Este estudo se refere a um método para selecionar os materiais plásticos resistentes a riscos mais adequados para peças automotivas. Estabelecer este procedimento é fundamental para as montadoras devido à versatilidade, qualidade e custo competitivo que os polímeros apresentam. Contudo, essa é uma atividade árdua, pois nota-se a ausência de profissionais familiarizados em trabalhar com materiais plásticos e a existência de milhares de materiais disponíveis para utilização. Deste modo, formular um processo estruturado para facilitar a seleção de plásticos tem como objetivo minimizar os riscos e erros do projeto. Portanto, o processo concebido para esta pesquisa foi gerado a partir da estratégia de seleção desenvolvida por Ashby, método tido como referência na área. Além deste, também foram utilizados conceitos da matriz de decisão de Pahl & Beitz, incluindo índice de mérito. Dois exemplos de aplicação da metodologia são apresentados através de estudos de caso, com os componentes tampa do porta-luvas e base do espelho lateral. / This dissertation work is focused on a method to select the most suitable plastic material with scratch resistance for automotive parts. This process is essential for the automakers due to the versatility, improved quality and cost competitiveness of resin materials. Nonetheless, the lack of professionals specialized in plastic materials and the large variety of polymeric materials makes the proper material selection challenging. In this way, it is necessary to define a systematic method to simplify polymeric materials selection in order to reduce the project risks and errors. For this reason, the process proposed in this study was generated based from the selection strategy developed by Ashby, as this is a reference in the field. In addition, two other concepts were adopted: Pahl & Beitz decision matrix and merit index. In order to evaluate this systematic method, two case studies were analyzed: glove compartment and side mirror base.

O aço carbono vem sendo largamente utilizado na indústria de construção em geral, devido a sua resistência mecânica e baixo custo. Entretanto, devido a sua fraca resistência à corrosão são necessários estudos de diferentes métodos de proteção contra a corrosão. Sendo assim, no presente trabalho, o método de proteção contra a corrosão abordado foi o de aplicação de filmes poliméricos condutores mediante a utilização de pré-tratamentos de conversão com ácido fítico (HP), banho de sal de cério/peróxido de hidrogênio (Ce) e a combinação HP-Ce, para aumentar a resistência à corrosão e a aderência de filmes poliméricos. Essa aderência devido à importância frente os processos de corrosão foi quantificada com técnicas específicas de estudo de corrosão, nomeadamente, potencial de circuito aberto (PCA) e polarização potenciodinâmica (PP) em meio NaCl 0,6 mol/L aerado. Os revestimentos poliméricos usados foram a polianilina (PAni), poli-o-metoxianilina (POMA) e blenda de PAni-POMA sintetizados em meio de HP e de H2SO4. A caracterização feita por UV-Vis e FTIR mostrou que foi possível sintetizar os referidos polímeros, e SEM revelou morfologia compacta e granular. O comportamento eletroquímico das amostras foi investigado por OCP e PP em NaCl 0,6 mol/L antes e após 2 h de exposição no ambiente salino. Quando os revestimentos foram aplicados em substratos de aço carbono AISI 1020 sem pré-tratamentos, antes de exposição em solução salina, os resultados mostraram boa resistência e eficiência na proteção à corrosão devido a menor perda de adesão e maior efeito barreira. Após 2 h de exposição em solução salina, os resultados mostraram que a resistência e a eficiência na proteção à corrosão diminuiu de uma forma mais acentuada para PAni, POMA e menos para blenda de PAni-POMA sintetizados em meio de HP e de H2SO4, devido à perda de aderência provocada pela infiltração do eletrólito corrosivo através de poros dos filmes poliméricos. Com o intuito de aumentar a aderência dos revestimentos, pré-tratamentos do aço carbono AISI 1020 foram feitos com HP, Ce e HP-Ce e, constatou-se que a perda de aderência dos revestimentos de PAni, POMA e blenda de PAni-POMA aplicados sobre as amostras pré-tratadas com Ce e HP-Ce foi menor, e com HP foi maior comparada com a amostra sem pré-tratamento. Além disso, os revestimentos de blenda de PAni-POMA, apresentaram em todas amostras sem e com pré-tratamentos melhor desempenho em relação a PAni e POMA. / Carbon steel has been widely used in the construction industry in general, due to its mechanical and low cost resistance. However, due