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Processos de formação de ligações cruzadas de polietileno de alto peso molecular / High weight molecular polyethylene crosslinks formation processesLorena Rodrigues da Costa Moraes 02 March 2015 (has links)
No projeto desenvolvido, ligações cruzadas foram formadas no polietileno de alta densidade e alto peso molecular, grade HS5103, através dos processos reticulação por peróxidos e silanos, com o objetivo de se avaliar o efeito da introdução de ligações cruzadas nas propriedades térmicas e mecânicas deste PEAD. Misturas entre o HS5103 e os peróxidos orgânicos, 2,5-Dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano (DHBP) e peróxido de dicumila (DCP), foram produzidas e analisadas para a avaliação do efeito dos tipos de peróxido na reticulação e propriedades do PEAD e para determinação da concentração e do tipo de peróxido a ser utilizado como agente iniciador de reticulação por silano. Ensaios de índice de fluidez (MFI), reometria capilar, extração de polímero por xileno (teor de gel), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e tração foram realizados para caracterização das misturas com peróxidos. Os resultados indicaram aumento da viscosidade com o aumento da concentração de peróxido, sendo o DHBP o que apresentou maior índice de aumento; não houve mudanças relevantes nas propriedades mecânicas e, ocorreu aumento do grau de cristalinidade, sendo mais significativo nas amostras com DCP. Após avaliação dos resultados citados, para as amostras a serem reticuladas via silano, foi promovida a graftização de diferentes concentrações de viniltrimetóxisilano (VTMS) na presença de 0,01%p/p de DCP com a adição de 0,05%p/p de catalisador, posteriormente a reticulação foi promovida em água. As amostras produzidas foram caracterizadas por ensaios de teor de gel, análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), TGA, ensaios de desgaste por deslizamento e tração. Nas amostras com silano a formação de ligações cruzadas foi gradativa, apresentando de 8% de gel para amostra com 0,5%p/p de VTMS a 57 % para amostra com1,5% p/p de silano, maior concentração utilizada. A análise dinâmico-mecânica (DMA) realizada evidenciou que houve um aumento densidade de ligações cruzadas e do módulo de armazenamento após temperatura de fusão com o teor de silano, concordando com os resultados de teor de gel. As análises de FTIR mostraram que houve a graftização e a formação de ligações cruzadas no PEAD HS5103. Não se observou um aumento significativo para o limite de resistência para o PEAD modificado. E os testes de desgaste por deslizamento indicaram um aumento da resistência ao desgaste das amostras reagidas com VTMS. / In the project carried out, crosslinks were formed in high density and high molecular weight polyethylene, grade HS5103, through peroxide and silane reticulation processes, aiming to evaluate the effects of the introduction of crosslinks in thermal and mechanical properties of this PEAD. Mixtures between HS103 and organic peroxides, 2,5-Bis(t-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane (DHBP) and dicumyl peroxide (DCP) have been produced and analyzed for the evaluation of the effect of types of peroxide in reticulation and PEAD properties and to determine both concentration and type of the peroxide to be used as silane reticulation initiation agent. Melt flow index (MFI), capillary rheometry, xylem polymer extraction (gel content), thermogravimetric analysis (TGA), differential canning calorimetry (DSC) and traction tests were carried out for peroxide mixtures characterization. The results indicated increase of viscosity with the increase of the concentration of peroxide, being DHBP the one with the highest increase level; there have been no relevant changes concerning mechanical properties and there has been an increase in the crystallinity levels, mostly in DCP samples. After the assessment of the former results, for the samples to be reticulated through silane, graphitization of different concentrations of Vinyltrimethoxysilane (VTMS) was carried out, together with 0.01%p/p of DCP, adding 0.05%p/p of a catalyst; later, reticulation was carried out in water. The samples produced were characterized by gel content tests, dynamic-mechanical analysis (DMA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), TGA, sliding and traction wear tests. In the silane samples, formation of crosslinks was gradual, showing 8% of gel to the sample with com 0.5%p/p of VTMS to 57 % to the sample with 1.5% p/p of silane, the highest concentration used. The dynamic-mechanical analysis (DMA) showed an increase of density in crosslinks and storing mode after fusion temperature with silane content, converging with gel content results. FTIR analysis showed there has been graphitization and crosslink formations in PEAD HS5103. A significant increase has not been observed concerning the limit of resistance for the modified PEAD. Besides, sliding wear tests indicated an increase of resistance to the wear of samples reacted to VTMS.
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Processos de formação de ligações cruzadas de polietileno de alto peso molecular / High weight molecular polyethylene crosslinks formation processesLorena Rodrigues da Costa Moraes 02 March 2015 (has links)
No projeto desenvolvido, ligações cruzadas foram formadas no polietileno de alta densidade e alto peso molecular, grade HS5103, através dos processos reticulação por peróxidos e silanos, com o objetivo de se avaliar o efeito da introdução de ligações cruzadas nas propriedades térmicas e mecânicas deste PEAD. Misturas entre o HS5103 e os peróxidos orgânicos, 2,5-Dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano (DHBP) e peróxido de dicumila (DCP), foram produzidas e analisadas para a avaliação do efeito dos tipos de peróxido na reticulação e propriedades do PEAD e para determinação da concentração e do tipo de peróxido a ser utilizado como agente iniciador de reticulação por silano. Ensaios de índice de fluidez (MFI), reometria capilar, extração de polímero por xileno (teor de gel), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e tração foram realizados para caracterização das misturas com peróxidos. Os resultados indicaram aumento da viscosidade com o aumento da concentração de peróxido, sendo o DHBP o que apresentou maior índice de aumento; não houve mudanças relevantes nas propriedades mecânicas e, ocorreu aumento do grau de cristalinidade, sendo mais significativo nas amostras com DCP. Após avaliação dos resultados citados, para as amostras a serem reticuladas via silano, foi promovida a graftização de diferentes concentrações de viniltrimetóxisilano (VTMS) na presença de 0,01%p/p de DCP com a adição de 0,05%p/p de catalisador, posteriormente a reticulação foi promovida em água. As amostras produzidas foram caracterizadas por ensaios de teor de gel, análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), TGA, ensaios de desgaste por deslizamento e tração. Nas amostras com silano a formação de ligações cruzadas foi gradativa, apresentando de 8% de gel para amostra com 0,5%p/p de VTMS a 57 % para amostra com1,5% p/p de silano, maior concentração utilizada. A análise dinâmico-mecânica (DMA) realizada evidenciou que houve um aumento densidade de ligações cruzadas e do módulo de armazenamento após temperatura de fusão com o teor de silano, concordando com os resultados de teor de gel. As análises de FTIR mostraram que houve a graftização e a formação de ligações cruzadas no PEAD HS5103. Não se observou um aumento significativo para o limite de resistência para o PEAD modificado. E os testes de desgaste por deslizamento indicaram um aumento da resistência ao desgaste das amostras reagidas com VTMS. / In the project carried out, crosslinks were formed in high density and high molecular weight polyethylene, grade HS5103, through peroxide and silane reticulation processes, aiming to evaluate the effects of the introduction of crosslinks in thermal and mechanical properties of this PEAD. Mixtures between HS103 and organic peroxides, 2,5-Bis(t-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane (DHBP) and dicumyl peroxide (DCP) have been produced and analyzed for the evaluation of the effect of types of peroxide in reticulation and PEAD properties and to determine both concentration and type of the peroxide to be used as silane reticulation initiation agent. Melt flow index (MFI), capillary rheometry, xylem polymer extraction (gel content), thermogravimetric analysis (TGA), differential canning calorimetry (DSC) and traction tests were carried out for peroxide mixtures characterization. The results indicated increase of viscosity with the increase of the concentration of peroxide, being DHBP the one with the highest increase level; there have been no relevant changes concerning mechanical properties and there has been an increase in the crystallinity levels, mostly in DCP samples. After the assessment of the former results, for the samples to be reticulated through silane, graphitization of different concentrations of Vinyltrimethoxysilane (VTMS) was carried out, together with 0.01%p/p of DCP, adding 0.05%p/p of a catalyst; later, reticulation was carried out in water. The samples produced were characterized by gel content tests, dynamic-mechanical analysis (DMA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), TGA, sliding and traction wear tests. In the silane samples, formation of crosslinks was gradual, showing 8% of gel to the sample with com 0.5%p/p of VTMS to 57 % to the sample with 1.5% p/p of silane, the highest concentration used. The dynamic-mechanical analysis (DMA) showed an increase of density in crosslinks and storing mode after fusion temperature with silane content, converging with gel content results. FTIR analysis showed there has been graphitization and crosslink formations in PEAD HS5103. A significant increase has not been observed concerning the limit of resistance for the modified PEAD. Besides, sliding wear tests indicated an increase of resistance to the wear of samples reacted to VTMS.
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Efeito dos óleos vegetais de linhaça e de amendoim sobre a vulcanização da borracha natural (NR) / Effect of vegetable oils of linseed and peanut upon natural rubber (NR) vulcanizationJulio Cesar da Costa Saboya 30 January 2014 (has links)
O efeito de dois óleos vegetais, óleo de linhaça e óleo de amendoim, em composições
de borracha natural (NR) foi avaliado. Um sistema de vulcanização convencional foi
escolhido e, após a mistura, os parâmetros reométricos (Sℓ, Sh, ts1 e t90) foram analisados. A
cinética de vulcanização foi estudada através de dois modelos cinéticos um modelo
simplificado e o modelo proposto por Coran. Os resultados experimentais permitem concluir
que os óleos vegetais sozinhos ou combinados são capazes de atuar como ativadores e,
juntamente com os demais ingredientes da composição, de vulcanizar a borracha. No entanto,
uma densidade de ligações cruzadas satisfatória só é atingida quando o ácido esteárico está
presente. O modelo cinético de Coran permitiu também estudar os diferentes estágios da
vulcanização e verificar que a etapa crítica do processo é a formação do precursor de ligações
cruzadas (A → B). Provavelmente, a presença significativa de ácidos graxos insaturados na
composição dos óleos vegetais (principalmente, os ácidos oléico e linolênico) permita reações
laterais não esperadas, o que diminui o rendimento final em ligações cruzadas dos
vulcanizados. / The effect of two vegetable oils, linseed oil and peanut oil, in natural rubber (NR)
compositions was available. A conventional system was chosen and, after mixture, rheometer
parameters (Sℓ, Sh, ts1 e t90) were analyzed. Vulcanization kinetics was studied by two
kinetic models a simplified model and a model proposed by Coran. Experimental results
allow concluding that vegetable oils alone or combined are able to act as activators and,
together with others ingredients of composition, vulcanizing the rubber. However,
crosslinking density adequate is only reached when stearic acid is present. Kinetic model of
Coran also allowed to study the different steps of vulcanization and to identify that a critical
step is the formation of crosslink precursor (A → B). Probably, significant presence of
insaturated fatty acids in the chemical composition of the vegetables oils (mainly, oleic and
linolenic acids) allow side reactions unexpected, which decrease the final yield of crosslink in
the vulcanizates.
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Efeito dos óleos vegetais de linhaça e de amendoim sobre a vulcanização da borracha natural (NR) / Effect of vegetable oils of linseed and peanut upon natural rubber (NR) vulcanizationJulio Cesar da Costa Saboya 30 January 2014 (has links)
O efeito de dois óleos vegetais, óleo de linhaça e óleo de amendoim, em composições
de borracha natural (NR) foi avaliado. Um sistema de vulcanização convencional foi
escolhido e, após a mistura, os parâmetros reométricos (Sℓ, Sh, ts1 e t90) foram analisados. A
cinética de vulcanização foi estudada através de dois modelos cinéticos um modelo
simplificado e o modelo proposto por Coran. Os resultados experimentais permitem concluir
que os óleos vegetais sozinhos ou combinados são capazes de atuar como ativadores e,
juntamente com os demais ingredientes da composição, de vulcanizar a borracha. No entanto,
uma densidade de ligações cruzadas satisfatória só é atingida quando o ácido esteárico está
presente. O modelo cinético de Coran permitiu também estudar os diferentes estágios da
vulcanização e verificar que a etapa crítica do processo é a formação do precursor de ligações
cruzadas (A → B). Provavelmente, a presença significativa de ácidos graxos insaturados na
composição dos óleos vegetais (principalmente, os ácidos oléico e linolênico) permita reações
laterais não esperadas, o que diminui o rendimento final em ligações cruzadas dos
vulcanizados. / The effect of two vegetable oils, linseed oil and peanut oil, in natural rubber (NR)
compositions was available. A conventional system was chosen and, after mixture, rheometer
parameters (Sℓ, Sh, ts1 e t90) were analyzed. Vulcanization kinetics was studied by two
kinetic models a simplified model and a model proposed by Coran. Experimental results
allow concluding that vegetable oils alone or combined are able to act as activators and,
together with others ingredients of composition, vulcanizing the rubber. However,
crosslinking density adequate is only reached when stearic acid is present. Kinetic model of
Coran also allowed to study the different steps of vulcanization and to identify that a critical
step is the formation of crosslink precursor (A → B). Probably, significant presence of
insaturated fatty acids in the chemical composition of the vegetables oils (mainly, oleic and
linolenic acids) allow side reactions unexpected, which decrease the final yield of crosslink in
the vulcanizates.
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Avaliação das propriedades de polietileno de baixa densidade (PEBD), poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e de suas misturas com torta de mamona / Evaluation of the low density polyethylene (LDPE), poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) and mixtures with castor cakeGustavo André Dias Burlein 05 February 2010 (has links)
A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais.
Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão
custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto,
necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um
dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores
condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A
morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de
determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão
e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas
ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu
degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.
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Avaliação das propriedades de polietileno de baixa densidade (PEBD), poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e de suas misturas com torta de mamona / Evaluation of the low density polyethylene (LDPE), poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) and mixtures with castor cakeGustavo André Dias Burlein 05 February 2010 (has links)
A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais.
Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão
custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto,
necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um
dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores
condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A
morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de
determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão
e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas
ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu
degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.
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Avaliação do efeito de resíduos galvânicos sobre a vulcanização e as propriedades da borracha natural (NR) / Evaluation of the effect of galvanic wastes on the vulcanization and the properties of natural rubber (NR)Alex Calcagno de Sales Santos 17 July 2009 (has links)
Com a Revolução Industrial e a adoção do modelo econômico urbano e industrial, baseado no consumo, ocorreu o aumento da geração de resíduos, frutos das diferentes atividades humanas. A galvanoplastia é um processo que embeleza e protege mecanicamente peças metálicas e está presente nas indústrias do setor metal-mecânico de Nova Friburgo. Neste processo, dois resíduos importantes são gerados: um oriundo do pré-tratamento das peças metálicas e outro das estações de
tratamento de efluentes industriais. Neste trabalho, tais resíduos, denominados de (RGs), foram incorporados à borracha natural (NR) em substituição total ou parcial ao óxido de zinco (ZnO). O possível efeito ativador dos RGs sobre a vulcanização e as propriedades da borracha natural foi investigado. As misturas foram realizadas em um misturador de calandras, utilizando-se um sistema convencional (CV). A cinética de vulcanização foi estudada nas temperaturas de 150C, 160C e 170C, através de ensaios reométricos e a determinação de parâmetros tais como: tempo de pré-cura (ts1); tempo ótimo de vulcanização (t90); torques mínimo (Ml) e máximo (Mh); constantes de velocidade; e, energias de ativação. Com relação às propriedades mecânicas, a resistência à tração e a resistência ao rasgamento foram determinadas. As composições de NR contendo RGs apresentaram diminuição do tempo ts1, aumento das constantes de velocidade e diminuição das energias de ativação. No entanto, a resistência ao rasgamento foi mantida em um nível satisfatório apenas nas composições em que o ZnO foi substituído parcialmente em 25%. / With the Industrial Revolution and the adoption of urban and industrial economic model, based on consumption, there was an increased in the generation of wastes, as a result of different human activities. Electroplating is a process that embellishes
and mechanically protects metallic parts and it is present in the industries of metalmechanical segment of Nova Friburgo. In this process, two important wastes are generated: one from pre-treatment of metal parts, other from industrial sewage
station. In this investigation, these wastes, named RGs, were incorporated in the natural rubber (NR) in partial or total replacement to zinc oxide (ZnO). A possible activator effect of RGs upon vulcanization and properties of natural rubber was
investigated. Mixes are prepared in a two-roll mixer using a conventional system (CV). Vulcanization kinetics was studied at 150, 160 and 170C through of rheometric tests and the determination of parameters such as: scorch time (ts1);
optimum cure time (t90); minimum torque (Ml); maximum torque (Mh); constants rates (k); and, activation energies. In relation to mechanical properties, tensile and tear strength were determined. NR compositions with RGs presented a diminution in ts1 values, increase in the constants rates and diminution of activation energies. However, tear strength is maintained in a satisfactory level only in the compositions where ZnO was partially replaced in 25%.
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Caracterização e desenvolvimento de argilas para aplicação em nanocompósitos poliméricos / Characterization and development of clays for application in polymer nanocompositeNancy Isabel Alvarez Acevedo 18 March 2014 (has links)
O Brasil é produtor de argilas e conta com grandes reservas deste recurso natural. Porém,
grande parte da sua produção é comercializada seca e moída. O desenvolvimento de argilas
para seu uso como reforço em nanocompósitos poliméricos constitui uma opção para os
produtores desta matéria prima que teriam assim um produto com maior valor agregado. Este
trabalho visa avaliar o potencial uso como nanocarga de duas argilas nacionais provenientes
da Bacia de Taubaté, São Paulo, denominadas ALIGRA e SANTA FÉ. As frações de tamanho
de partícula médio menor de 0,02 mm, obtidas por peneiramento á úmido da argila
homogeneizada e seca, foram utilizadas no desenvolvimento do trabalho experimental. Os
estudos de caracterização, envolvendo análise granulométrica, química, mineralógica,
morfológica, térmica e textural, revelaram características muito semelhantes em ambas às
argilas. Fração argila, maior de 70% em massa. Composição química conforme a definição
química de uma argila e os teores de seus componentes mostram valores intermédios entre as
apresentadas pelas bentonitas e argila caulinítica usadas com fins de comparação. Ressaltamse
boas propriedades adsorventes. Área superficial específica BET ao redor de 120 m2/g, valor
maior do que o apresentado por muitas bentonitas naturais (74,5 m2/g). Predominantemente
mesoporosas, com poros, maiormente em forma de fenda, característicos da estrutura em
camadas das argilas. Baixa capacidade de troca catiônica, 12 meq/100g. Difratogramas de
raios-X revelaram a predominância do estratificado ilita/esmectita, caulinita e quartzo na
argila ALIGRA, e de ilita, caulinita e quartzo na argila SANTA FÉ. Prosseguiu-se com a
argila ALIGRA a preparação da argila organofílica. A argila organofílica foi obtida por troca
catiônica com o sal quaternário de amônio: cloro cetril trimetil amônio, depois de
homogeneizada em sódio com cloreto de sódio. Análises FTIR e TGA indicaram que houve
inserção dos cátions orgânicos. Testes preliminares foram feitas, preparando misturas das
argilas com matriz de polipropileno e usando como agente compatibilizante polipropileno
enxertado com anidrido maleico. Resultados de ensaios de tração reportam algumas melhoras
nas propriedades testadas com as composições preparadas com as argilas purificadas. Com as
composições com argilas organofílicas somente foi melhorado o alongamento na rotura.
Estudos ais aprofundados são recomendados. / Brazil is a producer of clay and has large reserves of this natural resource. However,
most of its production is sold dried and milled." The development of clays for use as
reinforcement in polymer nanocomposites is an option for these raw material producers, who
would thus have a product with higher added value. This study aims to evaluate the
potential use as nanofiller of two national clays from Taubaté basin, São Paulo, called
ALIGRA and SANTA FE. In this experiment, the fractions of particles with average size of
less than 0.02 obtained through wet sieving were used. The characterization studies involving
granulometric, chemical, mineralogical, morphological, thermal and textural analysis,
revealed very similar characteristics in both the clays. Clay fraction (< 2μm) is higher 70%.
Chemical composition as the definition of clay and its components show intermediate values
between those present by bentonite and kaolinitic clays used here for purposes of comparison.
It should be underlined good adsorptive properties. Specific surface area BET (aBET) around
of 120 m2/g, this value is higher than showed by many bentonites (74.5 m2/g). They are
predominantly mesoporous, the pores predominantly in slit-shape in accordance to the
characteristic layered structure of the clays. Low cationic exchange capacities (CEC), 12
meq/100 g. XRD results for samples saturated with ethylene glycol and heated revealed the
predominance of illite/smectite, kaolinite and quartz in ALIGRA clay, and illite, kaolinite and
quartz in the clay SANTA FE. Work continued with the clay ALIGRA the preparation of
organoclay. The organoclay was obtained by ion exchange with the quaternary ammonium
salt: cetril trimethyl ammonium chloride, after homogenized in sodium with sodium chloride.
FTIR and TGA analyzes indicated that there was integration of organic cations Preliminary
tests were performed by preparing mixtures of clays with a polypropylene matrix, and using
polypropylene grafted with maleic anhydride as a compatibilizer. Results of tensile tests made
in the polypropilene- purified clay compositions have reported some improvements in some
tested properties. With polipropilene-organofilized compositions only improved elongation on
break. More detailed studies are which would be required.
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Avaliação do efeito de resíduos galvânicos sobre a vulcanização e as propriedades da borracha natural (NR) / Evaluation of the effect of galvanic wastes on the vulcanization and the properties of natural rubber (NR)Alex Calcagno de Sales Santos 17 July 2009 (has links)
Com a Revolução Industrial e a adoção do modelo econômico urbano e industrial, baseado no consumo, ocorreu o aumento da geração de resíduos, frutos das diferentes atividades humanas. A galvanoplastia é um processo que embeleza e protege mecanicamente peças metálicas e está presente nas indústrias do setor metal-mecânico de Nova Friburgo. Neste processo, dois resíduos importantes são gerados: um oriundo do pré-tratamento das peças metálicas e outro das estações de
tratamento de efluentes industriais. Neste trabalho, tais resíduos, denominados de (RGs), foram incorporados à borracha natural (NR) em substituição total ou parcial ao óxido de zinco (ZnO). O possível efeito ativador dos RGs sobre a vulcanização e as propriedades da borracha natural foi investigado. As misturas foram realizadas em um misturador de calandras, utilizando-se um sistema convencional (CV). A cinética de vulcanização foi estudada nas temperaturas de 150C, 160C e 170C, através de ensaios reométricos e a determinação de parâmetros tais como: tempo de pré-cura (ts1); tempo ótimo de vulcanização (t90); torques mínimo (Ml) e máximo (Mh); constantes de velocidade; e, energias de ativação. Com relação às propriedades mecânicas, a resistência à tração e a resistência ao rasgamento foram determinadas. As composições de NR contendo RGs apresentaram diminuição do tempo ts1, aumento das constantes de velocidade e diminuição das energias de ativação. No entanto, a resistência ao rasgamento foi mantida em um nível satisfatório apenas nas composições em que o ZnO foi substituído parcialmente em 25%. / With the Industrial Revolution and the adoption of urban and industrial economic model, based on consumption, there was an increased in the generation of wastes, as a result of different human activities. Electroplating is a process that embellishes
and mechanically protects metallic parts and it is present in the industries of metalmechanical segment of Nova Friburgo. In this process, two important wastes are generated: one from pre-treatment of metal parts, other from industrial sewage
station. In this investigation, these wastes, named RGs, were incorporated in the natural rubber (NR) in partial or total replacement to zinc oxide (ZnO). A possible activator effect of RGs upon vulcanization and properties of natural rubber was
investigated. Mixes are prepared in a two-roll mixer using a conventional system (CV). Vulcanization kinetics was studied at 150, 160 and 170C through of rheometric tests and the determination of parameters such as: scorch time (ts1);
optimum cure time (t90); minimum torque (Ml); maximum torque (Mh); constants rates (k); and, activation energies. In relation to mechanical properties, tensile and tear strength were determined. NR compositions with RGs presented a diminution in ts1 values, increase in the constants rates and diminution of activation energies. However, tear strength is maintained in a satisfactory level only in the compositions where ZnO was partially replaced in 25%.
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Caracterização e desenvolvimento de argilas para aplicação em nanocompósitos poliméricos / Characterization and development of clays for application in polymer nanocompositeNancy Isabel Alvarez Acevedo 18 March 2014 (has links)
O Brasil é produtor de argilas e conta com grandes reservas deste recurso natural. Porém,
grande parte da sua produção é comercializada seca e moída. O desenvolvimento de argilas
para seu uso como reforço em nanocompósitos poliméricos constitui uma opção para os
produtores desta matéria prima que teriam assim um produto com maior valor agregado. Este
trabalho visa avaliar o potencial uso como nanocarga de duas argilas nacionais provenientes
da Bacia de Taubaté, São Paulo, denominadas ALIGRA e SANTA FÉ. As frações de tamanho
de partícula médio menor de 0,02 mm, obtidas por peneiramento á úmido da argila
homogeneizada e seca, foram utilizadas no desenvolvimento do trabalho experimental. Os
estudos de caracterização, envolvendo análise granulométrica, química, mineralógica,
morfológica, térmica e textural, revelaram características muito semelhantes em ambas às
argilas. Fração argila, maior de 70% em massa. Composição química conforme a definição
química de uma argila e os teores de seus componentes mostram valores intermédios entre as
apresentadas pelas bentonitas e argila caulinítica usadas com fins de comparação. Ressaltamse
boas propriedades adsorventes. Área superficial específica BET ao redor de 120 m2/g, valor
maior do que o apresentado por muitas bentonitas naturais (74,5 m2/g). Predominantemente
mesoporosas, com poros, maiormente em forma de fenda, característicos da estrutura em
camadas das argilas. Baixa capacidade de troca catiônica, 12 meq/100g. Difratogramas de
raios-X revelaram a predominância do estratificado ilita/esmectita, caulinita e quartzo na
argila ALIGRA, e de ilita, caulinita e quartzo na argila SANTA FÉ. Prosseguiu-se com a
argila ALIGRA a preparação da argila organofílica. A argila organofílica foi obtida por troca
catiônica com o sal quaternário de amônio: cloro cetril trimetil amônio, depois de
homogeneizada em sódio com cloreto de sódio. Análises FTIR e TGA indicaram que houve
inserção dos cátions orgânicos. Testes preliminares foram feitas, preparando misturas das
argilas com matriz de polipropileno e usando como agente compatibilizante polipropileno
enxertado com anidrido maleico. Resultados de ensaios de tração reportam algumas melhoras
nas propriedades testadas com as composições preparadas com as argilas purificadas. Com as
composições com argilas organofílicas somente foi melhorado o alongamento na rotura.
Estudos ais aprofundados são recomendados. / Brazil is a producer of clay and has large reserves of this natural resource. However,
most of its production is sold dried and milled." The development of clays for use as
reinforcement in polymer nanocomposites is an option for these raw material producers, who
would thus have a product with higher added value. This study aims to evaluate the
potential use as nanofiller of two national clays from Taubaté basin, São Paulo, called
ALIGRA and SANTA FE. In this experiment, the fractions of particles with average size of
less than 0.02 obtained through wet sieving were used. The characterization studies involving
granulometric, chemical, mineralogical, morphological, thermal and textural analysis,
revealed very similar characteristics in both the clays. Clay fraction (< 2μm) is higher 70%.
Chemical composition as the definition of clay and its components show intermediate values
between those present by bentonite and kaolinitic clays used here for purposes of comparison.
It should be underlined good adsorptive properties. Specific surface area BET (aBET) around
of 120 m2/g, this value is higher than showed by many bentonites (74.5 m2/g). They are
predominantly mesoporous, the pores predominantly in slit-shape in accordance to the
characteristic layered structure of the clays. Low cationic exchange capacities (CEC), 12
meq/100 g. XRD results for samples saturated with ethylene glycol and heated revealed the
predominance of illite/smectite, kaolinite and quartz in ALIGRA clay, and illite, kaolinite and
quartz in the clay SANTA FE. Work continued with the clay ALIGRA the preparation of
organoclay. The organoclay was obtained by ion exchange with the quaternary ammonium
salt: cetril trimethyl ammonium chloride, after homogenized in sodium with sodium chloride.
FTIR and TGA analyzes indicated that there was integration of organic cations Preliminary
tests were performed by preparing mixtures of clays with a polypropylene matrix, and using
polypropylene grafted with maleic anhydride as a compatibilizer. Results of tensile tests made
in the polypropilene- purified clay compositions have reported some improvements in some
tested properties. With polipropilene-organofilized compositions only improved elongation on
break. More detailed studies are which would be required.
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