as condições experimentais seguiram um delineamento estatístico obtido com o software Statgraphics Centurion. Procurou-se também, por meio de simulações em computador no software Moldflow®, avaliar os efeitos das variáveis de processamento nos resultados de análises do processo de sobreinjeção e correlacioná-los com os resultados dos ensaios de caracterização da força de adesão. Por último os resultados são avaliados mediante o uso do software Statgraphics Centurion, onde os efeitos das variáveis são estudados segundo seu significado estatístico. Os resultados obtidos indicaram um aumento da força de adesão com o aumento da temperatura do polímero e do molde sem a ocorrência de alterações significativas com a variação da velocidade de injeção, enquanto a correlação entre os índices térmicos e os dados dos ensaios mecânicos indicou a possibilidade da utilização do software Moldflow® em investigações do processo de adesão ainda na fase do produto, possibilitando a modificação e melhoria da qualidade do mesmo.

Orientador: Cecilia A. C. Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MarcelodeCarvalho_D.pdf: 16168925 bytes, checksum: 3fc14b91e8154e6a70705d42befe85ad (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (pEUAPM) é o polímero mais utilizado como parte de próteses de articulações sinoviais humanas. Apesar de suas excelentes características quanto ao atríto e desgaste, este é justamente o fator limitador da vida útil de um sistema protético. Visando estudar como a variação de parâmetros de processamento influencia no desgaste do polímero, foi projetado e construído um dispositivos para moldagem do material e aperfeiçoado o projeto de um dispositivo para a realização de ensaios de desgaste. Em uma primeira etapa da fase experimental foram realizados ensaios de desgaste com a variação das condições tribológicas, utilizando pinos usinados de chapas comercialmente disponíveis no mercado nacional, friccionados contra aço inoxidável 316 L, em presença de água. Os resultados desta etapa mostraram que a pressão de contato e a velocidade de deslizamento tem papeis importantes no desgaste do polímero. Em uma segunda etapa foram moldados pinos de PEUAPM em diferentes condições de pressão no processamento e diferentes granulometrias. Posteriormente foram ensaiados ao desgaste sob uma única condição tribológica. Os resultados desta etapa mostraram que a maneira como as pressões forem utilizadas no processamento podem influenciar no desempenho ao desgaste do polímero / Abstract: The Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) is the most used human artificial joint polymer. In spite of its very good wear resistance properties the lifetime of the prosthetic system is limited by its wear. In order to study how the variation of the processing conditions influences the wear resistance of the plastic, a polymer molding and a wear test devices have been projected and constructed. As a first step, wear tests have been conducted with the variation of the tribological conditions using pins machined from Brazilian commercial sheets. They have been frictioned against 316L stainless steel in water environment. The results of this first step have shown that contact pressure and sliding velocity have very important roles in the polymer wear. As a second step UHMWPE pins have been molded under different pressure conditions and with variation of the mean particle size. These pins have been mctioned under a single tribological condition. The results of these wear tests have shown that the way the pressure is used in the polymer processing may influence its wear resistance / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade dimensional das siliconas de condensação pesada e leve para moldagem odontológica, quando imersas em solução desinfetante por 10 e 20 minutos, relacionando a importância da biossegurança no manuseio destes materiais. Os materiais de moldagem testados foram: Optosil Confort e Xantopren VL Plus; e as soluções desinfetantes foram o hipoclorito de sódio a 1% (Solução de Milton) e o glutaraldeído a 2% (Glutaron II). Impressões foram obtidas através de moldeiras perfuradas de aço inoxidável, de acordo com a especificação n.