Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-01-28T17:25:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação de mestrado.pdf: 2681028 bytes, checksum: 5ec694770afa01c341d22fc2dcad4e39 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T17:25:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação de mestrado.pdf: 2681028 bytes, checksum: 5ec694770afa01c341d22fc2dcad4e39 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / PRH / O presente trabalho busca avaliar o efeito do negro de fumo (NF) nas propriedades térmicas, reológicas e mecânicas do poli-3-hidroxibutirato (PHB). O PHB é um termoplástico biodegradável, biocompatível, sintetizado por fermentação de matérias-primas renováveis e se apresenta duro e quebradiço. O negro de fumo é uma das cargas mais utilizadas em polímeros, e consiste de partículas muito pequenas e essencialmente esféricas de carbono. Foram preparados compósitos com concentrações de PHB/NF de 99,5/0,5; 99/1; 95/5; 90/10 (m/m). Os materiais foram processados em um reômetro de torque, triturados em moinho de facas e em seguida moldados por prensagem para confecção dos corpos de prova. A matriz e os compósitos foram caracterizados por ensaios reológicos e também por análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios de tração e impacto. A incorporação da carga aumentou a viscosidade do material, tornando o seu processamento mais difícil, e teve pouca influência sobre as propriedades mecânicas. A resistência ao impacto foi aumentada e a rigidez foi diminuída. A estabilidade térmica foi melhorada e o processo de cristalização foi significativamente influenciado pela adição da carga, é sugerido que o negro de fumo atue como agente nucleante na cristalização do PHB. / This work seek to evaluate the effect of carbon black (CB) in the thermal, rheological and tensile properties of poly(3-hydroxybutyrate) (PHB). PHB is a biodegradable and biocompatible thermoplastic; it is obtained from fermentation process of renewable raw materials as example is sugar cane. CB may be used as an additive or filler for polymers it is mostly spherical carbon particles, and has been applied in several industrial segments, as example is automobilist industry. Composites of PHB/CB with CB content ranging from 0.5 to 10 wt% were compounded in a Haake Rheomix 3000 internal mixer fitted with high-intensity (“roller” type) rotors, for 10 min at 160C and 60 rpm; neat PHB was also processed at same conditions to ensure the same thermal history. Sample tests were made by compressing process. Neat PHB and its composites with CB were characterized by thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), tensile and impact tests. Adding CB to PHB increased the viscosity of PHB and promoted a little influence on its mechanical properties. The thermal stability of PHB was improved and its crystallization behavior was significantly influenced by the addition of CB, it is suggested that carbon black acts as a nucleating agent during the crystallization of PHB.

Vulcanização e reforço são fatores importantes que contribuem para as propriedades da borracha natural (NR). Uma formulação denominada NR4010 foi vulcanizada em prensa e autoclave, com o objetivo de avaliar a influência do método de vulcanização na formação das ligações cruzadas e, consequentemente, nas propriedades mecânicas do material. Amostras do material vulcanizado, pelos dois métodos, foram caracterizadas por meio de análise reométrica, ensaio de inchamento e testes mecânicos, onde foi avaliada a resistência ao rasgo e à tração. Os resultados mostraram que para essa formulação, nas mesmas condições de temperatura, o método de vulcanização por autoclave mostrou-se mais eficiente em relação às propriedades estudadas. As amostras vulcanizadas em autoclave apresentaram um maior número de ligações polissulfídicas e densidade de ligações cruzadas, consequentemente, maior resistência ao rasgo e à tração. A influência do negro de fumo (NF) nas propriedades da NR foi estudada em formulações com teores de NF variando de 0 a 40 phr (parts per hundred of rubber). A densidade de ligações cruzadas, as resistências ao rasgo e à tração sob alongamento aumentaram com o aumento no teor de NF até 30 phr. O aumento nos teores de NF também causou aumento nos valores do módulo de armazenamento em toda faixa de temperatura estudada. A temperatura de transição vítrea aumentou nas formulações contendo até 30 phr, tendo seu valor máximo na formulação contendo 10 phr, sugerindo que houve melhor incorporação e dispersão do negro de fumo nesse teor.