Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T13:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho realizou-se um estudo sobre a influência da utilização de poliestireno de propósito geral (GPPS), encontrado principalmente em materiais descartáveis, como matéria-prima para a produção de poliestireno expansível (EPS), em reações de polimerização em suspensão do estireno. O objetivo principal é introduzir uma variável de fácil manipulação, a fração mássica de GPPS (em relação à massa da fase dispersa) na carga de reação, para o controle da distribuição de tamanho das partículas de EPS produzidas. Outra vantagem seria a maximização da produção em relação à quantidade de monômero utilizada, pois parte da massa reacional é substituída pelo GPPS. Os experimentos foram conduzidos de modo a verificar a influência da fração mássica de GPPS e da freqüência de agitação na distribuição de tamanhos das partículas de EPS. Também foi analisada a influência da sua concentração na curva de conversão de monômero. Os resultados experimentais demonstraram o bom desempenho da fração mássica de GPPS como variável de controle da distribuição de tamanho das partículas de EPS. À medida que a concentração de GPPS é acrescida ocorre o aumento do tamanho das partículas e o estreitamento da curva de distribuição. Em conjunto com a freqüência de agitação, esta variável pode ser utilizada para a obtenção de partículas em diferentes tamanhos e dispersões. Outra etapa do trabalho consistiu no desenvolvimento de uma estratégia para o controle de temperatura para a polimerização em suspensão, visando obter um polímero com as condições especificadas (peso molecular médio ponderal). Utilizou-se, para este fim, um controlador preditivo baseado em um modelo empírico do processo. Este modelo consiste em uma rede neural feedforward com três camadas, com treinamento off-line, realizado por um algoritmo de otimização utilizando a técnica de algoritmos genéticos em conjunto com mínimos quadrados. Ainda, de modo a considerar os desvios do processo ocorridos em relação ao modelo, uma técnica de atualização on-line dos pesos da rede foi implementada. A partir dos resultados experimentais foi possível observar que um bom desempenho para o sistema de controle proposto, tanto para a atuação como regulador quanto para servo, mantendo a temperatura no perfil desejado durante todo o período de reação, foi obtido. Com isso, um polímero com as propriedades especificadas e dentro de um estreito limite para sua qualidade foi obtido.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-26T16:46:39Z No. of bitstreams: 1 LaureniceMartinsPereira_TESE.pdf: 10456648 bytes, checksum: 7454ea7ba5e747709c01994cdde06d8b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-26T19:07:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LaureniceMartinsPereira_TESE.pdf: 10456648 bytes, checksum: 7454ea7ba5e747709c01994cdde06d8b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T19:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaureniceMartinsPereira_TESE.pdf: 10456648 bytes, checksum: 7454ea7ba5e747709c01994cdde06d8b (MD5) Previous issue date: 2018-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foi avaliado o efeito da adição de polímeros estirênicos: poliestireno (PS), copolímero estireno-acrilonitrila (SAN) e copolímero acrilonitrila-butadienoestireno (ABS), no comportamento mecânico das blendas poliméricas formadas com o poli(metacrilato de metila) (PMMA). As misturas foram preparadas em uma extrusora dupla rosca e, em seguida, os corpos de prova foram moldados por injeção. Os resultados da composição química do SAN e ABS mostraram que os percentuais de AN encontraram-se dentro da janela de miscibilidade para as misturas com o PMMA, isto é, de 25 e 21%, respectivamente. A análise termogravimétrica (TG) mostrou que os polímeros estirênicos apresentaram maior estabilidade térmica do que os polímeros acrílicos. Na reometria capilar, o PMMAe apresentou maior viscosidade dentre os polímeros puros estudados, devido à presença das partículas casca-núcleo (CSP) dispersas no PMMA. No índice de fluidez, a adição dos polímeros estirênicos nos dois tipos de PMMA usados aumentaram a fluidez do material, melhorando a processabilidade. Nas caracterizações mecânicas, observou-se que a adição de SAN melhorou a resistência à tração e módulo de elasticidade das blendas poliméricas, devido à presença da acrilonitrila. Nos resultados de alongamento na ruptura e resistência ao impacto, as blendas com PMMAe apresentaram melhores resultados e, dentre os polímeros estirênicos, o ABS teve um maior alongamento na ruptura. Na resistência ao impacto, as blendas com SAN e ABS apresentaram resultados próximos, mostrando indícios que a quantidade de butadieno presente nas blendas poliméricas foram insuficiente para tenacificar o PMMA. Na dureza Shore D, observou-se que a adição dos polímeros estirênicos nos polímeros acrílicos aumentou a dureza do material. A análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA) mostrou que as temperaturas de transição vítrea (Tg) dos polímeros se apresentaram próximas e às Tgs das blendas poliméricas formadas foram intermediárias as dos polímeros puros. Na temperatura de distorção térmica (HDT) e na temperatura de amolecimento Vicat observou-se que a adição dos polímeros estirênicos aos polímeros acrílicos aumentaram a resistência térmica dos materiais. De modo geral, a adição dos polímeros estirênicos nos dois tipos de PMMA, mostraram resultados mecânicos melhores ou próximos aos PMMAs. / In this work the effect of the addition of styrenic polymers: polystyrene (PS), styreneacrylonitrile copolymer (SAN) and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) on the mechanical behavior of the polymer blends formed with poly (methyl methacrylate) (PMMA). The blends were prepared in a twin screw extruder, and then the specimens were injection molded. The results of the chemical composition of the SAN and ABS showed that the percentages of AN were within the miscibility window for mixtures with the PMMA, i.e. 25 and 21%, respectively. The thermogravimetric analysis (TG) showed that styrene polymers showed higher thermal stability than acrylic polymers. In the capillary rheometry, the PMMAe presented higher viscosity among the pure polymers studied, due to the presence of shell-core particles (CSP) dispersed in PMMA. Increasing in fluidity was achieved when styrenic polymers were added to PMMA samples, resulting in improvements in processability. In the mechanical characterization, it was observed that the addition of SAN improved the tensile strength and modulus of elasticity of the polymer blends due to the presence of acrylonitrile. In the results of elongation at rupture and impact strength, blends with PMMAe presented better results and, among styrene polymers, ABS had a greater elongation at break. In the impact strength, blends with SAN and ABS presented close results, showing evidence that the amount of butadiene present in the polymer blends was insufficient to tenacify PMMA. The hardness testing (Shore D) showed improvements in hardness when styrenic polymers were added to acrylics. Dynamic mechanical analysis (DMTA) showed that the glass transition temperatures (Tg) of the polymers were close and the Tgs of the polymer blends formed were intermediate those of the pure polymers. At the heat distortion temperature (HDT) and the Vicat softening temperature it was observed that the addition of the styrenic polymers to the acrylic polymers increased the thermal resistance of the materials. In general, the addition of the styrene polymers in the two types of PMMA presented mechanical results better or near the PMMAs

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T13:06:39Z No. of bitstreams: 1 TeseAMCS.pdf: 12834976 bytes, checksum: f37e04e7bd14b94b91c24c7b3f48e5ff (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:46:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMCS.pdf: 12834976 bytes, checksum: f37e04e7bd14b94b91c24c7b3f48e5ff (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:46:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAMCS.pdf: 12834976 bytes, checksum: f37e04e7bd14b94b91c24c7b3f48e5ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:46:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAMCS.pdf: 12834976 bytes, checksum: f37e04e7bd14b94b91c24c7b3f48e5ff (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A novel slit-die flow cell is presented for the evaluation of extrusion thermo-mechanical history on the flow character of polymers. The rheo-optical concept is claimed once both flow-birefringence and rheological character of polystyrene are probed during the process. To accomplish this task, three pressure gauges are flush-mounted along the channel of the slit-die to determine the pressure drop of the flowing polymer. Moreover, borosilicate optical windows are adjusted into two different sites in-between the pressure transducers. Thus, one could assess the rheo-optical responses at two different entrance lengths. When studying polystyrene melt, the flow birefringence measurements showed different molecular orientation levels along the channel axial direction, being slightly lower in the second section next to the slit die outlet. The viscosity values measured in-process were lower at the second section of the slit-die. In addition, they were well below that calculated from rotational rheometry. By following the time-temperature superposition, the melt temperatures assessed in real time were found to be considerably higher than those chosen as the set points. This was ascribed to viscous dissipation generated mainly at the extrusion barrel boundaries. The real time assessment of polymer melt by the use of thermocouples agreed with estimated ones from reduced variables method. On the other hand, temperature increments were found to be a function of the mass flow. This is not taken into account on bench techniques due to isothermal flow assumption. Rheo-optical measurements carried out at both steady state and transient mass flow procedure showed that polystyrene behaves as a thermo-rheological material and, apparently, the stress optical rule holds for the processing conditions investigated given the independence of the flow-birefringence versus stress curve slopes with feed rate and temperature set-points. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma matriz de fenda instrumentada para avaliar a influência das condições termomecânicas do processo de extrusão dupla rosca no fluxo dos polímeros. A birrefringência de fluxo e as características reológicas do polímero são calculadas a partir dos dados obtidos no exato momento do processamento. Três transdutores de pressão foram montados ao longo do canal da matriz para permitir a determinação das quedas de pressão geradas pelo fluxo polimérico. Janelas ópticas de borossilicato foram ajustadas à matriz de fenda em dois sítios distintos. Ao se estudar o fluxo de poliestireno por birrefringência de fluxo foi possível verificar níveis de orientação distintos ao longo do canal, sendo maior para a primeira seção próxima a entrada da matriz. A caracterização reológica em tempo real sugere que as viscosidades nas duas seções analisadas são diferentes. Estas estavam bem abaixo dos valores experimentais obtidos por reometria rotacional. As estimativas de temperatura pelo princípio da superposição tempo-temperatura indicam que esta disparidade é função da liberação de energia interna na forma de calor gerada pelo histórico termomecânico no processo de extrusão, em função da dissipação viscosa. A medida da temperatura do fundido em tempo real pelo uso de termopares na região interna da matriz e em sua saída corroboram os dados estimados pelo método de redução de variáveis. No entanto, o aumento de temperatura é função da vazão mássica trabalhada, mostrando ainda mais característica térmica não uniforme do processo de extrusão. Os dados reo-ópticos obtidos no estado estacionário e no transiente de vazão mássica demonstram que o poliestireno usado é um material termoreologicamente simples e que, aparentemente, a regra do coeficiente de tensão óptica é válida nas condições trabalhadas, dado a independência da inclinação da curva de birrefringência de fluxo versus tensão na parede com a vazão e com a temperatura.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 capa.pdf: 39440 bytes, checksum: 40a46074f20783f451c07d41e8c69fb4 (MD5) Previous issue date: 2009-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work is to study the mechanical properties of the specimen that is made of polystyrene 158K and modeled by thermoplastic injection process. In order to chieve such a goal it was investigeted the variation of the effects in the manufecture process parameters, however it was also analyzed the effects of time and temperature from pos processing execution. This study is characterized by three stages. First, it was carried out a selection of the process parameters that affects the injected mass and consequently the mechanical properties, therefore, the parameters selected were: the injection time; the packing pressure and time. Afterwards, three points were interpreted: the relevance of such parameters over of the injected mass in the specimen; the maximum tensile strenght and elasticity modulus. The second stage, attempted to verify the applicability of the factorial statistic treatment, and the influency of the data range in the adopted to the statistic treatment over responses. Finally, the third stage was to verify the time and temperature effects over the values of the elasticity modulus and tensile strenght, in this case, the thermal treatment was below the temperature of the glass transition material. Conclusively, it was noticed that there is a linear correlation between the injection time and the percentage of the gain rate over the analyzed figures. Moreover, the higher percentage of gain rates occurred to the shortest injection time. However, the statistic treatment represented considerably well the process of the data range analyzed, therefore, this range must be chosen with caution, because in case the range is next to the process limit it could hide important phenomena. Regarding time/temperature effects, it was verified that the elasticity modulus is more sensitive than the tensile strenght both related to time effect and time/temperature effect. / Este trabalho tem como objetivo estudar as propriedades mecânicas de corpos de- prova fabricados em poliestireno cristal e moldados pelo processo de injeção de termoplásticos. Para atingir tal objetivo foram investigados os efeitos da variação dos parâmetros do processo de fabricação e foram analisados também a partir do pós-processamento, os efeitos do tempo e da temperatura. Três etapas caracterizam este trabalho. A primeira onde inicialmente se realizou uma seleção dos parâmetros do processo que afetam a massa injetada e conseqüentemente as propriedades mecânicas, sendo que, os parâmetros selecionados foram: o tempo de injeção, o tempo e a pressão de recalque. Posteriormente, fez-se a interpretação da relevância de tais parâmetros sobre a massa injetada no corpo-de-prova, da tensão máxima à ruptura e do módulo de elasticidade. A segunda etapa buscou verificar a aplicabilidade do tratamento estatístico fatorial, e qual a influência do tamanho da janela dos dados adotada para o tratamento estatístico sobre as variáveis respostas. E finalmente, a terceira etapa que visou verificar os efeitos do tempo e da temperatura sobre os valores do módulo de elasticidade e da tensão máxima à ruptura, sendo utilizada uma temperatura de tratamento térmico abaixo da temperatura de transição vítrea do material. Dentre as observações, notou-se que existe uma tendência linear entre os tempos de injeção e as faixas de ganhos percentuais possíveis das grandezas analisadas, sendo que, as maiores faixas de ganhos percentuais ocorrem para os menores tempos de injeção. Já o tratamento estatístico representou consideravelmente bem as janelas de processo estudadas, sendo que o tamanho da janela deve ser escolhido com cautela, pois pode ocultar fenômenos importantes caso a janela se encontre próxima aos limites de processo. Quanto ao efeito tempo/temperatura, verificou-se que o módulo de elasticidade é mais sensível do que a tensão máxima à ruptura tanto ao efeito tempo quanto ao efeito tempo/temperatura

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades mecânicas, térmicas, termo dinâmico-mecânicas e morfológicas de compósitos preparados com poliestireno expandido reciclado e pó de madeira. Compósitos com diferentes teores de agente compatibilizante e diferentes teores de pó de madeira foram desenvolvidos em extrusora dupla rosca co-rotante e moldados por injeção. Os resultados obtidos demonstram que o compatibilizante com maior quantidade de anidrido maleico, menor massa molar ponderal média e utilizado em quantidade igual a 2% em massa gerou compósitos com melhores propriedades mecânicas. A melhora na adesão interfacial também foi observada através da análise termo dinâmico-mecânica. Verificou-se aumento no módulo de armazenamento, redução na altura do pico de tan δ e também menor valor do fator de adesão, associado com a maior adesão na região da interface. Para os compósitos desenvolvidos com diferentes teores de pó de madeira a densidade obtida foi semelhante a densidade teórica indicando estar de acordo com a regra das misturas. A utilização de compatibilizante reduziu o teor de vazios dos compósitos. Os resultados obtidos nos ensaios de flexão demonstraram que o módulo de flexão aumenta com a quantidade de carga e também se aproxima do comportamento previsto pela regra das misturas, entretanto os compósitos sem compatibilizante apresentaram redução na resistência a flexão com o aumento do teor de pó de madeira. No ensaio de impacto observou-se redução da resistência ao impacto com a adição de carga, porém os compósitos com compatibilizante apresentaram resultados superiores aos compósitos sem compatibilizante para todos os teores de pó de madeira. Observou-se aumento no módulo de armazenamento, no módulo de perda e também na efetividade do reforço com a adição de pó de madeira. Ocorreu redução na largura e também na altura do pico de tan δ conforme a adição das partículas de madeira, contudo os compósitos com compatibilizante apresentaram redução mais acentuada devido à melhora na adesão interfacial. O modelo teórico para predizer o comportamento do módulo de armazenamento demonstrou proximidade com os valores experimentais para baixos teores de carga. Para tan δ o modelo teórico se mostrou inadequado. As micrografias dos compósitos sem compatibilizante indicaram arrancamento e a presença de vazios entre o pó de madeira e a matriz, entretanto os compósitos com compatibilizante demonstraram maior recobrimento das partículas de madeira pela matriz. A estabilidade térmica dos compósitos com compatibilizante foi reduzida para todos os teores de pó de madeira quando comparada aos compósitos sem compatibilizante. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-29T19:17:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Poletto.pdf: 13891003 bytes, checksum: 55e82e4ccfc0e75de63aa030fd38a84e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-29T19:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Poletto.pdf: 13891003 bytes, checksum: 55e82e4ccfc0e75de63aa030fd38a84e (MD5) / The present work aims to analyze the mechanical, thermal, dynamicalmechanical thermal properties and morphology of composites based on recycled polystyrene and wood flour. Composites with different types and levels of coupling agent and also with different levels of wood flour were developed in a co-rotating twin-screw extruder and injection molded. The results show that the coupling agent with higher amount of maleic anhydride, lower weight average molecular weight and used in to 2% by weight produced composites with better mechanical properties. The improvement in interfacial adhesion was also observed by dynamical-mechanical thermal analysis. An increase in the storage modulus, decrease in peak height and also lower value of adhesion factor, was observed due to the improved on interfacial adhesion. For the composites developed with different levels of wood flour density obtained was similar to theoretical density indicating that in accordance with the rule of mixtures. The use of coupling agent reduced the concentration of voids in the composites. The flexural modulus increases with the amount of wood flour and also approaches the behavior predicted by the rule of mixtures, however the composites without coupling agent showed reduction in flexural strength. The impact strength decreases with the addition of wood flour, but the composites with coupling agent showed better results than the composite without coupling agent for all levels of wood flour. There was an increase in the storage modulus, loss modulus and also the efficiency of filler with the addition of wood flour. There was a reduction in width and also in peak height of tan δ as the addition of wood particles, composite with coupling agent demonstrated greater reduction due to improved on interfacial adhesion. The theoretical model to predict the behavior of the storage modulus showed proximity with the experimental values for low levels of filler. Theoretical model for tan δ proved inadequate. The micrographs of composites without coupling agent indicated the presence of pulled-out traces and gaps between the wood flour and matrix, however the composites with coupling agent show the strong bonding and good wetting of the fillers by the matrix. The thermal stability of composites with coupling agent was reduced for all levels of wood flour when compared to composites without coupling agent.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In this work we present the synthesis and optic characterization of sulfonated polystyrene films (PSS) doped with ions of neodymium (Nd). The synthesis has a low cost and a simple route. The used dopant was the neodymium nitrate. The maximum incorporation of ions Nd3+ in the matrix, gotten in the synthesis of the films, was around 14.0 %. The absorption spectra in UV-Vis-NIR of the films of Nd-PSS had presented the characteristic bands for neodymium in aqueous solution. The FTIR spectra had presented a significant widening of the bands in relation to the sulfonated polystyrene spectrum. In this same spectrum occurs a great change in the form of line of the Nd-PSS film in the region below of 1400 cm-1 referring to the vibration of linking N-O. The films measured by Raman spectroscopy have presented the same intensity and localization of the peaks, independently of the region of incidence of the laser in the film. The analysis of these spectra demonstrates the overlapping of the bands: stretching of linking S-O, anti-symmetrical stretching of nitrate and the fold is of the plan of linking N-O. This fact proves the doping of the H-PSS and that the Nd07 film (contends the precursory neodymium solution 0.7 mol/L) is of higher concentration. The luminescence spectrum in UV-Vis region had shown that when the PSS polymer matrix is doped a blue shift is observed. The luminescence spectra excited in 458 nm (absorption band of the HPSS) and in 514 nm (absorption band of the Nd3+ ion) indicate, respectively, that it has an aiding of the emission around 520 nm (green) and of 610 nm (orange). The spectra of selective excitement show that it has an overlapping of the bands of excitement of the PSS with the Nd-PSS, when the wavelength of excitement varies of 400 until 500 nm. The bands of the Nd-PSS became wider and are more definite. The films of Nd- PSS present an intense emission in the infrared in 1076 nm (radiative transition 4F3/2®4I11/2). It was not observed dependence with the concentration in all spectra done. The factor of spectroscopic quality of the Nd11 film, gotten for the parameters of Judd-Ofelt, indicates that the domain of the transistion occurs in 4F3/2 ® 4I11/2 (1076 nm), proving with the results of the measures made in the photoluminescence in the infra-red. This confirms that the Nd11 film is an excellent candidate to be used in optic devices. / Nesse trabalho apresentamos a síntese e caracterização óptica de filmes de poliestireno sulfonado (PSS) dopados com íons de neodímio (Nd), utilizando uma rota sintética simples e de baixo custo. O dopante utilizado foi o nitrato de neodímio. A incorporação máxima de íons Nd3+ na matriz, obtida na síntese dos filmes, ficou em torno de 14,0 %. Os espectros de absorção no UV-Vis-NIR dos filmes de Nd-PSS apresentaram as bandas características para o neodímio em solução aquosa. Os espectros de FTIR apresentaram um alargamento significativo das bandas em relação ao espectro de poliestireno sulfonado. Nesse mesmo espectro ocorre uma grande mudança na forma de linha do filme Nd-PSS na região abaixo de 1400 cm-1 referente à vibração da ligação N-O. Os filmes medidos por espectroscopia Raman apresentaram a mesma intensidade e localização dos picos, independentemente da região de incidência do laser na amostra. A análise desses espectros demonstra a superposição das bandas de: estiramento da ligação S-O, estiramento assimétrico do nitrato e a dobra fora do plano da ligação N-O. Esse fato comprova a dopagem do H-PSS e que o filme Nd07 (contendo a solução precursora de neodímio 0,7 mol/L) é o mais concentrado. Os espectros de luminescência no UV-Vis mostraram que quando se dopa a matriz polimérica PSS ocorre um deslocamento para o azul. Os espectros de luminescência com excitações em 458 nm (banda de absorção do H-PSS) e em 514 nm (banda de absorção do íon Nd3+) indicam que há um favorecimento da emissão em torno de 520 nm (verde) e de 610 nm (alaranjado), respectivamente. Os espectros de excitação seletiva mostram que há uma superposição das bandas de excitação do PSS com o Nd-PSS, quando o comprimento de onda de excitação varia de 400 até 500 nm. Acima de 500 nm, as bandas do Nd-PSS se alargam e ficam mais definidas. Os filmes de Nd-PSS apresentam uma intensa emissão no infravermelho em 1076 nm (transição radiativa 4F3/2®4I11/2). Não foi observada nenhuma dependência com a concentração em todos os espectros realizados. O fator de qualidade espectroscópica do filme Nd11, obtido pelos parâmetros de Judd-Ofelt, indica que ocorre o domínio da transição 4F3/2 ® 4I11/2 em 1076 nm, corroborando com os resultados das medidas feitas via fotoluminescência e infravermelho. Isso confirma que o filme Nd11 é um ótimo candidato para ser usado em dispositivos ópticos. / Mestre em Física

No contexto em que vivemos é crescente a necessidade de reciclar materiais, principalmente, devido a questões que envolvam a redução dos impactos ambientais, como, por exemplo, a reciclagem de materiais para fabricação de produtos tecnológicos. Equipamentos eletroeletrônicos possuem grande potencial para reciclagem e são descartados diariamente. A degradação por foto-oxidação é um fator que pode influenciar nas propriedades dos polímeros que compõe um equipamento eletroeletrônico, e em sua reciclagem, mesmo em ambientes internos, pois o UVA tem capacidade de transpor janelas de vidro. Este estudo analisou alguns aspectos da foto-oxidação do poliestireno de alto impacto (PS-HI) reciclado de carcaças de impressoras, exposto à radiação UVA com base nas normas de envelhecimento ASTM G24 e G154. Amostras de PS-HI virgem e reciclado foram injetadas e expostas ao envelhecimento acelerado em laboratório por meio de grades, com a exposição total das amostras, e em máscara, com o direcionamento da radiação UVA em ponto determinado das amostras. As consequências da foto-oxidação nas propriedades das amostras foram caracterizadas por: Colorimetria, Espectroscopia de Infravermelho, Microscopia Eletrônica de Varredura e Análise Térmica Dinâmico Mecânico, com o objetivo de avaliar a degradação foto-oxidativa do poliestireno de alto impacto reciclado e caracterizar e as diferenças entre a exposição total e direcionada. Os resultados apontaram que as amostras recicladas expostas a radiação UVA não apresentaram mudanças consideráveis em relação as suas propriedades ou processabilidade quando comparado com o material virgem, pois a foto-oxidação ficou concentrada na superfície das amostras. / In today’s context it is increasingly necessary to recycle materials, such as the ones used in the manufacturing of technological products, mainly due to issues involving the reduction of environmental impact. Electronic devices are discarded daily and they have a great potential for recycling. Degradation by photo-oxidation is a factor that can influence the properties and the recycling of polymers that make up pieces of electronic equipment. This factor exists even indoors, because UVA is able to travel across glass windows. This study analyzes some aspects of the photo-oxidation of high impact polystyrene (HIPS) recycled from printer carcasses that were exposed to UVA under the ASTM G24 and G154 aging standards. Virgin and recycled HIPS samples were injected and exposed to an accelerated aging process in the laboratory through the use of pallets, with the total exposure of the samples, and masks with the targeted UVA exposure at certain points of the samples. The consequences of the photo-oxidation on the properties of the samples were characterized by: colorimetry, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and Dynamic Mechanical Thermal Analysis with the objectives of evaluating the degradation of recycled HIPS caused by photo-oxidation and characterizing the differences between pallet and mask exposure. The results showed that when compared to the virgin material, the recycled samples that were exposed to UVA radiation did not undergo significant changes regarding the properties and processability because the photo-oxidation effect remained focused on the areas near the surface of the samples.

A sinterização a laser (SL), uma das tecnologias de manufatura aditiva (MA), se mostra de grande interesse devido a uma série de características, mas, principalmente, devido a sua capacidade de processar uma ampla gama de materiais em pó, a qual amplia possibilidades de pesquisa e desenvolvimento no campo do Design. Neste trabalho, sob o prisma da MA, tem-se por objetivo realizar a sinterização a laser em um equipamento de gravação e corte a laser convencional, sem pré-aquecimento do material. No desenvolvimento do estudo, foi utilizado um equipamento galvanométrico a laser para a realização de experimentos de sinterização de poliestireno em pó (PS 200). Os ensaios de caracterização desse material polimérico amorfo, constataram o diâmetro médio dos grãos de 54,3 μm em formato irregular. Para viabilizar o processo proposto, investigaram-se os parâmetros de processo para a SL, valendo-se de um dispositivo de controle da altura da mesa de trabalho. A melhor amostra (geometria circular) foi construída com potência 20 W, velocidade de varredura de 200 m/min e distância entre linhas de varredura do feixe laser de 0,1 mm. Esse último parâmetro, é relacionado ao diâmetro do foco do feixe laser, o qual foi estimado pelos ensaios em 0,3 mm. Com isso, foi calculada a densidade de energia transferida para o material, conhecida como Número de Andrew (An), em 0,06 J/mm² Análises visuais, macroscópicas e microscópicas, antes e depois da sinterização de uma camada (2D) e de camadas empilhadas (3D), além de sua digitalização tridimensional, foram realizadas. As amostras apresentaram deformação no plano x-y (elipticidade), no eixo z (empenamento) e grande porosidade. Nos ensaios de empilhamento de camadas foi determinada, para os parâmetros utilizados, a espessura de camada de 0,15 mm. Posteriormente, foi construído um modelo 3D com 100 camadas, o qual apresentou um acabamento liso na maior parte de sua lateral, porém, foram observadas estrias verticais ao longo da sua altura, as quais foram consideradas como característica do processo (devido à inércia dos espelhos galvanométricos). Por fim, esses parâmetros foram validados em um ensaio valendo-se de uma forma orgânica (face humana) em escala 1:4. O