Tese de mestr.. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2000

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-16T17:34:45Z No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueCdeOVasconcelos.pdf: 61463547 bytes, checksum: 8ea7e70c3ce5bb8107cee08ebce3714c (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T19:43:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueCdeOVasconcelos.pdf: 61463547 bytes, checksum: 8ea7e70c3ce5bb8107cee08ebce3714c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T19:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PauloHenriqueCdeOVasconcelos.pdf: 61463547 bytes, checksum: 8ea7e70c3ce5bb8107cee08ebce3714c (MD5) / O uso dos sistemas elastoméricos impermeabilizantes, sobretudo a base de Poliuretano e Poliuréia, têm crescido muito no cenário mundial e nacional. No entanto, pouco ou nada se discute sobre suas propriedades mecânicas, presumindo-se, assim, que todos os tipos comercializados são adequados para aplicações em construção civil. Ainda é necessário lembrar que por serem totalmente aderidas ao substrato, passam a ser parte integrante das estruturas revestidas e devem suportar todas as suas deformações e demais solicitações como abrasão por tráfego e ataque de agentes agressivos sem que haja fissuramentos, descolamentos ou fadiga precoce, que os levariam a infiltrações indesejáveis. Este trabalho objetiva apresentar as mais relevantes propriedades mecânicas de algumas membranas de poliuréias e poliuretanos que são comercializadas no Brasil e correlaciona as mesmas com ensaios de desempenho dos respectivos sistemas devidamente aplicados em lajes estruturais, especificamente no ensaio de flexão de lajes e primas de concreto e ensaio de abrasão dos sistemas por ação de pneus, simulando tráfego veicular. Comparativamente, também são apresentados e discutidos os resultados de sistemas impermeabilizantes tradicionais a base de asfalto e resinas acrílicas. A questão da importância da consideração desses resultados nas especificações e projetos das impermeabilizações na construção civil, sobretudo nesse momento em que a norma de sistemas de impermeabilização a base de poliuréia esta sendo redigida, também é peça de discussão dessa pesquisa. Concluiu-se que os sistemas impermeabilizantes com poliuréia aplicada a quente apresentaram melhor desempenho do que os sistemas com os demais elastômeros e foi possível correlacionar o alongamento das poliuréias a quente e a abertura máximas das fissuras das lajes e prismas no ensaio de flexão no momento da ruptura de suas respectivas membranas. Foi também possível correlacionar a resistência à abrasão por ação de pneus com o índice de resistência à abrasão obtido pela metodologia da norma DIN ISO 4649. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of elastomeric waterproofing systems, particularly the basis of Polyurethane and Polyurea, have grown a lot in the national and world stage. However, little or nothing is discussed about its mechanical properties, assuming therefore that all types sold are suitable for applications in construction. It is still necessary to remember that being fully adhered to the substrate, become an integral part of the coated structures and must withstand all its deformations and other requests as abrasion by traffic and aggressive agents attack without cracking, detachments or early fatigue, which would lead to unwanted infiltrations. This study aims to present the most relevant mechanical properties of some polyureas and polyurethane membranes which are marketed in Brazil and correlates it with performance tests of their systems properly applied in structural slabs, specifically in the bending tests of concrete slabs and abrasion tests by tire contact, simulating vehicular traffic. By comparison, are also presented and discussed the results of traditional waterproofing systems based on asphalt and acrylic resins. The question of the importance of considering these results in specifications and design of waterproofing in construction, especially in this time when the standard of waterproofing systems polyurea base is being drafted, is also discussion part of this research. It was concluded that the waterproofing systems with hot applied polyurea performed better than systems with other elastomers and it was possible to correlate the elongation of hot polyureas and maximum opening of cracks in the slabs and prisms bend test when rupture their respective membranes. It was also possible to correlate the abrasion resistance by tire contact with the abrasion resistance index obtained by the method of DIN ISO 4649.

Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-12-14T16:41:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Bruna Rossi Fenner.pdf: 220146 bytes, checksum: a7f5cbcc6e19b186d2881bf8ef62274a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T16:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Bruna Rossi Fenner.pdf: 220146 bytes, checksum: a7f5cbcc6e19b186d2881bf8ef62274a (MD5) Previous issue date: 2017-12-14

El año 1987 se cumplieron 50 años del descubrimiento del poliuretano: en 1937 un grupo de investigadores dirigidos por el profesor Dr. Otto Bayer, después de arduas investigaciones, descubrió el tipo de reacción entre dos componentes básicos: Poliol e Isocianato, dando lugar a que a partir de esa fecha se abriera el mundo tan grande de posibilidades técnicas en el campo del poliuretano. PU.

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Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-08-07T12:45:10Z No. of bitstreams: 1 TES_LEONARDO_MOREIRA_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 6572783 bytes, checksum: e8d5d3a0189ac032e86a93f6776a8ad0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T12:45:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_LEONARDO_MOREIRA_DOS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 6572783 bytes, checksum: e8d5d3a0189ac032e86a93f6776a8ad0 (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The obtaining of materials with different and superior properties when compared to existing materials is one of the main research focuses in polymeric materials field. Nanocomposites are important in this sector because they combine materials with good performance in order to obtain new features that can be used in different niches in the market. Polyurethane based materials finds a wide application and is widely used in industry. The insertion of an alternative inorganic filler is often used to obtain better properties of these polymeric materials. Thus, this work aims to incorporate different proportions of a new filler Fe3O4-synthetic talc, in powder and gel form, in solvent and waterborne polyurethane matrix. Nanocomposites PU solvent/ Fe3O4-synthetic talc obtained by physical mixture presented a good filler dispersion/exfoliation even at higher filler contents of 10% as corroborated by XRD and TEM techniques. M?ssbauer and magnetic measurements confirmed the magnetic behavior of nanocomposites, being ferromagnetic in all tested temperatures. The use of synthetic talc to obtain magnetic nanocomposites produced materials with higher crystallization temperature and thermal stability compared with the polymeric matrix. This method is efficient to avoid attracting dipolar magnetite and therefore the charge aggregation. Nanocomposites WPU/ Fe3O4-synthetic talc presented better mechanical properties with higher filler contents compared to the pure polymer. The XRD analysis evidenced a formation of an intercalated structure between the polymer matrix and nanoparticles. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) measurements evidenced the interaction filler/WPU corroborating the AFM analyses. M?ssbauer and magnetization curves highlighted that the magnetic properties are temperature dependent unlike for nanocomposites obtained with solvent based PU. / A obten??o de materiais com propriedades distintas e superiores quando comparados aos materiais existentes ? um dos focos das pesquisas na ?rea de materiais polim?ricos. Os nanocomp?sitos v?m se destacando neste setor, pois utilizam a combina??o de materiais que j? tenham um bom desempenho visando obter novas caracter?sticas que possam ser utilizadas em diferentes nichos no mercado. Um pol?mero que tem uma ampla aplica??o e ? muito utilizado no meio industrial ? o poliuretano. A inser??o de cargas inorg?nicas ? uma alternativa muito usada para obter melhores propriedades destes materiais polim?ricos. Desta forma, este trabalho tem como objetivo a incorpora??o de uma nova carga de Fe3O4-talco-sint?tico, em forma de p? e gel, em diferentes quantidades em rela??o a massa de poliuretano base solvente e base ?gua. Nas amostras de nanocomp?sitos obtidos por mistura f?sica com PU base solvente a carga ficou esfoliada/bem dispersa na matriz polim?rica mesmo com altos teores de carga de 10% como mostrado pelas t?cnicas de DRX e MET. O comportamento magn?tico dos nanocomp?sitos foi confirmado por M?ssbauer e medidas magn?ticas, apresentando comportamento de ferromagn?tico em todas as temperaturas testadas. O uso do talco sint?tico para obter nanocomp?sitos magn?ticos, produziu materiais com temperatura de cristaliza??o e estabilidade t?rmica superior quando comparado com a matriz polim?rica. O m?todo se mostrou eficiente para evitar a atra??o dipolar da magnetita e, consequentemente a agrega??o da carga. Os nanocomp?sitos PUBA (poliuretano base ?gua/Fe3O4-talco sint?tico) mostraram melhores propriedades no ensaio de tra??o quando comparados ao pol?mero puro. Por exemplo, o pol?mero puro apresentou um M?dulo de Young de 29,3 MPa e passou para 70 MPa na amostra PUBA/ 40% Fe3O4-talco-sint?tico, mostrando que a adi??o de carga tende aumentar a resist?ncia mec?nica do material. As an?lises de DRX mostraram que h? forma??o de uma estrutura intercalada entre a matriz polim?rica e as nanopart?culas. An?lises de Resson?ncia Magn?tica Nuclear (RMN) mostraram que a carga interage com a matriz polim?rica, corroborando os resultados de AFM. Mossbauer e curvas de magnetiza??o, mostraram que as propriedades magn?ticas variam com a temperatura, diferentemente ao observado nos nanocomp?sitos obtidos com PU base solvente.