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-02Bitstream added on 2014-06-13T21:02:05Z : No. of bitstreams: 1 alves_al_dr_bauru.pdf: 8448992 bytes, checksum: 6f09d8f5231cbff24cebe7da8169bbec (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Compósitos condutores são materiais preparados para combinar as propriedades físicas dos polímeros com partículas condutivas. Neste trabalho, são apresentadas a preparação e caracterização de compósitos condutores contendo borracha natural (BN), raspa de couro (RC) e negro de fumo (NF). As Amostras foram conformadas em diferentes percentuais em massa dos constituintes BN, RC e NF: 38/60/2.0; 37.5/60/2.5; 37/60/3.0 e 36.5/60/3.5, respectivamente, aplicando uma pressão de 12 toneladas durante o 5 minutos à temperatura de 160°C, resultando em membranas com boa qualidade e com a espessura desejada. Os compósitos BN/RC/NF foram caracterizados por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), espectroscopia Raman e infravermelho, termogravimetria (TG), calorimetria exploratória de varredura (DSC), análise dinâmico mecânica (DMA), testes mecânicos (Tensão versus deformação) e medidas de condutividade elétrica. A presença do NF no compósitos BN/ RC/NF, promoveu uma condutividade elétrica da ordem de 1.5x10-3 S.cm-1. Os ensaios mecânicos mostram que o compósito BN/RC/NF possui propriedades físicas intermediárias entre as membranas de BN e o couro. Verificou-se que as membranas do compósito BN/RC/NF são de baixo custo, e podem ser facilmente preparadas. Estes compósitos apresentaram boa estabilidade térmica, adequadas propriedade mecânica e condutividade elétrica, e são apropriadas para produzir luvas, mantas e pisos antiestáticos. Além disso, o compósito BN/RC/NF são obtidos a partir de resíduos de curtumes de couro contribuindo para a redução de um problema ambiental. / Conductive composites are materials prepared combining the physical properties of polymers and conductive particles. In this work the preparation and characterization of conducting composites containing natural rubber (NR), leather residue (LR) and carbon black (CB) are presented. Samples were conformed in different percentages of mass of the NR, LR and CB constituents: 38/60/2.0; 37.5/60/2.5; 37/60/3.0 and 36.5/60/3.5, respectively, applying a pressure of 12 tons during 5 minutes at the temperature of 160°C, resulting in membranes with good quality and with the desired thickness. The NR/LR/CB composites were characterized using optical microscopy (OM), scanning electronic microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), Raman and infrared spectroscopy, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), mechanical test (stress vs. strain) and he electric conductivity measurements. The presence of the CB in composites NR/LR/CB provided an electric conductivity of the order of 1.5x10-3 S.cm-1. Mechanical tests show that the NR/LR/CB composites have intermediate properties between the membranes of NR and the leather. It was found that NR/LR/CB membranes can be easily prepared with very low cost. They presented good thermal stability, adequate mechanical and electric conductivity properties that are appropriate to produce gloves, blankets and antistatic floors. In addition, the NR/LR/CB composites are obtained from leather residues from tanneries contributing for the reduction of an environmental problem.

Esta tese trata-se dos estudos dos mecanismos relacionados com a condução elétrica ac de polietileno de baixa densidade (PEBD), virgem e envelhecido sob radiação UV, carregado com diferentes concentrações de negro de fumo (NF). Medidas experimentais de condutividade ac foram feitas em amostras com diferentes concentrações de NF, em diferentes temperaturas. Análise de calorimetria diferencial (DSC) e medidas de expansão térmica foram realizadas como complementos a esse estudo. Observamos também o efeito do envelhecimento UV sobre as propriedades elétrica das amostras. Baseado na distribuição do NF na matriz polietileno, a condutividade ac foi explicada em termos do mecanismo \"hopping\" considerando o material como um sistema onde as barreiras de energia potencial estão aleatoriamente distribuídas no volume do material. Estudamos a ruptura dielétrica do PEBD/NF com diferentes concentrações de NF, e os resultados foram interpretados usando a distribuição estatística de Weibull, utilizando tanto o métodos gráfico quanto o analítico, para determinar a rigidez dielétrica e os parâmetros de escala e de forma da distribuição / We performed a study of mechanisms related to ac electrical conduction of virgin and aged low-density polyethylene (LDPE) charged with different concentrations of carbon black (CB). Experimental ac conductivity measurements were carried out in samples of different CB concentrations for several temperatures. Measurements of differential scanning calorimetry (DSC) and of thermal expansion were performed as auxiliary methods in this study. We also observed the ultraviolet aging effect on the electrical properties of the samples. Based on the distribution of the CB in the polyethylene matrix, the ac conductivity was explained in t e m of hopping mechanism considering the material as a system where the energy potential barriers are randomly distributed in material bulk. We also performed studies of dielectric breakdown of LDPE/NF with different CB concentrations, and the results are studied by Weibull approach, using both analytical and graphic methods to determine the dielectric strength and the scale and shape parameters

Esta tese trata-se dos estudos dos mecanismos relacionados com a condução elétrica ac de polietileno de baixa densidade (PEBD), virgem e envelhecido sob radiação UV, carregado com diferentes concentrações de negro de fumo (NF). Medidas experimentais de condutividade ac foram feitas em amostras com diferentes concentrações de NF, em diferentes temperaturas. Análise de calorimetria diferencial (DSC) e medidas de expansão térmica foram realizadas como complementos a esse estudo. Observamos também o efeito do envelhecimento UV sobre as propriedades elétrica das amostras. Baseado na distribuição do NF na matriz polietileno, a condutividade ac foi explicada em termos do mecanismo \"hopping\" considerando o material como um sistema onde as barreiras de energia potencial estão aleatoriamente distribuídas no volume do material. Estudamos a ruptura dielétrica do PEBD/NF com diferentes concentrações de NF, e os resultados foram interpretados usando a distribuição estatística de Weibull, utilizando tanto o métodos gráfico quanto o analítico, para determinar a rigidez dielétrica e os parâmetros de escala e de forma da distribuição / We performed a study of mechanisms related to ac electrical conduction of virgin and aged low-density polyethylene (LDPE) charged with different concentrations of carbon black (CB). Experimental ac conductivity measurements were carried out in samples of different CB concentrations for several temperatures. Measurements of differential scanning calorimetry (DSC) and of thermal expansion were performed as auxiliary methods in this study. We also observed the ultraviolet aging effect on the electrical properties of the samples. Based on the distribution of the CB in the polyethylene matrix, the ac conductivity was explained in t e m of hopping mechanism considering the material as a system where the energy potential barriers are randomly distributed in material bulk. We also performed studies of dielectric breakdown of LDPE/NF with different CB concentrations, and the results are studied by Weibull approach, using both analytical and graphic methods to determine the dielectric strength and the scale and shape parameters

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anderson dos Santos Mesquita.pdf: 7340501 bytes, checksum: ff5f2b956484062f42f8187d057664f3 (MD5) Previous issue date: 2014-06-13 / IPEN - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares / This work is intended to obtain and characterize the polym er-based poly(ethylene terephthalate) (PET) loaded with carbon black and compare their physical and chemical properties with other polymers loaded with carbon black, more particularly polypropylene and polysty rene, traditionally used in antistatic packaging. PET compounds were obtained containing 10, 0; 11,0; 12,0 and 15,0% of carbon black with a particle size 325 mesh. We determined the thermo mechanical properties, electrical and morphological of the compounds obtained. The result showed that the compound based on PET filled with 15% carbon black may be used in the handling, transportation and storage of electronic components because their mechanical properties, thermal and resistivity are satisfactory for this purpose. / Este trabalho teve como objetivo obter e caracterizar compostos à base de poli(tereftalato de etileno) (PET) carregado com negro de fumo e comparar suas propriedades físico-químicas com os demais polímeros carregados com negro de fumo, mais especificamente o polipropileno (PP) e o poliestireno (PS), tradicionalmente utilizados em embalagens antiestáticas. Foram obtidos compostos de PET contendo 10,0; 11,0; 12,0 e 15,0% de negro de fumo com granulometria de 325 mesh. Foram determinadas as propriedades termomecânicas, elétricas e morfológicas dos compostos obtidos. Os resultados mostraram que o composto à base de PET carregado com 15% de negro de fumo (NF) pode ser utilizado no manuseio, transporte e armazenagem de componentes eletrônicos visto que suas propriedades mecânicas, térmicas e de resistividade são satisfatórias para este fim.

Orientador: Prof. Dr. Gerson Luiz Mantovani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / Neste trabalho foram estudados processos de funcionalização de resinas epoxídicas. O processo de funcionalização foi realizado por meio da incorporação controlada de compósitos de polianilina (PANI) reforçada com negro de fumo (PANI/NF) na matriz epoxídica. A produção dos compósitos de PANI/NF foi realizada por meio da polimerização da anilina na presença do negro de fumo resultando na polimerização preferencial da anilina na superfície do negro de fumo. A formação da estrutura do tipo caroço-casca (core-shell) foi evidenciada pelas diferenças observadas na morfologia do material resultante da polimerização da anilina na presença e na ausência do negro de fumo. Na ausência de negro de fumo foi observada uma estrutura constituída de fibras curtas com diâmetro da ordem de 100 nm e na presença de negro de fumo foi observada uma morfologia essencialmente granular. As caracterizações da PANI, do NF, do compósito PANI/NF e da resina epoxídica foram realizadas por meio de técnicas de espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-VIS), espectroscopia de infra vermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A incorporação do compósito de PANI/NF à resina epoxídica ocorreu por mistura mecânica. Os resultados de espectroscopia Raman que o NF apresentou uma razão entre a intensidade das bandas D e G (ID/IG) igual a 8,7, característico de um sistema com uma alta quantidade de defeitos e de baixa cristalinidade. Os resultados de DSC mostraram que após esta mistura da resina epoxídica com PANI/NF o processo de cura da resina epoxídica não foi afetado de forma significativa. A capacidade de proteção contra a corrosão do revestimento foi avaliada por meio de ensaios eletroquímicos de corrosão, sendo, monitoramento de potencial de corrosão em circuito aberto e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados dos ensaios eletroquímicos mostraram um aumento na proteção contra a corrosão do revestimento epoxídico devido às propriedades anticorrosivas do compósito PANI/NF. / In this work it was studied the functionalization of epoxy resin. The functionalization process will be carried out by the modification of the epoxy resin matrix by adding polyaniline / carbon black composites (PANI/NF). The production of composite PANI / NF was performed by polymerizing aniline in the presence of carbon black resulting in preferential polymerization of aniline on the carbon black surface. The formation of core-shell type structure (core-shell) was evidenced by the differences in the morphology of the material resulting from the polymerization of aniline in the presence and absence of carbon black. In the absence of black smoke was observed structure composed of short fibers having a diameter of approximately 100 nm in the presence of carbon black essentially a granular morphology was observed. The characterization of the PANI, NF, composite PANI / NF and epoxy resin were carried out using the absorption spectroscopy techniques in the ultraviolet and visible region (UV-VIS), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The incorporation of the composite PANI / NF to epoxy resin occurred by mechanical mixing. The results of differential scanning calorimetry (DSC) showed that after this mixture of epoxy resin with PANI / NF, the epoxy resin curing process was not affected significantly. The ability to protect against corrosion coating was evaluated by, electrochemical tests of potential corrosion monitoring in open circuit and electrochemical impedance spectroscopy. The results of the electrochemical tests showed an increase in protection against corrosion the epoxy coating due the anticorrosive properties of PANI / NF composite.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Introducao.pdf: 4076807 bytes, checksum: 48a9024758e4ef8be57c1dc1d440a82c (MD5) Previous issue date: 2008-03-13 / In this work was developed a methodology for incorporation of platinum particles to carbon black matrices called Eeonomers (Kp0; Kp20 and Kpy20). The characterization of modified materials Kp0/Pt; Kp20/Pt and Kpy20/Pt was performed by SEM / EDX; XRD; TEM and Cyclic Voltammetry (VC). Measures of the SEM coupled to EDX showed that the platinum particles were homogeneous distributed in the carbon matrix. Meanwhile, the average size of nanoparticles were estimated between 3 and 7 nm through calculations with the application of the Scherrer’s equation and were confirmed by MET measurements. The VC confirmed the incorporation of particles by the increase of faradaics current in negative and positive extremes of the potencial scan range assigned to the generation of oxygen and hydrogen due to the presence of platinum incorporated to the modified materials. These modified materials were used in the production of electrodes and were applied in electroanalysis used for determination of dopamine and for oxidation of methanol. The electrodes modified with platinum (EPC/Kp0/Pt, EPC/Kp20/Pt e EPC/Kpy20/Pt) showed no effects of electrooxidation for dopamine, as was expected and therefore, did not justify a modification of the material due to the high cost of platinum. Nevertheless, the electrodes of Kp0/Pt and Kp20/Pt were efficient in electrooxidation of methanol in all concentrations and can be used to replace the smooth platinum, since it increased the number of available active sites even in smaller concentrations investigated. This surface area of available platinum in the modified electrodes was calculated by the difference of integrals of the first and second cycles during the process of cyclical scanning in measures of CO adsorbed considering a load of platinum smooth at 484 μ C.cm2. Key words: Carbon black, Eeonomers, carbon paste electrodes, Cyclic Voltammetry / Neste trabalho desenvolveu-se uma metodologia para incorporação de partículas de platina a matrizes de negro de fumo denominadas de Eeonômeros (Kp0; Kp20 e Kpy20). A caracterização dos materiais modificados Kp0/Pt; Kp20/Pt e Kpy20/Pt foi realizada por MEV/EDX; DRX; MET e Voltametria Cíclica (VC). As medidas de MEV acopladas a EDX mostraram que as partículas de platina estavam distribuídas de forma homogênea na matriz orgânica. Já os tamanhos médios das nanopartículas foram estimados entre 3 e 7 nm através de cálculos com a aplicação da equação de Scherrer e confirmados pelas medidas de MET. A VC confirmou a incorporação das partículas pelo aumento das correntes faradaicas nos extremos negativos e positivos devido à geração de oxigênio e hidrogênio atribuídos à presença da platina incorporada aos materiais modificados. Estes materiais modificados foram utilizados na produção de eletrodos e aplicados em eletroanálise através da técnica de VC e utilizados para determinação da dopamina e oxidação do metanol. Os eletrodos modificados com platina (EPC/Kp0/Pt, EPC/Kp20/Pt e EPC/Kpy20/Pt) não apresentaram efeitos de eletrooxidação para a dopamina como era esperado e, portanto não justificaram a modificação do material devido ao alto custo da platina. Entretanto, os eletrodos de EPC/Kp0/Pt e EPC/Kp20/Pt mostraram-se eficientes na eletrooxidação do metanol em todas as concentrações e podem ser utilizados em substituição à platina lisa, pois, aumentaram o número de sítios ativos disponíveis mesmo nas menores concentrações investigadas. Esta área superficial de platina disponível nos eletrodos modificados foi calculada pela diferença das integrais do primeiro e segundo ciclos durante processo de varredura cíclica nas medidas de CO adsorvido considerando-se uma carga de platina lisa de 484μC.cm2.