º 19 da ADA, perfazendo um total de 50 moldagens, que foram executadas pela técnica em passo único, de acordo com as especificações do fabricante. Para assegurar a completa polimerização o material foi removido após 7 minutos e submetido à imersão nas soluções desinfetantes nos tempos determinados, sendo um grupo controle representado por moldes sem imersão. Depois de removidos das soluções, os corpos de prova foram lavados em água corrente por 15 segundos, secos e medidos 3 vezes cada para registro da média, usando um microscópio óptico, com precisão de 0,001 mm. A análise de variância a dois critérios, com nível de significância de 5%, mostrou que as diferenças nas dimensões lineares da silicona testada não são estatisticamente significantes (p>0,05) após sua imersão em solução de hipoclorito de sódio a 1% e glutaraldeído a 2% até 20 minutos. Os resultados indicaram que a combinação testada de material de moldagem e solução desinfetante pode seguramente ser empregada na clínica odontológica para o controle de infecção e segurança da equipe de saúde bucal. / The purpose of this study was to evaluate the dimensional stability of condensation silicone rubber heavy and light body after immersion in disinfectant solution for 10 or 20 minutes. The impression materials were Optosil Confort e Xantopren VL Plus and the disinfectants solutions were 1% sodium hypochlorite and 2% glutaraldehyde. Impressions were made on a perforated stainless steel tray, according to the American Dental Association specification No. 19, performed a total of 50 samples. The double mixing method (one time, two viscosities) was used. Impressions were removed from the roulette block after 7 minutes to ensure complete polymerization and then immersed in the solutions. Impressions with no treatment composed the control group. After these steps, impressions were taken out the solution and rinsed in running water and air dried. Three dimensional measurements were calculated, using an optic microscope graduated at 0,001 mm. The two- way ANOVA indicated no differences (p>0.05) for any combination between variables. The results have shown that the solution studied can be safety used to disinfect condensation silicon in clinical prosthodontic procedures.

As restaurações fixas são rotineiramente fabricadas sobre um modelo de gesso, obtidos a partir do molde de um dente preparado. A precisão na adaptação destas é influênciada diretamente pelas propriedades dos materiais de moldagem empregado. Qualquer que seja o elastomêro eleito, o método mais confiável para se avaliar o seu desempenho em conduzir a modelos de gesso fiéis, parece ser aquele no qual é empregado um coroa-padrão que se adapta com precisão a um troquel apropriado. Este trabalho tem por objetivo avaliar se dentre as técnicas da dupla moldagem (com alívio de 1 e 2 mm) e a do casquete, existe uma mais adequada ou se ambas apresentam adequações suficiente e semelhantes. Foram empregados cinco elastômeros (Express, Impregum F, Imprint, Permlastic e President), os moldes foram obtidos empregando-se um dispositivo de moldagem idealizado por ARAÚJO e JÖRGENSEN6 e vazados com gesso especial tipo IV (Vel-Mix). A coroa-padrão foi posicionada nos troquéis e avaliada, quanto à sua precisão de adaptação, em um microscópio de medição de profundidade. Os resultados estatístico mostraram que a técnica do casquete apresentou melhores resultados para os materiais Impregum F e Imprint, vindos a seguir o Express e o President (ambos com alívio de 2 mm) e o Express (alívio de 1 mm); o Permlastic e o Express, na técnica do casquete, apresentaram piores resultados que os anteriores, mas semelhantes entre si, sendo o President (casquete) semelhante à este último; o President (alívio de 1 mm), foi o que apresentou pior resultado. / Fixed restorations are usually produced on gypsum dies obtained from a prepared tooth mold and its precise adaptation is directly influenced by the properties of the impression materials. The objective of this study was to compare the performance of five impression materials and different methods of impression. Materials were tested using the putty-wash method being the first impression realeased in 1 or 2 mm (for Express and President) and the individual resin tray shell (Express, Impregum F, Imprint, Permlastic e Predident). The deviced used by ARAÚJO; JÖRGENSEN6 and the Vel-Mix (type IV) gypsum were used. The adaptation of one standard-crown to the dies was analysed with a depth measuring microscope. The results showed that Impregum F and Imprint (with a shell) gave the best results, followed by Express and President (putty/wash – 2 mm) and Express (putty/wash – 1 mm). The results with Permlastic and Express (shell) were less satisfactory and the difference between them wasn’t statistically significant. Express (shell) was not statistically different from the President (shell), and the worse result was given by the President (putty/wash - 1 mm) when compared to all the others.

A motivação deste trabalho foi verificar a possibilidade de modificar argilas com silano para substituírem argilas comerciais ou o carbonato de cálcio, uma carga tradicional utilizada na indústria automotiva, para evitar a contração térmica e diminuir a flamabilidade destes compósitos, sem comprometer as propriedades mecânicas do material final. Portanto, este estudo tem como objetivo a modificação de argilas minerais com silanos viniltrietoxisilano (VTES) e γ-metacriloxipropiltrimetoxi-silano (MPS), e seu uso em compósitos bi e tricomponentes, em comparação com aqueles preparados usando argilas comerciais (Cloisite® 30B e Cloisite® 15A). Compósitos tricomponentes contendo poliéster / fibra de vidro / argila foram também analisados em comparação com compósitos preparados com carbonato de cálcio. As argilas foram dispersadas em resina por agitação mecânica e sonificação e os compósitos foram preparados por moldagem por transferência de resina (RTM). A funcionalização da Cloisite®Na foi confirmada pelo aparecimento de bandas características na análise de infravermelho e o aumento do espaçamento basal. As vantagens em utilizar as argilas modificadas com silano quando comparadas com as argilas comerciais em compósitos bicomponentes podem ser sumarizadas em: mais elevado módulo de armazenamento e melhor adesão com a resina poliéster com consequente maior temperatura de deflexão térmica e efetividade do reforço em altas temperaturas. No entanto, nanocompósitos preparados com as argilas organomodificadas Cloisite® 30B e Cloisite® 15A apresentaram melhor dispersão (tendência à esfoliação) e volatilização térmica retardada devido ao efeito barreira. Nos compósitos tricomponentes, o coeficiente de expansão térmica apresentou valores reduzidos para as amostras contendo silano. A decomposição térmica de todos os compósitos ocorreu em temperaturas inferiores em atmosfera de ar, e seu comportamento diferiu daquele exposto em nitrogênio. Os compósitos contendo argila apresentaram melhor performance ao fogo, com menor duração e crescimento mais lento, e melhores propriedades mecânicas em relação àqueles preparados com a carga tradicional usada na indústria (carbonato de cálcio). Portanto, para futuros estudos, indica-se trabalhar com argila comercial Cloisite® 30B e esta modificada com silano MPS. / The motivation of this work was to verify the possibility of modifying clays with silane to replace commercial clays or calcium carbonate, which is an automotive industry traditional filler, in order to avoid thermal contraction and reduce the flammability of these composites without compromising the mechanical properties of the final material. In order to avoid agglomeration and improve the interaction of Cloisite® Na+ montmorillonite (Mt) with an unsaturated polyester matrix, this study focused on the modification of clay minerals with vinyltriethoxysilane (VTES) and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) silanes, and their use in two- and three-component composites in comparison with those prepared using commercial clays (Cloisite® 30B and Cloisite® 15A). Three component composites of polyester/glass fiber/clay were also analyzed in comparison with composites prepared with calcium carbonate filler. Clays were dispersed in the resin by mechanical stirring and sonication and the composites were prepared by resin transfer molding (RTM). Functionalization of Cloisite®Na was confirmed by the appearance of characteristic bands in the infrared analysis and the increase in basal spacing. The advantages of using silane-modified clays compared with commercial organic-modified clays in two-component composites can be summarized as higher storage modulus and improved adhesion to the polyester resin with associated higher thermal deflection temperature and reinforcement effectiveness at higher temperatures. However, nanocomposites prepared with organic modified clays showed better dispersion (tendency to exfoliate) and consequently delayed thermal volatilization due to the clay barrier effect. In three-component composites, the coefficient of thermal expansion showed reduced values for silane-modified samples. All the composites decomposed at lower temperatures in air and their degradation behavior differed from those exposed to nitrogen. The composites with clays showed improved fire performance, with shorter fire duration and slower fire growth, along with better mechanical properties than those with traditional calcium carbonate filler. Therefore, MPS modified and non-modified commercial Cloisite® 30B are indicated in future studies.

Estágio realizado na Simoldes e orientado pelo Eng.º Carlos Castro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado no INEGI e orientado pelo Doutor Nuno André Curado Mateus Correia / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Opção de Produção, Desenvolvimento e Engenharia Automóvel). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. 2006. université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis , Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto