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

Orientador: Alberto Cliquet Jr / O anexo B desta tese não foi digitalizado devido ao seu tamanho, a consula só poderá ser feita através da versão impressa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-18T10:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MarcelodeCarvalho_M.pdf: 4634249 bytes, checksum: 68bed9467d76103ff1544a6baee30d67 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Objetivando o desenvolvimento de um processamento para o Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM) foi projetada, construída e testada a infra-estrutura básica, que possibilite processar o polímero em diferentes condições e ensaiá-Io a desgaste em condições que simulem uma articulação do tipo sinovial. Para o processamento foi construída uma prensa pneumática que possibilita variação das pressões de compactação e um sistema de aquecimento com controle de temperatura. Para os ensaios de desgate foi construído um dispositivo tipo TRI-PIN-ON-DISC. O equipamento permite a realização de ensaios a seco ou em presença de fluido lubrificante, sendo a medida de desgaste efetuada pela perda em peso dos corpos de prova Foi, ainda, realizada a caracterização de polimeros nascentes de duas origens; nacional e alemã. Três aspectos foram estudados:determinação do tamanho médio de partículas, morfologia e topografia das partículas e comportamento térmico / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

El presente trabajo de investigación se basó en la interpretación del proceso productivo de extrusión de bobinas de polietileno en la empresa Polybags Perú S. R. L. la cual presenta problemas de baja productividad. El proceso productivo analizado, no cuenta con un método estandarizado de trabajo, por ello se realiza un análisis situacional, diagnosticando los indicadores de productividad que permitan medir el proceso productivo. Para ello, después de analizar etapa por etapa el proceso productivo, se logró registrar los tiempos promedios de ejecución de cada una de ellas, ésta información refleja que el cuello de botella se presenta en el área de extrusión de bobinas, los cuales han ocasionado que la empresa deje de percibir S/. 1 666 867,02 soles, en un periodo de 12 meses. Al lograr identificar el problema, se desarrolló la propuesta de mejora usando herramientas aplicadas como métodos de distribución de planta y estandarización de tiempos, las cuales permitieron comparar los indicadores de productividad actuales y el propuesto para la empresa, optimizando la producción, pasando de producir 32 a 38 bobinas por día; con ello se logró aumentar la productividad en un 32,70 %. Este aumento de productividad representa S/. 1 078 725, la cual se recuperará en el año N° 2. El análisis costo – beneficio tuvo un VAN de S/. 1 101 470,00, una tasa interna de retorno del 23,71% y un costo beneficio de S/. 1,01, en un periodo de recuperación de la inversión de 3 años.

El polietileno de baja densidad (LDPE) es un polímero commodity que posee características moleculares que le confieren una gran variedad de usos, entre los cuales se encuentran envoltorios para productos alimenticios, bolsas plásticas, juguetes, descartables (como vasos o botellas), películas para uso agrícola, films para embalaje, aislación para cables e implantes quirúrgicos. Como sucede con la mayoría de los polímeros, la estructura molecular, y por lo tanto las propiedades de uso final del material, están fuertemente determinadas por las condiciones del proceso de síntesis. Es por eso que resulta de vital interés para el sector productivo industrial contar con herramientas teóricas que permitan relacionar las propiedades de uso final del polímero, ya sean reológicas, químicas o mecánicas, con sus propiedades moleculares, y, a su vez, estas últimas con las condiciones de operación y diseño del reactor de polimerización. Estas herramientas son de gran utilidad para diseñar y optimizar la producción de distintos grados de LDPE con propiedades de uso final adecuadas para diferentes aplicaciones. En este contexto, el objetivo de esta tesis consistió en extender el estado de avance de los modelos matemáticos de producción de LDPE a alta presión en reactores tubulares, desarrollados en el grupo de polímeros en PLAPIQUI. Para ello, primeramente, se amplió la capacidad predictiva de los modelos existentes adicionando el cálculo de las distribuciones conjuntas de pesos moleculares-ramas largas (MWD-LCBD) y pesos moleculares-ramas cortas (MWD-SCBD), así como también de propiedades importantes relacionadas con las ramificaciones, como la distribución de densidad de ramificaciones expresada como el número de ramas largas cada 1000 carbonos (LCB/1000C) y el índice de ramificación (g). Como herramienta de modelado de las distribuciones se utilizó la técnica de las funciones generadoras de probabilidad (pgf) 2D, una técnica de modelado determinística ampliamente probada y aplicada por el grupo de investigación. De esta forma, se obtuvo un modelo que permite el estudio seguro y económico de la influencia de las diversas variables operativas y de diseño sobre las características moleculares del producto. Adicionalmente, se incorporó al modelo del reactor tubular el cálculo de propiedades reológicas del LDPE. En primer lugar, se aplicaron dos modelos reológicos disponibles en la literatura para la predicción de la curva de viscosidad de corte, también llamada curva de flujo (𝜂(𝛾)), del módulo elástico (𝐺´) y del módulo viscoso (𝐺´´) del polímero. El primero de estos modelos se basa en teorías moleculares y el segundo en observaciones empíricas. Ambos usan como datos de entrada información de la MWD-LCBD. La comparación de los dos modelos reológicos muestra que el modelo empírico logra una mejor predicción de las curvas experimentales de 𝜂(𝛾) de diversas muestras de LDPE. Así fue posible evaluar el efecto de diversas condiciones operativas sobre el comportamiento reológico del material. Finalmente, se incorporó al modelo del reactor tubular el cálculo del índice de fluencia (MI), un parámetro muy utilizado en la industria como indicador de calidad del polímero. Para ello se aplicó un modelo matemático que describe el flujo del polímero fundido dentro del medidor de MI. El modelo matemático integrado desarrollado en esta tesis ha mostrado ser una herramienta valiosa para ampliar el conocimiento del proceso industrial de producción de LDPE en reactores tubulares de alta presión. Particularmente, presenta el potencial para utilizarse no solo para diseñar y optimizar este proceso industrial sino también para desarrollar polímeros con propiedades de uso final específicas y realizar controles de calidad rigurosos sobre los polímeros que ya se encuentran en producción / Low-density polyethylene (LDPE) is a commodity polymer characterized by having molecular characteristics that makes it suitable for a wide variety of uses, including are food packaging, plastic bags, toys, disposable products (such as glasses or bottles), films for agricultural use, packaging films, insulation for cables and surgical implants, among others. Like all polymers, the molecular structure, and therefore the end-use properties of the material, are strongly determined by the synthesis conditions. For that reason, it is of vital interest for industrial producersto have theoretical tools capable of correlating the end-use properties of the polymer rheological, chemical or mechanical with their molecular properties and, in turn, with the operating and design conditions of the polymerization reactor. These tools would help designing and optimizing the production of different grades of the polymer with tailor-made end-use properties adequate for specific applications. In this context, the objective of this thesis was to extend the mathematical models of the high-pressure LDPE production in tubular reactors developed in the polymer group at PLAPIQUI. To achieve this, the predictive capabilities of the existing mathematical models were improved by adding the prediction of the bivariate molecular weight-long chain branching distribution (MWD-LCBD) and molecular weight-short chain branching distribution (MWD-SCBD), as well as some important properties related to the presence of long-chain branches, such as the branching density distribution expressed as the number of long-chain branches every 1000 carbon atoms (LCB/1000C) and the branching index (g). The 2D probability generating function technique (pgf 2D), a deterministic modeling technique widely tested and applied by the research group, was applied to obtain the bivariate distributions. In this way, a model that allows the safe and affordable study of the various operational and design variables on the molecular characteristics of the product was obtained. Additionally, the predictive capability of this model was extended to incorporate the prediction of rheological and end-use properties of LDPE. Firstly, two rheological models available in the literature were applied for the prediction of the shear viscosity curve, also called the flow curve (𝜂(𝛾)), the storage modulus (𝐺′) and the loss modulus (𝐺′′) of the polymer. The first of these models is based on molecular theories and the second on empirical observations. Both of them use the information of the bivariate MWD-LCBD as input data. The comparison of the two rheological models shows that the empirical one achieves a better prediction of the experimental curves of 𝜂(𝛾) corresponding to several LDPE samples. Thus, it was possible to assess the effect of various operating conditions on LDPE rheological behavior. Finally, the calculation of the melt index (MI), an important industrial parameter used as a polymer quality indicator, was incorporated. A mathematical model was applied to describe the flow of molten polymer within the MI rheometer. The integrated mathematical model developed in this thesis has proved to be a valuable tool for expanding knowledge of the industrial process of LDPE production in high pressure tubular reactors. In particular, it has the potential to be used not only to design and optimize this industrial process but also to develop polymers with specific end-use properties and perform rigorous quality control on polymers during production

O trabalho propõe procedimentos para a avaliação da degradação mecânica de reservatórios de polietileno para água potável expostos às intempéries nas edificações brasileiras. Tais procedimentos envolvem a comparação das propriedades mecânicas antes e após a exposição acelerada de corpos de prova retirados de reservatórios de polietileno em equipamento Weather-OMeter (WOM). Demonstra-se que esses procedimentos reproduzem a degradação provocada pela natureza, por comparação dos resultados obtidos na exposição acelerada até 10 800 horas em WOM com três anos de exposição natural em Piracicaba (SP). / O trabalho propõe procedimentos para a avaliação da degradação mecânica de reservatórios de polietileno para água potável expostos às intempéries nas edificações brasileiras. Tais procedimentos envolvem a comparação das propriedades mecânicas antes e após a exposição acelerada de corpos de prova retirados de reservatórios de polietileno em equipamento Weather-OMeter (WOM). Demonstra-se que esses procedimentos reproduzem a degradação provocada pela natureza, por comparação dos resultados obtidos na exposição acelerada até 10 800 horas em WOM com três anos de exposição natural em Piracicaba (SP).

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-28T13:15:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-28T14:15:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-28T14:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstudoReaproveitamentoFilmes.pdf: 2707232 bytes, checksum: efb49a059d912dc993191c6a69fe5162 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Filmes de polietileno (PE) são comumente utilizados em embalagens de produtos pequenos, tais como embalagem para câmeras digitais, filmadoras, garrafas de vinhos, instrumentos médicos, etc. em função de propriedades importantes como resistência mecânica (vibração, queda, etc.), térmica (temperatura, umidade, pressão) aliada à facilidade de processamento e um custo compatível. Na embalagem de eletroeletrônicos, são utilizados filmes de PE de baixa densidade, dependendo do produto a ser embalado. Assim, neste trabalho, foram avaliados filmes de polietilenos de baixa densidade utilizados para embalar painéis display na linha de produção, constituídos de mesmo polímero, com a substituição das embalagens de poliestireno expandido (EPS) pelo filme de polietileno com colchão de ar inflado e com alterações das espessuras dos filmes foram submetidos ao processo de fusão de duas camadas para formações de colchões de ar, sob determinadas condições de temperatura e pressão, cuja expansão dos filmes resultou em significativas alterações de propriedades físicas, mecânicas. Os filmes foram caracterizados antes e após a sua soldagem para confecções dos colchões de ar, no formato de colunas de ar que podem ser moldadas em embalagens para produtos eletroeletrônicos. Foi observado que de acordo com a mudança do tipo de material que constituem os filmes de polietilenos, ou seja, quanto mais resistente ao teste de compressão, maior é o grau de absorção de impacto dessa matéria-prima quando inflado na forma de colchão de ar, isso significa uma excelente performance para resistir ao peso de um produto durante os teste mecânicos, tais como: teste de queda, teste de vibração, teste de temperatura e umidade. Os estudos mostram que podemos estudar e realizar teste com filmes de alta resistência e que sejam descartados nas fábricas e reprocessados para fabricação de calços infláveis para serem utilizados em diversos produtos. O reaproveitamento dessas matérias-primas ajuda a diminui o índice de resíduos descartados no meio ambiente. / Films of polyethylene (PE) are commonly used in packaging of small products such as packaging for digital cameras, camcorders, wine bottles, medical instruments, etc... as a function of important properties such as mechanical strength (vibration, drop, etc..) thermal (temperature, humidity, pressure) with the ease of processing and a cost. In electronics packaging, are used PE films of low density, depending on the product being package. In this work, films were evaluated as lowdensity polyethylene used for packing display panels on the production line, consisting of a single polymer, replacing the packaging of expanded polystyrene (EPS) by a polyethylene cushion with air mattress inflated with changes in the thickness of the films were subjected to the fusion of two layers of training for air mattresses, under certain conditions of temperature and pressure, where expansion of the films resulted in significant changes in physical, mechanical. The films were characterized before and after welding for clothing of air mattresses in the format of columns of air that can be molded into packaging for consumer electronics. It was observed that change according to the type of material making up the films of polyethylene, that is, the more resistant to compression test, the greater the degree of impact absorption when this raw material in the form of inflated air mattress this means an excellent performance to bear the weight of a product during the mechanical test, such as drop test, vibration test, test temperature and humidity. Studies show that we can study and test films with high strength and are discarded and reprocessed in the factories for the manufacture of inflatable cushions to be used in various products. The reuse of these raw materials helps to reduce the rate of waste disposed in the environment.

O uso de polietileno pós-consumo (p-PE) em espumas de polietileno de baixa densidade (LDPE) que utilizam como agente expansor azodicarbonamida (ACA) é assunto deste trabalho. Os polímeros utilizados foram caracterizados, e o p-PE é constituído por uma mistura de LDPE e polietileno de alta densidade (HDPE). Para a preparação das formulações das espumas foram avaliados o desempenho do misturador tipo Drais e do misturador de rolos. Foram testadas formulações de espumas sem agente reticulante e com agente reticulante (peróxido de dicumila). O misturador de rolos mostrou-se mais eficiente para a preparação de espumas por permitir melhor controle de temperatura e por eliminar etapas intermediárias de processo. As espumas que não utilizam agente reticulante apresentaram colapso das células e menores níveis de expansão. Foram analisados os efeitos da incorporação de diferentes teores de p-PE sobre a morfologia e propriedades mecânicas das espumas de LDPE com 0,5% (em massa) de agente reticulante. As composições de espumas de LDPE/p-PE (em massa) testadas foram: 100/0, 85/15, 70/30, 60/40, 50/50 e 30/70. As micrografias (MEV) das espumas tratadas com software de imagem permitiram verificar forma, distribuição de tamanho e área das células. O p-PE apresenta maior viscosidade em relação ao LDPE virgem, ocorrendo aumento na quantidade de células menores à medida que se incrementa o teor de p-PE na mistura. As espumas obtidas apresentaram elevado grau de heterogeneidade das células em função do baixo teor de agente reticulante utilizado (0,5% em massa), da diferença de viscosidade entre os polietilenos utilizados e pelo fato de o p-PE conter diferente tipo de polietileno em relação ao material virgem. As propriedades mecânicas das espumas com incorporação de p-PE são superiores em relação à espuma confeccionada com LDPE virgem pelo fato de o p-PE conter HDPE, que é um material mais rígido em relação ao LDPE. É possível verificar que existe uma relação entre a matriz polimérica utilizada na espuma e as propriedades do material expandido. O uso de material reciclado em espumas é uma alternativa para reciclagem de polímeros, possibilitando obter espumas com propriedades interessantes do ponto de vista tecnológico e mercadológico, considerando a aplicação em embalagens de proteção de produtos frágeis. O acréscimo de até 70% em massa de p-PE em formulações contendo 5% de agente expansor dá origem a espumas com faixas de densidade ideal para aplicação em embalagens (25 a 90 kg.m-3) / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-05T19:46:59Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO MARCELO GIUSTI DE ALMEIDA.pdf: 4151354 bytes, checksum: ef5211daac2f789f497a134bf5f6babd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-05T19:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO MARCELO GIUSTI DE ALMEIDA.pdf: 4151354 bytes, checksum: ef5211daac2f789f497a134bf5f6babd (MD5) / The use of waste polyethylene (p-PE) in low-density polyethylene (LDPE) foams that have azodicarbonamide (ACA) as blowing agent is the topic of this paper. It characterizes used polymers, and p-PE is made of a mixture of LDPE and high-density polyethylene (HDPE). To prepare foams formulations, it evaluated performance of the Drais mixer and Banbury batch. It also tested foams formulations with and without cross-linking agent (dicumyl peroxide). The Banbury batch showed itself as more efficient to foam processing because it allows a better temperature control and eliminates intermediate steps in the process. Foams without cross-linking agent present cell collapse and lower foaming rates. It analyzed the effect of different amounts of p-PE over the morphology and mechanical properties of LDPE foams that contain 0.5% (weight) of cross-linking agent. Proportions of LDPE/p-PE (weight) tested in foams were: 100/0, 85/15, 70/30, 60/40, 50/50, and 30/70. Foams micrographies (SEM) were treated in image software to verify shape, size distribution, and area of cells. Because p-PE has higher viscosity related to LDPE, it is verified that as the p-PE amount increases in the formulation the number of cells with smaller size and areas increase. Foams presented high degree of cells heterogeneity because of the low amount of cross-linking agent used (0.5% weight), because of the difference in viscosity for used polyethylene, and because p-PE has a different kind of polyethylene in relation to virgin material. Mechanical properties of foams that use p-PE in their formulation are superior than foams made from LDPE, because p-PE contains HDPE, which is more rigid than LDPE. It is possible to verify that there is a relationship between polymeric matrix and expanded material properties. Using recycled material in foams is an alternative to recycle polymers. It makes possible to get foams with interesting properties from the technological and market point of view, considering the application in protection package for fragile products. Adding up to 70% of p-PE (weight) in formulations that contain 5% of blowing agent generates foams with ideal density rage to apply in packages (25 to 90 kg.m-3

Esta pesquisa refere-se ao estudo investigativo sobre as propriedades de líquidos iônicos (LIs) imidazólicos na presença de água, bem como sua aplicação na formação de materiais híbridos de sílica-LI e sua utilização na obtenção de compósitos poliméricos de polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizados os seguintes LIs: metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C7O3MIm][H3CSO3], metanossulfonato de 1-monoetilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C3O1MIm][H3CSO3] e tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metil-imidazólio [C10MIm][BF4], identificados consecutivamente como LIs 1, 2 e 3. Primeiramente verificou-se o efeito da adição de água em LIs imidazólicos através de análises de pH, condutividade elétrica e viscosidade. Foi observado que os LIs apresentaram uma diminuição significativa do pH da solução, mesmo em baixas concentrações de H2O, indicando a ocorrência de uma nova reação entre o LI e água. Testes de voltametria cíclica comprovaram a formação de uma nova espécie, a qual adsorve na superfície do eletrodo de platina. Estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) indicaram que esta nova espécie não é o N-carbeno heterociclo. Experimentos de cálculos ab-initio possibilitaram a elucidação da nova espécie; resultado de ataque nucleofílico da água no carbono C2 do anel imidazólio. A segunda parte desta pesquisa envolveu a formação de híbridos de sílica-LI, através do processo sol-gel. Estas reações foram executadas na ausência de catalisadores adicionais, visando à geração de ácido protônico como produto da reação entre o LI e água. Observou-se que o LI agiu ao mesmo tempo como pré-catalisador ácido e controlador de morfologia. Posteriormente os materiais foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e análises termogravimétricas (TGA). Os resultados destas análises indicaram que os híbridos preparados na presença de LI contendo ânion metanossulfonato apresentaram-se na forma de monolitos com organizações lamelares, enquanto os híbridos que contém o LI com ânion tetrafluorborato apresentam-se como aglomerados de partículas esféricas. A natureza do LI 3 permite sua aplicação como compatibilizante, auxiliando na dispersão de cargas para a formação de compósitos poliméricos. Nessa perspectiva os híbridos sílica-LI foram misturados aos seguintes polímeros em estado fundido: polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Os resultados obtidos dos compósitos poliméricos demonstraram que o LI possibilitou uma boa dispersão da sílica nas matrizes poliméricas. As caracterizações dos compósitos poliméricos foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), DRX, TGA e análises dinâmico-mecânicas (DMA). Esta tecnologia resultou em produtos com melhorias nas suas propriedades, destacando-se o módulo de armazenamento, que triplicou em relação ao polímero puro, para o PEAD. / The research presented herein involved an investigative study about the imidazolium ionic liquid properties in the presence of water, the synthesis of silica-ionic liquid hybrids and its subsequent application in polymeric composite preparations, using isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. The first part involved the determination of the imidazolium ionic liquid pH, electrical conductivity and viscosity, in the presence of different water concentrations. Continuously decreasing pH values were detected with increasing water concentrations, which indicated a reaction between both substances. Cyclic voltammetry measurements provided evidence for the formation of a new species, which adsorbed on the platinum electrode surface. All charge transfer processes were extremely reduced with ionic liquid 2 [C3O1MIm][H3CSO3]. Nuclear magnetic resonance studies indicated that the new species was not a N-heterocyclic carbene. Ab-initio calculations were performed in an attempt elucidating the structure of this new species. The identified structure was the product of a nucleophilic attack of water at carbon C2 of the imidazolium ring. The second part involved the synthesis of silica-ionic liquid hybrids by the sol-gel procedure, without using additional catalysts. Interestingly, the ionic liquids 1 and 2 showed being bifunctional materials (morphology controller and acid pre-catalyst). These materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopic and thermogravimetric analysis. The ionic liquids 1 and 2 induced the formation of compact lamellar monoliths with a flat surface. A free flowing powder of aggregated spherical particles was obtained in the presence of ionic liquid 3. Polymeric composites were prepared by melt mixing of the silica-ionic liquid 3 hybrid with isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. Ionic liquid 3, 1-n-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, acted as compatibilizer and dispersant. The composites were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and dynamical-mechanical analysis. This technology resulted in the preparation of a high density polyethylene-silica composite with strongly increased rigidity.

Esta pesquisa refere-se ao estudo investigativo sobre as propriedades de líquidos iônicos (LIs) imidazólicos na presença de água, bem como sua aplicação na formação de materiais híbridos de sílica-LI e sua utilização na obtenção de compósitos poliméricos de polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Foram utilizados os seguintes LIs: metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C7O3MIm][H3CSO3], metanossulfonato de 1-monoetilenoglicol monometiléter-3-metilimidazólio [C3O1MIm][H3CSO3] e tetrafluoroborato de 1-n-decil-3-metil-imidazólio [C10MIm][BF4], identificados consecutivamente como LIs 1, 2 e 3. Primeiramente verificou-se o efeito da adição de água em LIs imidazólicos através de análises de pH, condutividade elétrica e viscosidade. Foi observado que os LIs apresentaram uma diminuição significativa do pH da solução, mesmo em baixas concentrações de H2O, indicando a ocorrência de uma nova reação entre o LI e água. Testes de voltametria cíclica comprovaram a formação de uma nova espécie, a qual adsorve na superfície do eletrodo de platina. Estudos de ressonância magnética nuclear (RMN) indicaram que esta nova espécie não é o N-carbeno heterociclo. Experimentos de cálculos ab-initio possibilitaram a elucidação da nova espécie; resultado de ataque nucleofílico da água no carbono C2 do anel imidazólio. A segunda parte desta pesquisa envolveu a formação de híbridos de sílica-LI, através do processo sol-gel. Estas reações foram executadas na ausência de catalisadores adicionais, visando à geração de ácido protônico como produto da reação entre o LI e água. Observou-se que o LI agiu ao mesmo tempo como pré-catalisador ácido e controlador de morfologia. Posteriormente os materiais foram caracterizados através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX) e análises termogravimétricas (TGA). Os resultados destas análises indicaram que os híbridos preparados na presença de LI contendo ânion metanossulfonato apresentaram-se na forma de monolitos com organizações lamelares, enquanto os híbridos que contém o LI com ânion tetrafluorborato apresentam-se como aglomerados de partículas esféricas. A natureza do LI 3 permite sua aplicação como compatibilizante, auxiliando na dispersão de cargas para a formação de compósitos poliméricos. Nessa perspectiva os híbridos sílica-LI foram misturados aos seguintes polímeros em estado fundido: polipropileno de alta isotaticidade (PPi), polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Os resultados obtidos dos compósitos poliméricos demonstraram que o LI possibilitou uma boa dispersão da sílica nas matrizes poliméricas. As caracterizações dos compósitos poliméricos foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), DRX, TGA e análises dinâmico-mecânicas (DMA). Esta tecnologia resultou em produtos com melhorias nas suas propriedades, destacando-se o módulo de armazenamento, que triplicou em relação ao polímero puro, para o PEAD. / The research presented herein involved an investigative study about the imidazolium ionic liquid properties in the presence of water, the synthesis of silica-ionic liquid hybrids and its subsequent application in polymeric composite preparations, using isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. The first part involved the determination of the imidazolium ionic liquid pH, electrical conductivity and viscosity, in the presence of different water concentrations. Continuously decreasing pH values were detected with increasing water concentrations, which indicated a reaction between both substances. Cyclic voltammetry measurements provided evidence for the formation of a new species, which adsorbed on the platinum electrode surface. All charge transfer processes were extremely reduced with ionic liquid 2 [C3O1MIm][H3CSO3]. Nuclear magnetic resonance studies indicated that the new species was not a N-heterocyclic carbene. Ab-initio calculations were performed in an attempt elucidating the structure of this new species. The identified structure was the product of a nucleophilic attack of water at carbon C2 of the imidazolium ring. The second part involved the synthesis of silica-ionic liquid hybrids by the sol-gel procedure, without using additional catalysts. Interestingly, the ionic liquids 1 and 2 showed being bifunctional materials (morphology controller and acid pre-catalyst). These materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electronic microscopic and thermogravimetric analysis. The ionic liquids 1 and 2 induced the formation of compact lamellar monoliths with a flat surface. A free flowing powder of aggregated spherical particles was obtained in the presence of ionic liquid 3. Polymeric composites were prepared by melt mixing of the silica-ionic liquid 3 hybrid with isotatic polypropylene, low density polyethylene and high density polyethylene. Ionic liquid 3, 1-n-decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, acted as compatibilizer and dispersant. The composites were characterized by thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, X-ray diffraction and dynamical-mechanical analysis. This technology resulted in the preparation of a high density polyethylene-silica composite with strongly increased rigidity.

O trabalho propõe procedimentos para a avaliação da degradação mecânica de reservatórios de polietileno para água potável expostos às intempéries nas edificações brasileiras. Tais procedimentos envolvem a comparação das propriedades mecânicas antes e após a exposição acelerada de corpos de prova retirados de reservatórios de polietileno em equipamento Weather-OMeter (WOM). Demonstra-se que esses procedimentos reproduzem a degradação provocada pela natureza, por comparação dos resultados obtidos na exposição acelerada até 10 800 horas em WOM com três anos de exposição natural em Piracicaba (SP). / O trabalho propõe procedimentos para a avaliação da degradação mecânica de reservatórios de polietileno para água potável expostos às intempéries nas edificações brasileiras. Tais procedimentos envolvem a comparação das propriedades mecânicas antes e após a exposição acelerada de corpos de prova retirados de reservatórios de polietileno em equipamento Weather-OMeter (WOM). Demonstra-se que esses procedimentos reproduzem a degradação provocada pela natureza, por comparação dos resultados obtidos na exposição acelerada até 10 800 horas em WOM com três anos de exposição natural em Piracicaba (SP).