Os materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE) têm recebido muita atenção nas últimas quatro décadas, devido à crescente utilização para atender as exigências das legislações governamentais no controle de níveis de radiação eletromagnética espúria emitida por equipamentos eletrônicos, das normas industriais de compatibilidade e interferência eletromagnética, envolvendo basicamente as indústrias de equipamentos eletrônicos e telecomunicações, bem como a demanda da sociedade na confiabilidade nos equipamentos eletrônicos. O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e a caracterização de MARE na faixa de freqüências compreendida entre 8,2 12,4 GHz, baseados em papel celulósico impregnado com negro de fumo e matriz tipo poliuretano, aplicado por meio de pistola de pintura. Seis diferentes condições de impregnação foram estudadas, variando distância de aplicação e número de demãos (uma em cada lado do papel celulósico): 25 cm 2 demãos, 25 cm 4 demãos, 30 cm 2 demãos, 30 cm 4 demãos, 40 cm -2 demãos e 40 cm 4 demãos. Os resultados médios obtidos da caracterização eletromagnética dos seis lotes, via medição dos parâmetros S (S11/S22 Energia refletida, Er e S12/S21 Energia transmitida, Et) e calculo da energia absorvida (Ea), mostram que para os lotes com duas demãos, quanto maior a distância de aplicação, menores são os valores de Er e Ea e maior é a Et, uma vez que a gramatura do MARE diminui. Para os lotes com quatro demãos, quanto maior a distância de aplicação, menor é a Er e maior a Et. Entretanto, o parâmetro Ea para o lote com quatro demãos não se comporta como o lote com duas demãos, pois entre as distâncias de aplicação 25 cm e 30 cm é observada a queda de Ea, mas com a distância de aplicação 40 cm o valor de Ea aumenta, pois a onda eletromagnética consegue penetrar mais efetivamente no material, ou seja, há uma determinada concentração de centros absorvedores no substrato que permite maior interação do material com a onda eletromagnética. A partir dos valores de Ea, Er e Et foram selecionados 3 condições de impregnação para montagem de um MARE baseado em 8 tubos de celulose montados lado a lado formando um quadrado, sendo cada tubo com dimensões de 50 cm de comprimento e diâmetro de 7,6 cm, dobrados ao meio para promover múltiplas reflexões do sinal e assim aumentar a atenuação do sinal. As condições de impregnação foram escolhidas a partir da análise dos resultados dos seis lotes com base no menor valor de energia refletida e maior energia absorvida, na seguinte ordem crescente: 25 cm 4 demãos, 25 cm 2 demãos e 40 cm 2 demãos. Os resultados de refletividade no arco NRL mostram que a maior atenuação é obtida no lote com menor valor de energia refletida (40 cm 2 demãos, -8,20 dB/84,8% em média) e a menor atenuação no lote com maior valor de energia refletida (-2,84 dB/48,0%). Estes resultados demonstram que para um MARE baseado em múltiplas reflexões possuir alta eficiência de absorção de energia, o mesmo deve possuir baixos valores de energia refletida, pois a onda eletromagnética deve ter capacidade de penetrar na estrutura do material, fazendo com que a reflexão seja diminuída. / The electromagnetic absorbers has been receiving a lot of attention in the last four decades, due to their growing use in order to attend the demands of governmental control laws of electromagnetic radiation spurious levels emitted by electronic devices, industrial standards of electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI), basically involving electronic and telecommunication industries, as well the demand of the society on the reliability of electronic equipments. The aim of the present work is to study the production and characterization of electromagnetic absorbers in the frequency range of 8,2 12,4 GHz, based on cellulose paper impregnated with carbon black and poliuretanic matrix, applied with spray gun. Six different conditions of impregnation were studied by varying the application distance and number of coats (one coat on each paper side): 25 cm 2 coats, 25 cm 2 coats, 25 cm 4 coats, 30 cm 2 coats, 30 cm 4 coats, 40 cm - coats and 40 cm 4 coats. The results of scattering parameters (S11/S22 reflected energy, Er and S12/S21 transmitted energy, Et) and calculated absorbed energy (Ea) for the six conditions showed that the conditions with two coats, the larger coat application distance, the smaller are the values of Er and Ea and the larger is Et, due to the decrease of paper gramature. The conditions with four coats, the larger coat application distance, the smaller is the value of Er and larger is the Et. However, the values of Ea for the condition with four coats has different behavior when compared with the condition with two coats, because between application distances of 25 cm and 30 cm is observed the decrease of Ea values, but with the application distance of 40 cm the Ea value increases, because the electromagnetic wave can penetrate more effectively in the material bulk, or be, there is a concentration of absorbers centers inside the material that allows a stronger interaction with the electromagnetic wave. Based on the values of Ea, Er and Et for the six conditions, were selected three conditions to assemble an electromagnetic absorber based on eight cellulose tubes, places side by side in order to form a square, with each tube with dimensions of 50 cm length and 7,6 cm diameter, bended in the middle portion to promote multiple reflections of electromagnetic wave in order to increase the signal attenuation. The conditions of tubes impregnation were chosen by the analysis of the six conditions results, based on the smaller value of Er and the larger value of Ea: 25 cm 4 coats, 25 cm 2 coats e 40 cm 2 coats. The reflectivity results of NRL arch shows that the larger attenuation is observed with the condition that present the smaller reflected energy (40 cm 2 coats, -8,20 dB/84,8%) and the smaller attenuation in the lot with the larger value of reflected energy (-2,84 dB/48,0%). These results shows that for an electromagnetic absorber based on multiple reflections possess high efficiency of energy absorption, the material must possess lower values of reflected energy, because the electromagnetic wave must have the capacity to penetrate in the bulk of the material, decreasing the reflection.

Orientador: Prof. Dr. Renato Altobelli Antunes / Coorientador: Prof. Dr. Everaldo Carlos Venancio / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2018. / Neste trabalho foram preparados nanocompósitos funcionais de polianilina (PANI) reforçada com negro de fumo (NF) (PANI/NF) e um elastômero termoplástico sulfonado (SEBSS) para aplicação em recobrimentos a base de tinta epóxi, visando uma melhor proteção contra a corrosão. Os resultados mostraram que a morfologia do nanocompósito depende das condições de síntese e processamento utilizadas. A morfologia obtida para os nanocompósitos varia de estruturas granulares (para síntese realizada com baixas concentrações de monômero e iniciador) a uma mistura de estruturas fibrilares e granulares (para síntese realizada com altas concentrações de monômero e iniciador). As estruturas granulares observadas para os nanocompósitos de PANI/NF são as estruturas caroço-casca, onde o caroço é o negro de fumo e a casca é a polianilina. Os resultados de XPS confirmam quimicamente a presença de polianilina na superfície do negro de fumo, dando indícios de que pode ter ocorrido à formação de estruturas casca-caroço, tendo sido observado o aumento progressivo da quantidade de nitrogênio na superfície do negro de fumo Os resultados de polimerização obtidos diferem do que normalmente se encontra para a polimerização da anilina em baixas e altas concentrações de monômero e iniciador (por exemplo, persulfato de amônio, APS), refletindo assim a importância do processo de adsorção da anilina na superfície do negro de fumo (NF). Na ausência de negro de fumo, a morfologia da polianilina variou de nanofibras longas, com diâmetro médio ~ 40 nm, para baixas concentrações de monômero e iniciador (0,1-0,2 mol.L-1 e 0,025-0,050 mol.L-1, respectivamente), para fibras curtas com diâmetro médio da ordem de ~80 nm, para altas concentrações de monômero e iniciador (0,40 mol.L-1 e 0,1 mol.L-1, respectivamente). Os resultados de caracterização espectroscópica (FTIR e UV-VIS) mostraram que a polianilina foi obtida no estado de oxidação esmeraldina, na ausência e na presença do negro de fumo. Também mostram a sulfonação do SEBS e sua interação com o nanocompósito, resultando na protonação da PANI/NF pelos grupos sulfônicos presentes no elastômero termoplástico. Os resultados de caracterização térmica (TGA e DSC) mostraram que a estabilidade térmica e o processo de isomerização irreversível das nanofibras de PANI dependem de sua dimensão (diâmetro e comprimento da fibra). Os resultados de DSC mostraram a presença de dois picos exotérmicos (170 oC < T < 350 oC) para o processo de isomerização irreversível para nanofibras de PANI obtidas com baixas concentrações de monômero e iniciador, 0,10 e 0,025 mol.L-1, respectivamente, e um único pico para amostras nanofibras de PANI obtidas com altas concentrações de monômero e iniciador, 0,40 e 0,10 mol.L-1, respectivamente. Nas caracterizações morfológicas realizadas nas amostras de aço revestido com a tinta epóxi e tinta epóxi modificadas, notou-se um aumento da rugosidade das amostras contendo as nanopartículas, o que foi confirmado por meio de MEV, onde foi visualizada a formação de aglomerados de SEBSS. Por meio de ensaio mecânico de nanoindentação foi possível verificar uma diminuição da dureza e do módulo elástico da tinta devido à presença do SEBS sulfonado (SEBSS). Os ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica demonstraram o efeito de combate frente à corrosão dos nanocompósitos contendo PANI/NF, com a diminuição da densidade de corrente de corrosão e aumento do efeito capacitivo das amostras modificadas, indicando o aumento da resistência do material à corrosão. / In this work, functional nanocomposites (PANI/NF) consisting of polyaniline (PANI) reinforced with carbon black (CB) have been synthesized for application in coatings based on epoxy, aiming at a better protection against corrosion.. The results showed that the morphology of the nanocomposites depends on the synthesis and processing conditions. The obtained morphology for the nanocomposites varies from granular structures (for synthesis carried out with low concentration of monomer and initiator) to a mixture of granular and fibrillar (nanofibers) morphologies (for synthesis carried out with higher monomer and initiator concentrations). The granular structures observed for PANI/NF nanocomposites are the core-shell structures, in which the core is the carbon black and the shell is the polyaniline. The XPS results chemically confirmed the obtainment of the core-shell structures, where it have been observed the progressive increase in the amount of oxygen in the carbon black surface. These results differ from those normally obtained for polyaniline synthesized in the absence of CB with low and high monomer (aniline) and initiator (ammonium peroxydisulfate, APS) concentrations, which shows the effect of the aniline adsorption process on carbon black (CB). In the absence of carbon black, the PANI morphology changed from long fibers, with mean diameter of ~40 nm, for low concentrations of monomer and initiator (0,1-0.20 mol.L-1 e 0.025-0.050 mol.L-1, respectively), to shorter fibers with mean diameter of ~80 nm, for high concentrations of monomer and initiator (0.40 mol.L-1 e 0.10 mol.L-1, respectively). The spectroscopic (FTIR and UV-VIS) characterization results showed that the polyaniline was obtained on its emeraldine oxidation state, both in the absence or presence of the carbon black. They also showed the sulfonation of SEBS and its interaction with the nanocomposite, resulting in the PANI/NF protonation by the sulfonic groups in the thermoplastic elastomer. Thermal characterization studies (TGA and DSC) showed that the thermal stability and the irreversible isomerization process of PANI depend on the nanofiber size (fiber diameter and length). The DSC results showed the presence of two exothermal peaks ( 170 oC < T < 350 oC) for the irreversible isomerization process for PANI nanofibers obtained with low concentration of monomer and initiator, 0.10 and 0.025 mol.L-1, respectively, and only one peak for PANI nanofibers obtained with high concentration of monomer and initiator, 0.40 and 0.10 mol.L-1, respectively. The morphological characterizations carried out in the carbon steel coated with epoxy and modified epoxy, it was observed an increase of the modified epoxy coating roughness, which was confirmed by the SEM results, where it was observed the formation of SEBSS aggregates. From the nanoindentation results it was observed an increase of the hardness and of the elastic modulus of the modified epoxy coating due to the presence of the sulfonated SEBS (SEBSS). The potentiodynamic electrochemical polarization and electrochemical impedance measurments showed the effect of the PANI/NF modified epoxy coating layer against the carbon steel corrosion, where it was observed a decrease of the corrosion current density and an increase of the capacitive effect on the PANI/NF modified epoxy coating layer, which indicates an increase of the resistance against corrosion of the carbon steel susbtrate.