fator crítico foi o empenamento, o qual prejudica a distribuição de novas camadas de pó, mas pôde ser contornado com espessuras de camada de alturas superiores a esse empenamento. Assim, considera-se que para a viabilização prática do processo de sinterização proposto, em equipamentos de corte e gravação a laser convencionais, torna-se importante o desenvolvimento de um dispositivo de distribuição de pó automatizado, o qual permitiria a construção de modelos 3D de maior tamanho e complexidade. / Laser sintering (SL), one of the additive manufacturing (MA) technologies, is of great interest due to a number of characteristics, but mainly due to its ability to process a wide range of powder materials, which offers possibilities for research and development in the Design’s field. In this work, under the prism of the MA, the goal is to perform laser sintering in a conventional laser engraving and cutting equipment, without preheating the material. In the development of the study, a galvanometric laser equipment was used to perform powder polystyrene (PS 200) sintering experiments. The characterization tests of this amorphous polymer material showed the average grain diameter of 54.3 μm in irregular shape. In order to make the proposed process feasible, the process parameters for the SL were investigated, using a device to control the height of the workbench. The best sample (circular geometry) was built with 20 W power, laser scan speed of 200 m/min and distance between scanned lines of 0.1 mm. This last parameter is related to the diameter of the laser beam waist, which was estimated by the tests in 0.3 mm Thus, the energy density transferred to the material, known as Andrew's Number (An), was calculated at 0.06 J/mm². Macroscopic and microscopic visual analysis, before and after the sintering of a two-dimensional layer (2D) and of stacked layers (3D), in addition to its 3D scanning, were performed. The samples displayed deformation in the x-y plane (ellipticity), at the z-axis (warpage) and high porosity. In the layer stacking tests, the layer thickness of 0.15 mm was determined for the parameters used. Next, a 3D model with 100 layers was sintered, which presented a smooth finish in most of its lateral, however, vertical streaks were observed along its height, which were considered as characteristic of the process (due to the inertia of the galvanometric mirrors). Finally, these parameters were validated in an assay using an organic form (human face) in a 1: 4 scale. The critical factor was the warpage, which impairs the distribution of new layers of powder, but could be worked around with layer thicknesses of heights higher than this warpage. Thus, it is considered that for the practical feasibility of the proposed sintering process in conventional laser cutting and engraving machine, it is important to develop an automated powder distribution device, which would allow the construction of greater size and complexity 3D models.

O uso intensivo de petróleo tem sido matéria de discussões constantes por diferentes setores da sociedade, seja pela possibilidade de seu esgotamento ou pelos potenciais danos ambientais por ele ocasionados. Assim, com o intuito de minimizar os impactos gerados na produção de bens de consumo fundamentalmente constituídos por recursos fósseis, a indústria petroquímica se mobilizou no desenvolvimento de novas tecnologias. No que tange a produção de derivados poliméricos, a principal estratégia adotada nesse sentido está associada à substituição de petróleo por insumos manufaturados a partir de fontes renováveis. Esta solução visa tanto reduzir a extração dos recursos fósseis, quanto amenizar as emissões de gases efeito estufa. Entretanto, poucos são os estudos que avaliam os reais efeitos decorrentes desta medida, quantificando os impactos, positivos e negativos, ocasionados ao meio ambiente e ao homem. Diante deste fato, o presente trabalho tem por finalidade investigar os efeitos ambientais da substituição de eteno de origem fóssil por sucedâneo obtido via desidratação de etanol de cana-de-açúcar, no processo produtivo do poliestireno. O atendimento de tal objetivo foi alcançado a partir da aplicação da técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), cuja visão sistêmica permite analisar a influência da troca de matérias- primas para a produção de uma tonelada de poliestireno cristal (GPPS) e uma tonelada de poliestireno de alto impacto (HIPS), respectivamente. A abordagem possui uma abrangência do berço-ao-portão da fábrica e faz uso do método de avaliação ReCiPe (H) Midpoint, versão 1.07. Considerando treze categorias de impacto, os resultados dos perfis de desempenho do GPPS e HIPS parcialmente renováveis apresentaram-se pior em: mudanças climáticas; acidificação terrestre; eutrofização; toxicidade humana; formação de oxidantes fotoquímicos e material particulado; ecotoxicidade terrestre e aquática; uso de solo agricultável e depleção de água; em resposta às atividades agrícolas para a produção de cana-de-açúcar. Por outro lado, os maiores consumos de gás natural e petróleo requeridos para a manufatura de eteno no sistema de produto do GPPS e HIPS fósseis, contribuíram para impactos relativamente superiores nas categorias de depleção de ozônio, transformação de solo natural e depleção de recursos fósseis. / The intensive use of oil has been a subject of