to their low corrosion resistance are required studies of different methods of protection against corrosion. Therefore, in this study, the method of carbon steel AISI 1020 protection against corrosion was dealt with the application of polymeric film conductors using pre-treatments conversion with phytic acid (HP), cerium salt/hydrogen peroxide (Ce) bath and a combined HP-Ce, to increase the corrosion resistance and the adhesion of polymeric films. This adhesion is due to the importance forward corrosion processes, was quantified with specific corrosion study techniques in particular, open circuit potential (OCP) and potentiodynamic polarization (PP) in medium NaCl 0.6 mol/L aerated. Polymeric coatings used were the polyaniline (PAni), poly-o-anisidine (POMA), and blends of polyaniline-poly-o-anisidine (Pani-POMA) synthesized in phytic (HP) and sulfuric (H2SO4) acid means. The characterizations made by UV-Vis and FTIR showed that it was possible to synthesize said polymers, and SEM revealed compact and granular morphology. The electrochemical behaviors of the samples were investigated using OCP and PP in 0.6 mol/L NaCl solutions, before and after 2 h of exposure in saline environment. When polymers coatings were applied to carbon steel AISI 1020 without pretreatments, before of exposure in saline environment, results showed good resistance and high efficient corrosion protection due to less loss of adhesion coatings consequently, high barrier effect. After 2 hours of exposure in saline environment, the results showed that the resistance and efficient corrosion protection decreased largely for PAni, POMA and less for blends of PAni-POMA, due to loss of adhesion caused by the infiltration of corrosive electrolyte pores through the polymer matrix. In order to increase the adhesion of Pani, POMA and blends of Pani-POMA coatings, carbon steel pretreatments were made with HP, Ce and a combined HP-Ce, and found that the loss of adhesion of coatings applied to the pretreated samples with Ce and HP-Ce was lower, and with HP was higher compared to the sample without pretreatment. Moreover, blend of Pani-POMA coating showed in all samples, treated and untreated better performance than PAni and POMA.

Este trabalho estuda a influência do carbonato de cálcio (CaCO3) nas propriedades mecânicas e na formação da fase cristalina beta do polipropileno (PP). Com o intuito de produzir amostras para o estudo, foi feita uma análise preliminar sobre o enxerto do anidrido maléico no polipropileno, porque este material graftizado (PP-g-MA) contribui significativamente em blendas e compósitos ao melhorar a adesão superficial entre o PP e o CaCO3. Foram estudados dois métodos de obtenção deste produto (PP-g-MA) utilizando-se peróxido orgânico e os produtos obtidos foram caracterizados e comparados. Apesar dos resultados das análises feitas por calorimetria diferencial exploratória (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) indicarem importantes diferenças entre os dois métodos, a análise por espectroscopia no infravermelho (FTIR) trouxe conclusões sobre a eficácia dos métodos de graftização. Duas séries de compósitos a base de PP contendo CaCO3 foram produzidos por mistura intensiva em fusão (misturador Drais), uma contendo PP-g-MA e a outra sem. Quatro tipos de CaCO3 foram utilizados, diâmetros de 0,9 µm, 2,5 µm e 3 µm, sendo que o CaCO3 0,9 µm apresentou-se com superfície tratada e não-tratada. A concentração de CaCO3 foi mantida em 5% e a de PP-g-MA em 5% quando presente. Os compósitos foram submetidos a testes de resistência à tração, módulo na flexão e resistência ao impacto em duas temperaturas. As amostras contendo menores tamanhos de partículas de CaCO3 e PP-g-MA apresentaram melhora sinérgica na resistência mecânica, em que aumentos da resistência a impacto e da resistência a flexão foram observados. A análise da fase cristalina beta nestas amostras foi feita utilizando-se DSC e difratometria de raios-x. Também foi analisada a influência da adesão superficial entre a carga e a matriz de PP, quanto maior a adesão superficial e menor o tamanho de partícula do CaCO3, maior a formação da fase cristalina beta, o que contribuiu para a sinergia entre todas as propriedades mecânicas avaliadas neste trabalho. / This study aimed at improving the comprehension of the influence of calcium carbonate (CaCO3) in the formation of the beta crystalline phase of polypropylene (PP), as well as the changes in the mechanical properties of this polymer. A preliminary analysis of the grafting of the maleic anhydride in the polypropylene was carried out in order to produce specimens for the study, owing to the fact that this grafted polypropylene (PP-g-MA) contributes substantially to change the polarity of the polymer and therefore, enhance the superficial adhesion between PP and CaCO3. Two grafting methods using organic peroxide were studied. The grafted copolymers were analyzed by DSC, TGA, SEM, EDS, and FTIR. Two series of PP composites containing CaCO3 were produced by intensive melt mixing (Drais mixer), one of them having MA-g-PP. Four types of CaCO3 were used, which diameters were 0.9 µm, 2.5 µm and 3 µm, though the CaCO3 0.9 µm was surface-treated and non-treated. The concentration of CaCO3 was maintained at 5% and PP-g-MA at 5 % also, when present. The composites were tested for tensile strength, flexural modulus and impact strength (at two temperatures). Samples containing smaller particle sized CaCO3 and PP-g-MA showed synergistic improvement in the mechanical strength, and increases in the impact resistance and flexural strength were observed. Analysis of the beta crystal phase in these samples was performed using DSC and x-ray diffractometry. The influence of superficial adhesion between CaCO3 and PP was also analyzed, higher concentration of the beta crystalline phase was observed for better surface adhesion and smaller CaCO3 particle size, which contributed to the synergy between all the mechanical properties evaluated in this work.

Devido ao crescente interesse em polímeros biodegradáveis, muitos estudos têm sido realizados a fim de se obter polímeros biodegradáveis com melhores propriedades mecânicas e de processamento. O poli(3-hidroxibutirato) (PHB) tem sido apresentado como um substituto para polímeros não-biodegradáveis em aplicações comerciais. Porém, sua elevada cristalinidade, instabilidade térmica e alto custo de produção são problemas que dificultam sua comercialização. Uma alternativa para modificá-lo e melhorar suas propriedades mecânicas é através de reações de transesterificação com poli(?-caprolactona) (PCL), um poliéster sintético, também biodegradável e com alto potencial para uso como biomaterial. Neste trabalho, realizou-se a extrusão reativa de blendas de PHB e PCL e o copolímero obtido foi caracterizado por ensaios de solubilidade, calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectrometria de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RNM-1H) e de carbono (RNM-13C). Os resultados indicaram que houve modificação do PHB resultando no copolímero PHB-co-PCL, que apresentou menor cristalinidade que os homopolímeros de partida. Com o PHB-co-PCL, foram feitas medidas de viscosidade e ensaios de eletrofiação, variando-se os parâmetros do processo e da solução. As análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) apontaram formação de fibras lisas e uniformes com diâmetros médios entre 900 a 1200 nm. Análise de viabilidade celular confirmou que o material não é citotóxico, favorecendo sua aplicabilidade em mantas porosas na engenharia de tecidos. / Due to the increasing interest in biodegradable polymers, many studies have been conducted in order to obtain biodegradable polymers with improved mechanical and processing properties. The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) has been proposed as an ideal substitute for non-biodegradable polymers in commercial applications. However, its high crystallinity, thermal instability and high production costs are problems that have limited its commercialization. An alternative to modify it and improve its mechanical properties is through transesterification reactions with poly(?-caprolactone) (PCL), a synthetic polyester, also biodegradable and with high potential for use as a biomaterial. In this work, reactive extrusion of PHB/PCL blend was carried out, and the copolymer was characterized by solubility tests, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrogen (1H-NMR) and carbon (13C-NMR) nuclear magnetic resonance spectroscopies. The results indicated that PHB was modified, resulting in the copolymer PHB-co-PCL, showing lower crystallinity than the homopolymers. Viscosity measurements of PHB-co-PCL solutions were performed and electrospinning tests were carried out under different conditions. The scanning electron microscopy analysis (SEM) indicated the formation of smooth and uniform fibers, with average diameter between 900-1200 nm. Cell viability analysis confirmed that the material is not cytotoxic, favoring its applicability for the production of porous fiber mats in tissue engineering.

O aumento populacional verificado em escala mundial remete a necessidade do aumento da produção de alimentos, fibras e energia e, neste cenário, a prática da adubação como aporte de nutrientes ao solo ganha destaque para atender essas necessidades. Nesse contexto, a adubação nitrogenada, por fornecer nitrogênio, elemento fundamental ao desenvolvimento das plantas e à manutenção e aumento da produtividade, destaca-se com o uso da ureia. A ureia é o principal fertilizante sólido em âmbito mundial, ocupando metade da matriz dos nitrogenados tanto no Brasil como no mundo, possui alta concentração de N e preço mais atrativo por unidade do nutriente, porém esta sujeita a perdas, das quais a volatilização de amônia é o principal fator da baixa eficiência nas adubações. Como alternativa a minimização dessas perdas, tem-se hoje o desenvolvimento de produtos denominados fertilizantes de eficiência aumentada. Dentre esses, uma opção é o recobrimento da ureia com polímeros, resultando em proteção física do insumo. O objetivo foi estudar a dinâmica de fertilizante nitrogenado de liberação gradual avaliando a longevidade e suas perdas por volatilização de amônia. O experimento foi conduzido no município de Batatais- SP, de Novembro de 2011 a Fevereiro de 2012, utilizando Latossolo Vermelho-Amarelo. Foram utilizados 5 tratamentos de ureia recoberta com diferentes porcentagens de resina de poliuretano, mais um tratamento de ureia sem recobrimento para fins de comparação. As porcentagens de recobrimento utilizadas correspondem ao número de dias esperado para a liberação do nutriente sendo: 3,70% (30 dias), 4,55% (60 dias), 5,40% (90 dias), 7,10% (150 dias) e 8,80% (250 dias). Experimentos semelhantes foram instalados em condições laboratoriais de ambiente controlado (25 ± 2°C), e em casa de vegetação, simulando condições de aplicação em superfície e enterrada. Para o experimento de volatilização, foi utilizado o sistema fechado dinâmico, capturando a amônia volatilizada em coletores contendo solução ácida e, esta solução foi analisada em sistema FIA determinando a quantidade de N perdida. Em relação ao experimento de longevidade, foi desenvolvido sistema de análise destrutiva, colocando os tratamentos em sachês porosos e alocando-os em superfície e enterrados a 5 cm no solo. Para ambos os experimentos foram realizadas coletas periódicas, analisando as amostras e traçando gráficos relativos à volatilização da amônia, a faixas de liberação e potencial de longevidade dos tratamentos. O recobrimento da ureia com polímero de poliuretano apresentou redução na volatilização com porcentagens acima de 7%, além de causar atraso nos picos de volatilização. Quanto à longevidade, o recobrimento do fertilizante resultou em liberação gradual do nutriente com dinâmica exponencial, podendo ser traçadas faixas de liberação e potenciais de longevidade dos tratamentos. A aplicação superficial dos tratamentos obteve melhores resultados de liberação/longevidade. Os fatores temperatura e umidade interferem diretamente na volatilização da amônia, na velocidade de liberação e na longevidade dos fertilizantes recobertos com poliuretano. Pesquisas envolvendo este tipo de tecnologia são necessárias, pois além do estabelecimento de metodologias padrão, aplicáveis a estes produtos ou grupos dos mesmos, em rotinas de laboratório, pode-se obter melhor caracterização, entendimento e classificação desses novos materiais. / The worldwide population increase leads to necessity to increase food, fiber and energy production and, under this scenario, fertilizer applications like supply of nutrients to the soil, is highlighted to meet those needs. In this context, nitrogen fertilization, to provide nitrogen, essential element for plant development and maintenance and increased productivity, stands out with the urea use. Urea is the main solid fertilizer worldwide, occupying half of the matrix of nitrogen both in Brazil and in the world, has a high concentration of N and an attractive price per unit of nutrient, but is subject to losses, which the volatilization ammonia is the main factor in the low efficiency of fertilization. As alternative to minimize these losses, currently we have the development of products denominated increased efficiency fertilizer, which focus on urea coatings using polymers resulting in physical protection of the material. The objective was to study the dynamics of nitrogen fertilizer gradual release bu means of evaluating their longevity and losses by volatilization. The experiment was conducted in the municipality of Batatais-SP, extending from November 2011 to February 2012, using a Oxisol. Five treatments of coated urea with different percentages of a polyurethane resin were used, aswell a urea treatment without coating for comparison purposes was used too, the percentages used remitted expected number of days for the release of the nutrient was: 3.70% (30 days) 4.55% (60 days) 5.40% (90 days) 7.10% (150 days) and 8.80% (250 days). Similar experiments were assembled in a controlled environment (25 ± 2 ° C) and under greenhouse conditions simulating application in surface and buried. For the volatilization experiment, we used the closed system dynamic, capturing the volatilized ammonia in collectors containing acidic solution, and this solution was analyzed in FIA system in order to determine the amount of N lost. In relation to the longevity experiment, a destructive analysis system was used, placing the treatments in porous sachets and placing them on the surface and buried 5 cm into the soil. For both experiments samples were collected and analyzed periodically allowing plotting graphs for ammonia volatilization, release bands and potential longevity of the treatments. The urea coating with polyurethane polymer decreased the volatilization with percentages above 7%, besides causing a delay in the peak of volatilization. As for longevity, the fertilizer coating resulted in a gradual release of the nutrient presenting a release dynamic exponential and can be traced release bands and potential longevity treatments. Surface application of the treatments resulted in better results of release / longevity. The factors temperature and humidity affects directly ammonia volatilization, speed and longevity of release fertilizer coated with polyurethane. Additional research in this field is required, in addition to establishing standard methodologies to be used in routine laboratory in order to obtain a better characterization, classification and understanding of these new materials.

Orientador: Prof. Dr. Luciano Soares da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / O desenvolvimento das plantas depende fortemente das condições ambientais em que estes organismos se encontram. Assim, as plantas desenvolveram mecanismos de adaptação e defesa que permitem seu crescimento e proliferação, mesmo sem a habilidade de se deslocar. Devido a este altamente sofisticado sistema de defesa e adaptação das plantas, as suas características (fenotípicas e bioquímicas) são fortemente influenciadas pelo ambiente no qual a planta se desenvolve. Para garantir a reprodutibilidade dos experimentos em biologia de plantas é fundamental a mensuração e, se possível, o controle adequado dos parâmetros ambientais essenciais ao crescimento das plantas. A não observação disso pode incorrer na não reprodutibilidade do experimento e, consequentemente, obtenção de conclusões incorretas ou distorcidas dos resultados experimentais. Neste trabalho analisamos a manipulação do espectro luminoso a fim de controlar as características da luz incidente nas plantas. Para isto, foram estudados materiais poliméricos para uso como filtros da luz solar e isolamento dos espécimes do ambiente externo. Dessa forma, analisamos os efeitos destes filtros na qualidade e quantidade de luz e seu uso no redirecionamento das trajetórias metabólicas e propriedades biométricas no ciclo de crescimento das plantas. Além disso, para fins práticos, também verificamos as mudanças nas propriedades físicas destes materiais ao longo do tempo por meio de exposição a processos de degradação acelerada. Dessa forma, verificamos os possíveis efeitos de deterioração nos materiais poliméricos devido a sua exposição ao meio ambiente por longos períodos, o que nos permite garantir o uso das câmaras de crescimento desenvolvidas por um período de tempo adequado, no qual suas características essenciais não sofram danos que poderiam influir nos resultados experimentais esperados. / The development of the plans depends heavily on the environmental conditions in which these organisms are. Thus, plants are developed to adapt and defend maximizing their growth and proliferation, even without the ability to move. Due to this highly sophisticated system of defense and adaptation of the plants, their characteristics (phenotypic and biochemical) are strongly influenced by the environment where plant develops. In order to guarantee the reproducibility of the experiments in plant biology, it is fundamental the measurement and, if it is possible, adequate control of environmental parameters essential to plant growth. Failure to observe this may result in non-reproducibility of the experiment and consequently incorrect or distorted conclusions of the experimental results. In this work, we analyzed the manipulation of the light spectrum in order to control the characteristics of the incident light in the plants. For this, we studied polymeric materials for use as sunlight filters and isolation of the specimens from the external environment. Thus, we analyzed the effects of these filters on the quality and quantity of light and their effects in the redirection of the metabolic trajectories and biometric properties in the plant growth cycle. In addition, for practical purposes, we also monitoring at changes in the physical properties of these materials over time through exposure to accelerated degradation processes. In this way, we verify the possible effects of deterioration in the polymeric materials due to their exposure to the environment for long periods, which allows us to guarantee the use of developed growth chambers for an adequate period of time, in which their essential characteristics do not suffer degradation that could influence incorrectly the experimental results.

Em virtude do crescente volume da utilização de embalagens multicamadas na preservação de alimentos, torna-se necessário o estudo visando a reciclagem desses materiais através de seu reaproveitamento como matéria-prima e a transformação em novos produtos ou materiais. Dentre os vários tipos de reciclagem utilizados atualmente, a formação de blendas poliméricas com material descartado apresenta-se como uma alternativa viável, pois se trata de uma atividade moderna que une o desenvolvimento tecnológico e a preservação ambiental. O presente trabalho faz um estudo sobre a reciclagem de resíduos de embalagens multicamadas pós-consumo no setor alimentício para a formação de uma blenda. O filme multicamada composto por poliamida 6 e polietileno de baixa densidade foi previamente moído para obtenção de flocos e a ele foi adicionado primeiramente o aditivo etileno-propileno-dieno monômero e em seguida foi feito uma nova mistura composta apenas de anidrido maléico com filme multicamada na forma de flocos, no intuito de melhorar as propriedades mecânicas das blendas formadas pelo processo da extrusão. Para a verificação dos resultados obtidos foram realizados testes de tração, alongamento e permeabilidade ao gás oxigênio no filme de poliamida 6 e polietileno, e ensaios mecânicos, análises térmicas e microscopia eletrônica de varredura nas blendas obtidas. Também se estudou o efeito da radiação (100 kGy) sobre as propriedades das blendas utilizando-se um acelerador de elétrons. / In virtue of the increasing volume of the multilayers packings use in the food preservation, the study for the recycling of these materials through its reverse speed-exploitation as raw material and the transformation in new products or materials becomes necessary. Amongst some types of recycling used currently, the polymers blendes formation with discarded material is presented as a viable alternative, therefore if it deals with a modern activity that joins the technological development and the ambient preservation. The present research, therefore makes a study on the recycling of residues from multilayers packings after-consumes in the nourishing sector for the blend formation. The multilayer film composed by polyamide 6 and polyethylene of low density was previously worn out for flake attainment and it was added first the Ethylene-Propylene-Diene-Monomer (EPDM) additive and after that a new composed maleic anhydride mixture was made only with multilayer film in the flake form, in intention to improve the mechanical properties of blendes formed for the process of the drawing. For verification of the results assays had been carried through traction tests, rupture lengthening tests and permeability to the gas oxygen in the film of polyamide 6 and mechanical properties of blendes formed for the process of the drawing. For verification of the results assays had been carried through traction tests, rupture lengthening tests and permeability to the gas oxygen in the film of polyamide 6 and mechanical polyethylene, and assays, thermal analyses and scanning electronic microscopy in the blendes. It was also studied radiation dose (100 kGy) on the blends properties using an electron beam accelerator.

Este projeto tem por objetivo o desenvolvimento de uma embalagem biodegradável tipo espuma, obtida a partir de fécula de mandioca, para o armazenamento de alimentos. As espumas foram obtidas pelo processo de termo-expansão de uma massa de amido, água e aditivos. O estudo das formulações foi dividido em três etapas: na primeira etapa, foi estudada a influência dos sólidos na espuma, foram feitas 5 formulações variando a quantidade de sólidos. Na segunda etapa foi estudada a influência dos plastificantes na espuma e foram testados quatro diferentes plastificantes (PEG 300, PEG 1500, PEG 6000 e PVA). Na terceira etapa foi estudada a influência das cargas minerais nas espumas, foram adicionadas três diferentes tipos de cargas (caulim, talco, CaCO3) em diversas concentrações (0,1; 0,5; 1; 5; 10; 20 e 30%). Em todas as formulações foram analisadas a perda de produção e as características mecânicas das espumas. Os resultados indicaram que a quantidade de fécula influencia a viscosidade da massa, e a mesma está diretamente ligada à perda de produção das espumas. No estudo dos plastificantes, dentre os PEGs, o que apresentou melhor interação com o polímero foi o de menor massa molar (PEG 300), com espumas mais resistentes e flexíveis. As espumas produzidas com PVA apresentaram uma estrutura interna mais homogênea, com alvéolos menores e uniformes em relação às espumas com PEG 300. Isso ocorreu devido o PVA ter propriedades adesivas. A adição de cargas minerais diminuiu a flexibilidade e a resistência à compressão das espumas conforme a quantidade de carga adicionada. Isso indica que não houve uma boa adesão entre as cargas e o polímero (fécula). Verificou-se um acúmulo das cargas inorgânicas na superfície das espumas. As espumas sem adição de carga apresentaram boas características mecânicas, compatíveis com as embalagens comerciais. Foi feita a análise de biodegradabilidade por perda de massa e a espuma se degradou em 20 dias. Tanto a espuma, como os ingredientes utilizados para sua produção (plastificante, amido) não apresentaram toxicidade. Para encerrar o trabalho foi realizada uma análise para verificar a aceitação do produto pelos consumidores. Em todos os parâmetros avaliados (aparência, resistência, confiabilidade e intenção de compra) os consumidores aprovaram o produto. / The objective of this project is the development of biodegradable food packaging, starch foam, made by cassava starch. Starch foam was obtained with a batter of starch, water and additive, through thermo expansion process. Formulation study was divided in three parts: the first step was to verify the starch quantity influence in the starch foam and five formulations with different starch quantities were tested. The second step was to verify the plasticizer influence in the starch foam and four plasticizers were tested (PEG 300, PEG 1500, PEG 6000 and PVA). The third step was to verify the filler influence in the starch foam and three different filler kind were tested (kaolin, talc, CaCO3) in different quantities (0,1; 0,5; 1; 5; 10; 20 and 30%). Mechanical properties and lost of production of starch foam were analyzed in all formulations. Results of first step indicated that the starch quantity in the formulation influenced the batter viscosity and the lost of production of the starch foams. In the second step, the plasticizer PEG 300 (with low molecular weight) presented better performance as compared with PEG 1500 and PEG 6000. Starch foam with PVA presented internal structure more homogeneous than starch foam with PEG 300, due the PVA adhesiveness properties. In the third step, the filler addition did not improve the mechanical properties of starch foam, due there was not interaction between the filler and the polymer (starch). Observing the MEV, there were filler accumulated in the starch foam surface. According biodegradable analysis, starch foam degraded in 20 days. Even starch foam, as all the ingredients (starch, plasticizer), did not present toxicity. Starch foam without filler addition presented mechanical properties similar to the commercials food packaging made by expanded polystyrene and cardboard paper. To finish the work, was realized the acceptance analysis to verity the acceptability of the starch foam. As result, all parameters analyzed (appearance, resistance, trusty and purchase intention) were approved by consumers.

Neste trabalho compósitos foram obtidos a partir da blenda comercial 100% biodegradável Ecovio® C2224 da BASF, uma blenda formada por 55% em massa de um copoliéster biodegradável, o Ecoflex® (poli[(adipato de butileno)-co-(tereftalato de butileno)]) e 45% em massa de PLA poli(ácido láctico). Como carga, utilizaram-se dois tipos de argilas comerciais do grupo das esmectitas, ambas predominantemente montmorilonitas: Cloisite Sódica® e Cloisite 30B®. Também foi utilizado como carga a sílica coloidal comercial Aerosil 200®, com área superficial de 200 m2/g e diâmetro médio de partícula 12nm. Os compósitos estudados, ambos contendo 5% e 10% em massa de cargas, foram preparados em uma extrusora de rosca dupla, acoplada a um reômetro de torque. O estudo foi dividido em três etapas: 1ª) etapa: Obtenção e caracterização dos compósitos de Ecovio®/ argila e Ecovio® / sílica; 2ª) etapa: Avaliação da fotodegradação do Ecovio® puro e dos compósitos obtidos; 3ª) etapa: Avaliação da biodegradabilidade do Ecovio® puro e dos compósitos após exposição em câmara de UV. As propriedades mecânicas dos compósitos antes e depois de serem submetidos à exposição em câmara de UV foram avaliadas por ensaios de resistência à tração e resistência ao impacto Izod. Os resultados obtidos na 1ª etapa deste trabalho indicaram aumento nos valores de módulo de elasticidade de todos os compósitos, em relação à blenda pura. Destacam-se as composições com 5% e 10% em massa de sílica coloidal, que apresentaram aumentos de até 115% nos valores de módulo de elasticidade, sem perdas significativas em resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto, quando comparadas à fase matriz. Na 2ª etapa, a partir de 20 dias de exposição, todas as composições (blendas e compósitos) apresentam redução nas propriedades mecânicas em função do aumento do tempo de exposição à radiação UV. Na 3ª etapa, independente do tipo ou teor de carga presente na blenda, todas as composições apresentaram índices de biodegradabilidade, depois de 120 dias, de 40 a 60%, devido à prévia exposição à radiação UV. / In this work, composites were prepared with 100% biodegradable commercial blend Ecovio® C2224 BASF, a polymer blend composed of 55 wt% of a biodegradable copolyester, the Ecoflex®, poly [(butylene adipate) -co- (butylene terephthalate)], and 45 wt% of PLA poly(lactic acid). Two types of commercial clays of the smectite group, predominantly montmorillonites, were used as fillers: Cloisite Na+® and Cloisite 30B®. The commercial colloidal silica Aerosil 200®, with a surface area of 200 m2/g and an average particle diameter of 12 nm, was also used as filler. The composites containing 5 and 10 wt% of filler were obtained in a twin screw extruder coupled to a torque rheometer. This study was divided in three steps: 1st) Preparation and characterization of Ecovio®/clay and Ecovio®/silica composites; 2nd) Evaluation of the photodegradation of pure Ecovio® and of the composites; 3rd) Biodegradability assessment of pure Ecovio® and composites after exposure to UV chamber. The mechanical properties of the composites before and after the exposition to UV were evaluated by tensile and Izod impact strength. The results obtained in the 1st step showed an increase in the tensile modulus of all blends, especially for the compositions with 5 and 10 wt% of colloidal silica, which presented an increase of 115% in their tensile modulus values without significant reduction in impact and tensile strength and elongation, when compared to the pure blend. In the 2nd step, from 20 UV exposure days, all compositions (blends and composites), presented a significant reduction in the mechanical properties as a function of the increase of the UV radiation exposure time. In step 3, regardless of the filler type or content, all blend compositions showed biodegradability index, after 120 days, of 40 to 60%, due to the prior UV exposure.

Este estudo se refere a um método para selecionar os materiais plásticos resistentes a riscos mais adequados para peças automotivas. Estabelecer este procedimento é fundamental para as montadoras devido à versatilidade, qualidade e custo competitivo que os polímeros apresentam. Contudo, essa é uma atividade árdua, pois nota-se a ausência de profissionais familiarizados em trabalhar com materiais plásticos e a existência de milhares de materiais disponíveis para utilização. Deste modo, formular um processo estruturado para facilitar a seleção de plásticos tem como objetivo minimizar os riscos e erros do projeto. Portanto, o processo concebido para esta pesquisa foi gerado a partir da estratégia de seleção desenvolvida por Ashby, método tido como referência na área. Além deste, também foram utilizados conceitos da matriz de decisão de Pahl & Beitz, incluindo índice de mérito. Dois exemplos de aplicação da metodologia são apresentados através de estudos de caso, com os componentes tampa do porta-luvas e base do espelho lateral. / This dissertation work is focused on a method to select the most suitable plastic material with scratch resistance for automotive parts. This process is essential for the automakers due to the versatility, improved quality and cost competitiveness of resin materials. Nonetheless, the lack of professionals specialized in plastic materials and the large variety of polymeric materials makes the proper material selection challenging. In this way, it is necessary to define a systematic method to simplify polymeric materials selection in order to reduce the project risks and errors. For this reason, the process proposed in this study was generated based from the selection strategy developed by Ashby, as this is a reference in the field. In addition, two other concepts were adopted: Pahl & Beitz decision matrix and merit index. In order to evaluate this systematic method, two case studies were analyzed: glove compartment and side mirror base.