Neste trabalho foram avaliadas as propriedades de um adesivo estrutural uretânico que visavam colagens de peças automotivas compostas por combinações de compósitos, termoplásticos e metais, que requerem do adesivo um elevado desempenho e compatibilidade com esses materiais. Para tanto, foram avaliadas as resistências ao cisalhamento de juntas formadas com estes substratos e o adesivo uretânico em diversas condições de exposição, que visam simular os efeitos deletérios que estas juntas estarão expostas durante sua utilização. Estes métodos permitiram caracterizar o adesivo como estrutural para tais aplicações, pois em todos os ensaios a fratura se deu fora da área de colagem, levando a conclusão de que a junta formada é mais resistente do que o substrato isoladamente. Foram desenvolvidos dois inovadores tratamentos de superfície alternativos ao lixamento, que foram o desengraxe com solventes e tratamento com plasma. Estes tratamentos tem contribuído significativamente om a comunidade e a partir deste estudo tem sido utilizados na indústria. A avaliação do comportamento térmico do adesivo e dos substratos permitiu o desenvolvimento de métodos de análise da composição das frações de massa de matriz polimérica, cargas minerais e fibra de vidro de modo prático, rápido e preciso, por uso da termogravimetria. A calorimetria diferencial exploratória possibilitou avaliar as transições vítreas dos substratos e do adesivo, bem como a energia liberada na reação do adesivo uretânico. Os fenômenos de interação química entre o adesivo e os substratos foram investigados pelo uso da técnica de espectroscopia infravermelho por reflectância atenuada, onde pode-se de forma inédita comprovar a existência de reações covalentes e de hidrogênio entre o adesivo e os substratos, que explicam a elevada aderência deste adesivo.Os resultados de todos os ensaios e análises levam à conclusão final que o adesivo uretânico, embora muitas vezes não considerado como estrutural, é um candidato plenamente capacitado ao trabalho de adesão estrutural, especialmente para uso automotivo nas condições descritas neste trabalho. / In this study there were evaluated the properties of a structural urethane adhesive used for bonding automotive parts made from combinations of composites, thermoplastics and metals, which require a high adhesive performance and compatibility with these materials. Thus, there were evaluated the shear strength of joints formed with these substrates and adhesive urethane different exposure conditions, which aim to simulate the deleterious effects that these joints are exposed during their use. These methods allowed characterization like structural adhesive for these applications, because in all tests the fracture occurred outside the area of bonding, leading to the conclusion that the joint formed is stronger than the substrate alone. There were developed two innovative surface treatments alternative to grinding, which was a degreasing solvent and treatment with plasma. These methods have significantly contributed to the community and from this study has been used in industry. The evaluation of the thermal behavior of the adhesive and the substrates allowed the development of methods for analyzing the composition of mass fractions of polymer matrix, fillers and fiberglass in a practical, fast and accurate, by use of thermogravimetry. The differential scanning calorimetry allowed to evaluate the glass transitions of substrates and adhesive, and the energy released in the reaction of urethane adhesive. The phenomena of chemical interaction between the adhesive and the substrates were investigated by use of infrared spectroscopy by attenuated reflectance, where it can be in an unprecedented way to prove the existence of covalent and hydrogen reactions between the adhesive and the substrates, which explains the high adhesion of this adhesive.The results of all testing and analysis lead to the final conclusion that the adhesive urethane, although often not considered as structural, is a fully qualified candidate for structural work of adhesion, especially for automotive use under the conditions described in this thesis.

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As cerâmicas reticuladas têm sido investigadas nos últimos anos visando não uma alta densificação, mas um grau de porosidade controlável para aplicações que utilizem permeabilidade. Entre as opções mais atraentes para a obtenção deste tipo de material, está o processo de gelcasting, que consiste na incorporação do material cerâmico aos precursores poliméricos para, então, ser realizada a polimerização. Posteriormente, realiza-se uma etapa de eliminação dessa parte orgânica, que é seguida por uma etapa de sinterização. Como sistema polimérico, utilizamos espumas rígidas de poliuretano obtidas a partir de óleos vegetais e glicerol, visando obter-se um processo cada vez mais ambientalmente amigável. Neste trabalho, produzimos amostras de espumas rígidas de poliuretano (PUR’s) com diferentes concentrações de alumina (0, 10, 30 e 50% em massa) e de silicone (1, 5 e 10% em massa) sendo que estas espumas foram produzidas a partir de óleo de mamona/glicerol e MDI polimérico na razão [OH]/[NCO] = 1,2. Além disso, parte das amostras também foi produzida com restrição de crescimento da espuma durante sua expansão, enquanto, outras foram produzidas com expansão livre. Através da análise térmica dessas espumas determinamos as faixas de temperatura em que ocorreram as principais perdas de material orgânico. Utilizando a densitometria de Arquimedes determinamos a porosidade aberta e fechada das amostras, além disso, buscamos estabelecer a correlação dessas propriedades com a variação da concentração de alumina e de silicone. Verificamos que a variação da porosidade aparente se manteve dentro de uma faixa estreita compreendida entre 80 e 90%. As amostras com maior concentração de alumina (30 e 50%) e de silicone (5 e 10%) apresentaram um comportamento mais adequado durante todo o processo, seja pela menor retração após a queima, seja pela manutenção estrutural da peça, do que aquelas com menor concentração de alumina e silicone. Dentre as amostras de sucesso, aquelas produzidas sob restrição de crescimento se destacaram positivamente com relação aquelas produzidas sob expansão livre porque apresentaram uma estrutura de poros homogênea e uma distribuição de área das células mais estreita. A concentração de silicone de 1% produziu espumas poliméricas menos homogêneas levando a dificuldade de realizar o processamento. / Reticulated ceramics have been investigated in recent years in order to obtain a controllable degree of porosity for applications which requires permeability. Among the more attractive options for obtaining this type of material is the gelcasting process which consists in incorporating the ceramic powder in the polymeric precursors before the polymerization. After that, a stage of eliminating the organic part is followed by a sintering step. As polymer system, we used rigid polyurethane foams obtained from vegetable oils and glycerol, in order to obtain a process more environmentally friendly. In this work, samples of foams were produced with different alumina concentrations (0, 10, 30 and 50% by weight) and silicone (1, 5 and 10% by mass) of polyurethane foams produced from castor oil / glycerol and polymeric MDI in the ratio [OH] / [NCO] = 1.2. Furthermore, part of the samples was also produced with growth restriction of the foam in all directions during its expansion, while others were produced by free expansion in one direction. Through thermal analysis of these foams we determinate temperature ranges were the major losses of organic material occurred. We used the Archimedes densitometry to determine closed and open porosity of the samples; furthermore, we sought to establish the correlation of these properties with variation in the concentration of alumina and silica. We found that the variation in the apparent porosity was kept within a narrow range between 75 and 90%. Samples with higher concentration of alumina showed a more appropriate behavior throughout the process because of its low shrinkage during firing, and the maintenance of the structural part, than those with lower concentrations of alumina. The silicone concentration of 1% produced less homogeneous polymeric foams leading to difficulty to processing.

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