Orientadores: Cesar Augusto Moraes de Abreu, Chang Tien Kiang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T08:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Witkoski_NilsonAndreis_M.pdf: 11915383 bytes, checksum: 452fe9dd3e457729cf1bff9db82eb096 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Realizamos o estudo de um escoamento multicamadas em processos de fabricação de filmes planos à base de polímeros de Poli (Etileno Tereftalato). As soluções numéricas das equações do modelo foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o pacote computacional POLYFLOW. As propriedades reológicas dos polímeros foram determinadas em fluxo de cisalhamento e ajustadas a modelos de Bird-Carreau. Estudamos o processo de formação das interfaces entre as camadas através da simulação bidimensional de escoamentos bicomponentes em desenvolvimento. Investigamos a influência de diversos fatores, tais como, os ângulos e as velocidades de introdução das camadas, a razão das viscosidades dos polímeros e a geometria do canal no ponto de confluência. A partir dos valores das deformações elongacionais sofridas pelos fluidos na interface, fazemos considerações sobre os comportamentos que podem levar à ocorrência de instabilidades interfaciais nesta região. Por meio de simulações em duas dimensões, estudamos o comportamento do escoamento de 4 camadas assimétricas dentro da caixa de coextrusão quanto à distribuição das espessuras e dos tempos de residências das camadas, à uniformidade das espessuras das camadas, às perdas de cargas do escoamento e aos efeitos térmicos. Realizamos a simulação em três dimensões do escoamento em uma fieira do tipo cabide, porém, limitada a um único polímero passando através dela. Estudamos a uniformidade da vazão na saída da fieira em função de diversos parâmetros do processo, das propriedades do polímero e da sua geometria. Fazemos considerações sobre o comportamento de um escoamento multicamadas na mesma fieira. A comparação dos resultados do modelo com os dados obtidos em uma planta industrial foi satisfatória, consistindo, pois, em um instrumento valioso na compreensão do processo de coextrusão, bem como no desenvolvimento de novos equipamentos / Abstract: Nmnerical simulations of a multilayer flow has been undertakenin a process for producing Poly (Ethylene Terephtalate) flat films. Viscosity functions are fitted by Bird-Carreau models. The temperature dependence of viscosity follows the Arrhenius equations. The motion equations are solved by POLYFLOW, a Finite ElementMethod program for viscous and viscoelastics flow simulations. Bidimensional numerical simulations of the entry flows in a bicomponent coextrusion are carried out to study the interface development. The effects of the layers entry velocity matching, layer viscosity ratio and channel geometry are investigated based on the interface shear and extensional deformations. Correlations of the interface behaviour with the occurence of interface instabilities are proposed. Bidimensional numerical simulations of a 4-layer assymmetric parallel coextrusion are made to investigate the residence time distribution, the role of viscous and conductive heat-transfers i11the flow and the layers thickness variations due to opera6ng conditions changes. Three dimensional simulations of the flow inside a linearly tapered coathanger fiat die are carried out, but limited to one fluid only. These simulations are aimed at studying the effects of the process parameters and the die geometry on the trhoughput uniformity along the die width. Considerations are made about the behaviour of the multilayer flow in the same die. The calculated results have correlated well with experimental values obtained in the industrialline, so, the proposed model may be applied to improve the understanding of the coextrusion flows as well as to the design of new equipments / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Augusto Ruy de Oliveira Pinto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T05:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HageJunior_Elias_M.pdf: 2073458 bytes, checksum: 939dd3dcc3e6e0e20ca093bbd21b0bd8 (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: No Brasil o uso de coletores para captação da energia solar. planos e com concentração. vem se desenvolvendo a passos largos. o uso de materiais plásticos nestes tipos de coletores vem se difundindo cada vez mais. principalmente o do Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro empregado como cobertura transparente. Entretanto. Pouco se sabe de concreto sobre as limitações sofridas por esse material durante sua exposição às intempéries. Este trabalho procura caracterizar o Poliéster Reforçado com Fibra de Vidro sob o ponto de vista de propriedades óticas (Transmitância) e sob o ponto de vista de propriedades mecânicas. quando este é submetido à um envelhecimento acelerado em laboratório. Neste estudo foram utilizadas resinas comerciais de Poliéster. dentre elas; um tipo próprio para ser aplicado ao ar livre. Um tipo de resina caracterizada pela alta transparência sem preparo especial para ser usada sob ação de intempéries e um tipo de resina para uso geral particularizada por suas boas propriedades mecânicas. Após um levantamento da propriedades ótica e das propriedades mecânicas. antes e após tempos variados de exposição num Weather-Ometer. com diferentes tipos de reforços em fibra de vidro encontrou-se características próprias de cada tipo de resina. Com estes dados pode ser feita uma análise indicando qual o tipo de resina Poliéster comercial mais adequado à aplicação como cobertura transparente. não só em coletores solares. como em qualquer outra aplicação em condições de trabalho semelhantes / Abstract: The use of solar collectors, flat-plate or focusing, is growing fast. The use of plastic materials is becoming more popular, more particularly in the use of fiberglass reinforced polyester. How ever, little is known about the limitations of the material with respect to the outside exposure. The purpose of this work is to characterize fiberglass reinforced polyester with respect to optical properties (transmittance) and mechanical properties after exposure to accelerated ageing as measured in the laboratory. In this work two comercial polyester resins were used: one for outdoor use, one with high transparency, without prepared to stand climatic conditions, the other for general use characterized by good mechanical properties. After a study of the optical and mechanical properties before and after exposure to the Weather-Ometer for different times, the characteristics of each resins were determined. With this data it is possible to decide which is the most adequate type of resin to be used as transparent cover, not only in solar collectors, but also in other applications with outside exposure / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Chang Tien Kiang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanin_Mirela_M.pdf: 3476241 bytes, checksum: 953ee5c1a39639db4a8111561853cb11 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o estudo de misturas poliméricas têm crescido bastante devido à possibilidade de se obter materiais de alta performance. Muitos são os estudos sobre a mistura Poli (tereftalato de etileno)(PET)/Policarbonato(PC) , donde se tem que, esta mistura é termodinamicamente imiscível, mas com possibilidade de se conseguir compatibilizar os polímeros quando misturados no estado fundido, devido a ocorrência de reações de transesterificação. Além disso, a eficiência destas reações podem ser influenciadas pelos parâmetros de processamento. Este trabalho visa o estudo da mistura PET/PC, objetivando combinar a alta resistência térmica e mecânica do PC, com a grande utilidade do PET como polímero de engenharia. As amostras da mistura PET/PC foram confeccionadas por extrusão reativa no estado fundido, variando parâmetros de processamento como: tempo total de processamento e de cisalhamento, concentração de componentes de mistura, emprego e concentração de catalisador e reprocessamento, no equipamento Mini Max Molder e em extrusora dupla rosca. As amostras obtidas foram caracterizadas por: Viscosidade intrínseca, notando-se a possível ocorrência de reações de degradação no emprego de catalisador; Microscopia Eletrônica de Varredura, verificando-se que o aumento do tempo total de processo e do cisalhamento contribuíram para melhorar a dispersão das fases; Infravermelho por Transformada de Fourier, donde verificou-se que a eficiência das reações de transesterificação foi aumentada com o aumento do tempo de processo e de cisalhamento; e análise mecânica, por Análise Dinâmico Mecânica que permitiu observar tendência à miscibilidade da mistura PET/PC devido ao aparecimento de uma única Tg, na análise dos resultados / Abstract: The studies on polymeric mixtures increased considerably due to the possibilities of obtaining high performance materials. Many of them are about the Poly (ethylene terephthalate) (PET)/ Polycarbonate (PC) mixture, which is thermodynamically immiscible, but potentially compatible when the polymers are mixed in the molten state due to transesterification reactions. Besides, the efficiency of these reactions can be influenced by the processing parameters. This study is aimed at studying PET/PC mixture by combining the PC high mechanical and thermal resistance and the usefulness of PET as an engineering polymer. The PET/PC mixture samples were obtained by reactive extrusion in the molten state, varying processing parameters such as: total processing time, shearing time, concentration of the mixture components, utilization of a catalyzer, catalyzer concentration and reprocessing in a Mini Max Molder equipment, as well as varying screw speed in a twin-screw co-rotating extruder. The samples obtained were characterized by: intrinsic viscosity, observing the possible degradation reactions in the utilization of the catalyzer; Scanning Electron Microscopy, verifying if the increase in the processing and shearing time contributed to improve the phase dispersion; Fourier Transformed Intrared analysis was utilized to confirm the efficiency of the transesterification reactions due to the increase in the process time and shearing time; Dynamic Mechanical Analysis showed that the PET/PC mixtures were compatibilized with the appearance of a single Tg / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Los vehículos de tracción humana presentan una tendencia creciente debido a su alta demanda en el ámbito profesional como recreativo. Un criterio importante para el usuario es preferir vehículos de construcción ligera, factor relacionado a la masa, por ende, al material de fabricación. Por ello, los materiales compuestos actualmente se presentan como una alternativa en los vehículos de potencia humana, frente a los materiales utilizados actualmente; por tanto, el estudio desarrollado es acerca del componente de cuadro o marco de un vehículo no profesional impulsado por tracción humana estilo delta (HPV – Human Powered Vehicle). Este marco ha sido analizado con la matriz de un material compuesto liviano, constituido por la combinación de dos materiales de propiedades químicas y mecánicas diferentes, siendo en este caso, la matriz de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV). Sintetizada mediante el software CES EduPack la matriz isotrópica lineal se configura bajo 7 capas intercaladas entre “Fundición de resina poliéster rígida” de 0,25 mm (capa impar) y “Fibra de vidrio grado S” de 3,00 mm (capa par). Mediante el software SOLIDWORKS, se emplearon las nuevas propiedades mecánicas obtenidas para realizar un análisis estático aplicando las cargas distribuidas en la estructura del marco, comprobando que la relación entre densidad (2,36e3 kg/m3), masa (12,1246 kg) y soporte de esfuerzos es óptima en el desarrollo para la aplicación pertinente, pues se registró un esfuerzo máximo de 29,746 MPa sobre el límite elástico de 971,5 MPa; considerándose como una alternativa viable liviana de material compuesto.

Na presente tese foram preparados poliésteres derivados de dois materiais renováveis o ácido 2,5-furanodicarboxílico (AFD) e a isoidida. Foram também preparados monômeros dihidroxílados para uso em poliesterificações e em reações com diisocianatos contendo um aduto de Diels-Alder (DA) formado pela reação de um grupo furano e uma maleimida (reação entre uma bismaleimida e o álcool furfurílico). Esses diois foram utilizados na preparação de poliésteres e poliuretanos termorreversíveis. A termorreversibilidade dos materiais preparados advém do fato de que os adutos de DA são termorreversíveis (rDA). Portanto, ao aquecer os poliésteres preparados com aduto-DA são originados monômeros difuncionais com grupos furano e/ou maleimida. O produto da rDA pode então ser repolimerizado, mas não via reações de poliesterificação ou isocianato/hidroxila, mas pelo acoplamento furano/maleimida (DA). Por fim uma nova rota para a obtenção de copolímeros aleatórios foi investigada. Essa rota consiste em provocar a rDA de uma mistura de dois homopolímeros distintos obtidos por polimerização em etapas contendo no interior de suas unidades repetitivas adutos de Diels-Alder e em seguida provocar a sua repolimerização via DA para dar origem a um copolímero aleatório. Os materiais foram caracterizados por suas estruturas químicas por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de próton (RMN ¹H). Foram feitos ensaios de cromatografia de permeação de gel (GPC), onde notou-se uma massa média numérica e ponderal para os poliésteres obtidos a partir do AFD e também para o poliéster e poliuretano termorreversíveis de aproximadamente 1600 g.mol¹. Nos ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi obtido Tgs variados para os poliésteres obtidos a partir do AFD indo de 88 a 159ºC, de 80ºC para o poliuretano termorreversível e de 106ºC para o poliéster termorreversível. Para a análise termogravimétrica (TGA) foi observado temperaturas de degradação para os poliésteres obtidos a partir do AFD em torno de 280ºC. Para a análise térmica dinâmico-mecânicas (DMTA) obteve-se Tg\'s em 117, 123 e 120ºC para o poliéster, o poliuretano e o copolímero termorreversíveis. / In this thesis it was prepared polyesters of two renewable monomers, the 2.5-furandicarboxylic acid and isoidide. Dihydroxy monomers were also prepared for use in polysterification and in reactions with diisocyanates, both containing Diels-Alder adduct in the molecule formed by the reaction of a furan group and a maleimide (reaction between bismaleimide and furfuryl alcohol). These diols were used in the preparation of thermoreversible polyesters and polyurethanes. The thermoreversibility of these materials comes from the fact that the DA adducts are thermoreversible (rDA). Therefore, heating these polymers give rise to difunctional monomers with an adduct-DA with furan and/or maleimide functions. The product of the rDA may then be polymerized not via polysterification reactions or isocyanate/hydroxyl, but by furan/maleimide coupling (DA) restoring the DA adduct. Finaly a new route to obtain random copolymers was investigated. This route consists in the rDA of a mixture of two different homopolymers obtained by polymerization in stages containing adducts producing monomers with furan and maleimide functions that can be polymerization via DA reaction to give a random copolymer. The materials were characterized by their chemical structures by infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance of proton (¹H-NMR), gel permeation chromatography (GPC), experiments were made, where it was noticed a number and weight average mass for the polyesters obtained from the AFD and also for the thermoreversible polyester and polyurethane 1600 gmol¹. In differential scanning calorimetry tests (DSC) was obtained Tg\'s for various polyesters obtained from the AFD ranging from 88 to 159°C, 80°C for the thermoreversible polyurethane and 106°C for the thermoreversible polyester. For the thermogravimetric analysis (TGA) was observed degradation temperatures for the polyesters obtained from the AFD around 280°C. For dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) Tg was obtained in 117, 123 and 120°C for polyester, polyurethane and copolymer thermoreversible.

Polymer clay nanocomposites of polyamides and biodegradable polymers with three kinds of organomodified clays were prepared by different techniques (in situ polymerization, solution casting, and melt mixing). The polymers used in this research were nylons 56, 65 and 47 and the biodegradable polymers: poly (glycolic acid-alt-6-hydrohexanoic acid) and poly(glycolic acid-alt-6-aminohexanoic acid). The development of biodegradable nanocomposites with improved or modified material properties is an interesting topic since these new materials are expected to replace already existing biodegradable and non-biodegradable commodity plastics in some specific applications.This project aims to study the influence of clay particles incorporated in a polymer matrix on the crystallization processes, the study of the in situ polymerization kinetics of mixtures of clays and monomers of biodegradable polymers, as well as the influence of nanoparticles on the thermal behavior and morphologic parameters. Even-odd, and odd-even polyamides were chosen to study the Brill transition and to prepare nanocomposites with organomodified clays. These polyamides have a peculiar structure where hydrogen bonds are established along two different directions. X-ray diffraction as well as SAXS-WAXD synchrotron experiments were employed to study the structural changes induced by temperature, during heating and cooling. Different organomodified clays were used to prepare nanocomposites, which final structure was found to be dependent on the preparation method. Nanocomposites derived from biodegradable polymers were characterized by means of X-ray diffraction and transmission electron microscopy. Morphological studies showed that the extent of clay dispersion depended on the clay type and on the preparation technique. Hence, exfoliated and intercalated nanocomposites could be obtained. The final nanocomposite structure was found to have a great influence on both cold and hot crystallization processes. Hence, the crystallization rate increased and decreased with respect to the neat polymer when intercalated and exfoliated structures were respectively obtained. The kinetics of the polymerization process was also studied by means of FTIR and SAXS-WAXD. The results indicate that the presence of the organomodified clay had a remarkable effect on the kinetic parameters.

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T13:46:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GiovaniltonFerreirada_D.pdf: 2151460 bytes, checksum: b4f7aed8eddbf42f0d871e6e526ef9b0 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Objetivo deste trabalho foi obter os parâmetros cinéticos do poliéster insaturado com fibra de vidro em balança termogravimétrica e a aplicação do leito fluidizado como reator de pirólise. Primeiramente foi feito um estudo para escolher o modelo cinético a partir dos dados obtidos na balança termogravimétrica. O resultado apontou o modelo de primeira ordem como o mais adequado. Foi feito um planejamento fatorial 22 a fim de avaliar a influência que as variáveis, taxa de aquecimento e diâmetro da partícula, tiveram nos parâmetros cinéticos. Os resultados do planejamento fatorial mostraram que a taxa de aquecimento foi o fator mais importante seguido do diâmetro da partícula, e não houve interação entre os fatores. A energia de ativação foi inversamente proporcional com a taxa de aquecimento e diretamente proporcional com o diâmetro da partícula. A taxa de 10°C/min foi a taxa que forneceu os melhores parâmetros cinéticos. Para leito fluidizado foi proposto um planejamento fatorial 23 para avaliar a influência das variáveis, temperatura, velocidade de fluidização e altura do leito fluidizado, tiveram no rendimento da fração liquida, gasosa e sólida. Os resultados mostraram que a temperatura foi a variável que mais influenciou o processo de pirólise em leito / Abstract: The aim of this work was to find out the kinetic parameters of unsatured polyester with fiberglass using thermogravimetric analysis, and to apply a fluidized bed like pyrolysis reactor. Firstly, it was selected a kinetic model most suitable to use with obtained data from thermogravimetric analysis. The results pointed the first order model like most suitable. It was performed a factorial analysis 22 in order to analyze the system. The experimental variables have varied simultaneously and systematically (heating rate and particle diameter). The responsevariables were used to evaluate the kinetic parameters. The experimental results of the factorial design showed that heating rate was the effect more significant and there were not interactions between the studied variables. The results showed that activity energy decreased when the heating rate increased and, it increased with increasing particle diameter. The heating rate of 10°C/min achieved the best kinetic parameters. Statistical method was applied to fluidized bed followed a 23 factorial design to evaluate the influence of variables: temperature, fluidized rate and height of fluidized bed. Response variables were yield of oil, yield of gas and, yield of solid. The results showed that temperature was the variable most significant for the pirolysis process at fluidized bed. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Na presente tese foram preparados poliésteres derivados de dois materiais renováveis o ácido 2,5-furanodicarboxílico (AFD) e a isoidida. Foram também preparados monômeros dihidroxílados para uso em poliesterificações e em reações com diisocianatos contendo um aduto de Diels-Alder (DA) formado pela reação de um grupo furano e uma maleimida (reação entre uma bismaleimida e o álcool furfurílico). Esses diois foram utilizados na preparação de poliésteres e poliuretanos termorreversíveis. A termorreversibilidade dos materiais preparados advém do fato de que os adutos de DA são termorreversíveis (rDA). Portanto, ao aquecer os poliésteres preparados com aduto-DA são originados monômeros difuncionais com grupos furano e/ou maleimida. O produto da rDA pode então ser repolimerizado, mas não via reações de poliesterificação ou isocianato/hidroxila, mas pelo acoplamento furano/maleimida (DA). Por fim uma nova rota para a obtenção de copolímeros aleatórios foi investigada. Essa rota consiste em provocar a rDA de uma mistura de dois homopolímeros distintos obtidos por polimerização em etapas contendo no interior de suas unidades repetitivas adutos de Diels-Alder e em seguida provocar a sua repolimerização via DA para dar origem a um copolímero aleatório. Os materiais foram caracterizados por suas estruturas químicas por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear de próton (RMN ¹H). Foram feitos ensaios de cromatografia de permeação de gel (GPC), onde notou-se uma massa média numérica e ponderal para os poliésteres obtidos a partir do AFD e também para o poliéster e poliuretano termorreversíveis de aproximadamente 1600 g.mol¹. Nos ensaios de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi obtido Tgs variados para os poliésteres obtidos a partir do AFD indo de 88 a 159ºC, de 80ºC para o poliuretano termorreversível e de 106ºC para o poliéster termorreversível. Para a análise termogravimétrica (TGA) foi observado temperaturas de degradação para os poliésteres obtidos a partir do AFD em torno de 280ºC. Para a análise térmica dinâmico-mecânicas (DMTA) obteve-se Tg\'s em 117, 123 e 120ºC para o poliéster, o poliuretano e o copolímero termorreversíveis. / In this thesis it was prepared polyesters of two renewable monomers, the 2.5-furandicarboxylic acid and isoidide. Dihydroxy monomers were also prepared for use in polysterification and in reactions with diisocyanates, both containing Diels-Alder adduct in the molecule formed by the reaction of a furan group and a maleimide (reaction between bismaleimide and furfuryl alcohol). These diols were used in the preparation of thermoreversible polyesters and polyurethanes. The thermoreversibility of these materials comes from the fact that the DA adducts are thermoreversible (rDA). Therefore, heating these polymers give rise to difunctional monomers with an adduct-DA with furan and/or maleimide functions. The product of the rDA may then be polymerized not via polysterification reactions or isocyanate/hydroxyl, but by furan/maleimide coupling (DA) restoring the DA adduct. Finaly a new route to obtain random copolymers was investigated. This route consists in the rDA of a mixture of two different homopolymers obtained by polymerization in stages containing adducts producing monomers with furan and maleimide functions that can be polymerization via DA reaction to give a random copolymer. The materials were characterized by their chemical structures by infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance of proton (¹H-NMR), gel permeation chromatography (GPC), experiments were made, where it was noticed a number and weight average mass for the polyesters obtained from the AFD and also for the thermoreversible polyester and polyurethane 1600 gmol¹. In differential scanning calorimetry tests (DSC) was obtained Tg\'s for various polyesters obtained from the AFD ranging from 88 to 159°C, 80°C for the thermoreversible polyurethane and 106°C for the thermoreversible polyester. For the thermogravimetric analysis (TGA) was observed degradation temperatures for the polyesters obtained from the AFD around 280°C. For dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) Tg was obtained in 117, 123 and 120°C for polyester, polyurethane and copolymer thermoreversible.

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_PatriciaMoreira_M.pdf: 6896931 bytes, checksum: 5232073eef8cc1a77c5e9d0b6b1d9ea2 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os plásticos derivadas do petróleo, embora ainda sejam amplamente empregados no setor de embalagens, por apresentarem propriedades industriais desejáveis e custo relativamente baixo, causam um imenso impacto ambiental, indesejável em tempos em que as políticas sustentáveis são tão priorizadas. Isso se deve ao fato dos mesmos não serem capazes de se degradar num período considerado satisfatório. Uma alternativa para esse problema e o desenvolvimento de blendas baseadas em polímeros biodegradáveis, como e o caso dos poliésteres biodegradáveis e do amido de mandioca, sendo este ultimo amplamente empregado nas formulações biodegradáveis pelo fato de ser uma matéria-prima de fonte renovável, barata e bastante abundante. No entanto, essas blendas apresentam como desvantagem a baixa miscibilidade, motivando a modificação química do amido de mandioca, através de uma reação de esterificacão. Empregou-se um planejamento experimental Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), para a realização das esterificacões e caracterizou-se o amido obtido com mais alto grau de substituição por meio das técnicas de FT-IR, DRX e RVA. Em seguida, preparou-se blendas a base de poliéster biodegradavel/amido (nativo ou modificado)/glicerol por termo-prensagem, a fim de se avaliar a miscibilidade dessas formulações. Através das caracterizações térmicas (DSC), notou-se que a blenda com o amido modificado apresentou entalpias de fusão e cristalização maiores que as apresentadas pela formulação com o amido nativo, o que foi decorrente do fato desta formulação ter apresentado uma cristalinidade maior que a verificada para a formulação com o amido nativo, a qual iria contribuir, posteriormente, para a resistência mecânica desta formulação. Com base nas caracterizações morfológicas (MEV), foi possível verificar que a formulação com o amido modificado apresentou uma melhor adesão interfacial com a matriz de poliéster, mas sua dispersão não foi homogênea. Por meio das caracterizações mecânicas (ensaios de Resistência a Tração), verificou-se que a blenda com o amido esterificado apresentou valores de tensão e alongamento na ruptura superiores aos da formulação a base do amido nativo. Finalmente, a formulação a base de poliéster/amido modificado/glicerol, em função de suas melhores propriedades mecânicas, foi submetida ao processamento em extrusora de sopro e caracterizada através das técnicas de Resistência a Tração e de MEV. Por meio dos ensaios de Resistência a Tração, ficou evidente que o material soprado apresentou valores de tensão na ruptura superiores aos do material prensado, uma vez que o processamento em extrusora de sopro favoreceu a cristalinidade da formulação. O material soprado também apresentou maiores valores de alongamento na ruptura, já que o processamento em extrusora de sopro também possibilitou uma melhor dispersão do amido modificado na matriz de poliéster, conforme verificado no ensaio de MEV. Assim, foi possível verificar que a formulação a base de poliéster/amido modificado/glicerol poderá ter aplicação tanto no setor de embalagens rígidas (ao ser processada por termo-prensagem), quanto no de embalagens flexíveis (ao ser processada em extrusora de sopro) / Abstract: Plastics derived from petroleum, although still widely used in the packaging sector, by producing desirable industrial properties and relatively low cost, causing a huge environmental impact, undesirable in times when the politics are sustainable as prioritized. This is because of them not being able to degrade over a period satisfactory. An alternative to this problem is the development of blends based on biodegradable polymers, as is the case of biodegradable polyesters and cassava starch, the latter being widely used in formulations biodegradable because it is a raw material source of renewable, cheap and quite abundant. However, these blends have the disadvantage of low solubility, motivating the chemical modification of cassava starch by an esterification reaction. We applied an experimental design Central Composite Rotatable Design (CCRD) for carrying out esterifications and characterized the starch obtained with the highest degree of substitution by the techniques of FT-IR, XRD and RVA. Then prepared blends based on biodegradable polyester / starch (native or modified) / glycerol by thermo-pressing, in order to evaluate the miscibility of these formulations. Through characterizations calorimetry (DSC), it was noted that the blend with the modified starch showed melting and crystallization enthalpies greater than those of the formulation with the native starch, which was due to the fact that this formulation have shown that a higher crystallinity verified for the formulation with the native starch, which would contribute eventually to the mechanical strength of this formulation. Based on morphological characterization (SEM), we observed that the formulation with the modified starch showed a better interfacial adhesion with the polyester matrix, but its spread was not homogeneous. Through mechanical characterization (Tensile tests), it was found that the blend with starch ester had values of tension and elongation at break higher than those of the base formulation of native starch. Finally, the formulation based on polyester / modified starch / glycerol, because of its better mechanical properties, was submitted for processing in extrusion blow molding and characterized by the techniques of Tensile Strength and SEM. Through tests of Tensile Strength, it became evident that the material blown showed values of tensile strength superior to the material pressed, since the processing in extrusion blow favored the crystallinity of the formulation. The material blown also showed higher elongation at break, since the processing in extrusion blow also enabled a better dispersion of modified starch in the polyester matrix, as seen in the trial of SEM. Thus, it was observed that the formulation based on polyester / modified starch / glycerol may have application in both the rigid packaging sector (to be processed by thermo-pressing), as in flexible packaging (to be processed in extrusion blow) / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T12:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Casado_ElianaBotaro_M.pdf: 2409345 bytes, checksum: 69ba14538db5564ee23b11f2906ff6e0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foram preparadas blendas com proteína de soja (SPI) e poliéster sintético, Ecoflex®, com a adição de óleo de soja como plastificante e anidrido maleico como compatibilizante, nas proporções 50/50/10/0; 50/50/10/2 e 75/25/10/1 respectivamente. Para a blenda 75/25/10/1 foram estudados três diferentes tipos de plastificante, isto é, o óleo de soja, o PEG 400 o e óleo de soja epoxidado, além do efeito da adição do compatilizante anidrido maleico. Estas blendas foram preparadas na extrusora balão, com rosca simples, e caracterizadas com várias técnicas; tais como, microscopia eletrônica de varredura (MEV) para estudo da morfologia; análise de grupos químicos por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR); tração versus deformação para avaliação das propriedades mecânicas; índice de fluidez, e obtenção dos parâmetros térmicos através das técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). A técnica de termogravimetria mostrou que a temperatura de processamento das blendas está abaixo da temperatura de degradação dos polímeros. A blenda composta de Ecoflex®, proteína de soja, óleo epoxidado atuando como plastificante e anidrido maleico, como compatibilizante, nas respectivas proporções 75/25/5/1 apresentou propriedades mecânicas similares ao polietileno de baixa densidade (PEBD). O estudo da biodegradabilidade do material foi feito seguindo-se a norma ASTM D 5988-03 para determinação da biodegradação aeróbica em solo, de materiais plásticos depois da compostagem. A taxa de biodegradação, medida pela conversão de C do material para CO2, praticamente dobrou, comprovando que a adição da proteína de soja no Ecoflex® se constitui numa excelente alternativa para acelerar a biodegradação de blendas do tipo aqui estudado, utilizando-se um composto também biodegradável. / Abstract: The objective of this work was the developing and characterization of a biodegradable blend, using a synthetic resin, produced by Germany's BASF (Ecoflex®) with soybean protein isolated (SPI) in the proportion of 75/25, which gave the best properties of morphology in previous studies. Three different types of plasticizers were tested, i.e soybean oil, PEG 400 and soybean oil epoxy derivative. It was also tested the compatibilizing effect of maleic anhydride in this system. This blend was prepared in a single screw extruder and characterized with various techniques, such as scanning electron microscopy (SEM) to study the morphology; infrared spectroscopy (FTIR) to analyze chemical groups; tensile strain versus elongation for evaluation of mechanical properties; differential scanning calorimetry (DSC) to observe thermal parameters, and thermogravimetry (TGA) to observe the thermal degradation profile. Despite the blends of Ecoflex®/SPI present poor mechanical properties, they showed to be very promising since they were similar to the well known Low Density Polyethylene, which can be modified or loaded with appropriate fillers and other additives to enhance its properties. Lastly, biodegradation tests in soil were developed to follow the mineralization of the samples during the incubation period. The rate of degradation of Ecoflex® in the samples, measured by the percentage of conversion of carbon into carbon dioxide, doubled with the addition of SPI, confirming this component as a good promoter of biodegradation. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química