constant discussion among different sectors of society, due to the fossil depletion and potential environmental damage caused by it. Therefore, in order to minimize impacts on the production of consumer goods made from fossil resources, the petrochemical industry has been developing new technologies. Regarding the production of polymer derivatives, the key strategy was to replace fossil assets by raw materials obtained from renewable resources, for the purpose of slowing down the extraction of crude oil, as well as balancing atmospheric emission of greenhouse gases. However, there are only few studies assessing the actual results of this solution, quantifying its positive and negative environmental impacts. Considering this scenario, this study aims to investigate the environmental effects associated to the replacement of ethylene produced from natural gas by ethylene obtained by sugarcane ethanol dehydration in the production of polystyrene. This study used the Life Cycle Assessment (LCA) methodology, which systemic view allows to analyze the influence of this substitution during the production of one ton of crystal polystyrene (GPPS) and one ton of high impact polystyrene (HIPS). The system boundary comprises a \"cradle-to-gate\" approach and uses ReCiPe Midpoint (H) V1.07 method to analyze thirteen environmental impacts. Both GPPS and HIPS partially made from renewable resource presented unfavorable results in ten impacts categories: climate change, terrestrial acidification, eutrophication, human toxicity, photochemical oxidants formation, particulate matter formation, terrestrial and freshwater Ecotoxicity, agricultural land occupation and water depletion. This scenario can be assigned to sugarcane production activities. On the other hand, the higher consumption of natural gas and crude oil required for the manufacture of ethylene in the fossil GPPS and HIPS system boundary contributed to greater impacts in the categories of ozone depletion, natural land transformation and fossil depletion.

Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duplat_DanielNascimento_M.pdf: 6130170 bytes, checksum: a8ec6733cbf973341a611dbeb5f31f55 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho trata do desenvolvimento teórico e computacional de um arranjo de antenas de grande comprimento elétrico com grande aplicabilidade em radares e sistemas de sensoriamento que utilizam distribuições de potência específicas. São abordados a síntese do padrão de radiação do arranjo, a escolha do número de antenas e o desenvolvimento da rede de alimentação do sistema. De maneira geral, o projeto pode ser dividido em duas partes: cálculo dos parâmetros do arranjo de antenas e desenvolvimento do sistema de alimentação do arranjo. Na primeira parte, a partir da escolha de um diagrama de radiação específico, determina-se o número de antenas e a amplitude e fase de campo eletromagnético que cada antena do arranjo deve receber a fim de gerar o diagrama de radiação necessário. Para tal, adota-se uma distribuição de amplitudes do tipo Hamming adaptada às especificações do projeto e uma distribuição de fase uniforme. Na segunda parte, desenvolve-se um sistema de alimentação para o arranjo de antenas que possibilita a distribuição da energia obedecendo à distribuição de amplitude e fase do campo determinada na fase anterior. O sistema proposto utiliza tecnologia de linhas de fita montada num substrato de poliestireno expandido, que agrega não somente baixas perdas ao sistema de distribuição, mas também baixos custo e peso. É possível verificar, portanto, que o desenvolvimento de um arranjo de antenas com comprimento elétrico muito maior do que o comprimento de onda de operação é um projeto que agrega conhecimentos não somente de antenas e suas características, mas também o conhecimento de arranjos de antenas e ponderação de amplitudes, bem como seus efeitos no diagrama de radiação do arranjo. Contudo, o desenvolvimento deste sistema implica na utilização de sistemas de guiamento eletromagnético que possibilitem a transmissão de energia agregando baixo custo, baixas perdas, e alta eficiência. / Abstract: This work deals with theoretical and computational development of an antenna array of large electrical length with wide application in radar and sensing systems using specific power distribution. The project describes the process from the synthesis of radiation pattern, the choice of the number of antennas and the development of the power supply system. Overall, the project can be divided into two parts: calculation of parameters of the antenna array and development of the power system. In the first part, the number of antennas and the amplitude and phase of the electromagnetic field that each antenna needs are calculated to generate the required radiation pattern. To this end, we adopt a distribution of amplitudes of Hamming type (Hamming weighting) adapted to the project specifications and a uniform phase distribution. In the second part, the power system to the antenna array is developed. This supply system enables the distribution of energy obeying the distribution of amplitude and phase of the field specified in the previous part. The proposed system uses striplines mounted on a substrate of expanded polystyrene, which combines low-losses, low-cost and lightweight. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica