O objetivo dessa dissertação foi desenvolver e caracterizar formulações vulcanizáveis que tenham aplicação tecnológica, com resíduo de SBR gerado no processo industrial. Primeiramente, os resíduos de SBR (aparas de perfis expandidos) foram coletados segundo a norma NBR 1007. Em seguida, foram moídos em equipamentos do Laboratório e Polímeros da Universidade de Caxias do Sul. O pó obtido (SBR-r) foi caracterizado quanto às suas propriedades físicas (distribuição de tamanho de partícula, área superficial e microscopia eletrônica de varredura), térmicas (composição, características de degradação térmica, por análise termogravimétrica, e calorimetria exploratória diferencial) e físico-químicas (densidade de ligações cruzadas). Foi obtido um pó homogêneo, adequado para utilização como matéria-prima em composições revulcanizáveis. A partir do SBR-r, foram elaboradas seis composições (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), variando o sistema de vulcanização e a presença de óleo aromático. Essas composições foram comparadas com uma amostra controle, de formulação idêntica à utilizada na fabricação das aparas de perfis de SBR, apenas sem a adição do agente de expansão, fornecida pela empresa na qual as aparas de perfis de SBR foram coletadas. Antes da vulcanização, todas as composições foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas, reológicas e viscoelásticas. Percebeu-se que a processabilidade de uma composição depende da presença ou não de óleo, já que a adição de óleo facilita a processabilidade. Através de analisador de processamento de borrachas foi determinado o limite de comportamento viscoelástico de todas as composições, mostrando semelhança entre si. Também foi comprovado o comportamento pseudoplástico das composições, através da determinação da viscosidade a diferentes taxas de cisalhamento. Os parâmetros de vulcanização das composições foram determinados por reometria de disco oscilatório (ODR), para a obtenção dos corpos de prova específicos para os ensaios propostos. Esses parâmetros mostraram a influência dos sistemas de cura usados. As composições vulcanizadas foram caracterizadas em relação à densidade de ligações cruzadas, características físico-mecânicas (densidade, resistência à tração, resistência ao rasgamento e dureza Shore A) e microscopia eletrônica de varredura. A determinação da densidade de ligações cruzadas foi definitiva no estudo dos sistemas de cura usados, pois justificou as propriedades mecânicas das composições. As propriedades mecânicas das composições desevolvidas encontram-se entre os valores tecnologicamente aplicados, com valores em torno de 70% do valor da amostra controle para resistência à tração e 50% para a resistência ao rasgamento. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-05T19:42:22Z No. of bitstreams: 1 Revulcanizacao de rejeito industrial de copolimero de butadieno e estireno - Tatiana Weber.pdf: 5078111 bytes, checksum: 3a72c4aaf44f57af3fa30e9270fcef97 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-05T19:42:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Revulcanizacao de rejeito industrial de copolimero de butadieno e estireno - Tatiana Weber.pdf: 5078111 bytes, checksum: 3a72c4aaf44f57af3fa30e9270fcef97 (MD5) / The objective of this work was to develope and characterize SBR industrial scraps vulcanizable formulations with technological applications. Firstly, SBR scraps were collected in accordance with the standard NBR 10007. Then, they were ground in equipments available at the Laboratório de Polímeros of the Universidade de Caxias do Sul. The obtained powder (SBR-r) was physically, thermally and chemically characterized. An homogeneous powder, suitable for utilization as raw material in revulcanizable compositions was obtained. From the SBR-r, six compositions were elaborated (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), varying cure system and aromatic oil presence. These compositions were compared to a control sample, with the same formulation of the SBR scraps. This sample was supplied by the industry were the SBR scraps were collected. Before vulcanization, all compositions were characterized by its thermal, rheological and viscoelastic properties. It was realized that the processability of a composition depends on the presence of oil, once oil addition improves processability. Through Rubber Process Analyzer, the viscoelastic behavior limit of all compositions was determined, showing likeness between them. The pseudoplastic behavior of the compositions was also evidenced. Vulcanization parameters were determined by oscillatory disk reometry (ODR), to obtain specific test specimens for proposed tests. Vulcanized compositions were characterized by crosslink density, physical-mechanical properties (density, tensile strength, tear strength and hardness) and scanning electron microscopy. Crosslink density was definitive in the study of the utilized cure systems, once that justifies the mechanical properties of compositions. Mechanical properties of the compositions are between values with technological applications, being around 70% of the tensile strength of control sample and 50% of the tear strength.

O objetivo dessa dissertação foi desenvolver e caracterizar formulações vulcanizáveis que tenham aplicação tecnológica, com resíduo de SBR gerado no processo industrial. Primeiramente, os resíduos de SBR (aparas de perfis expandidos) foram coletados segundo a norma NBR 1007. Em seguida, foram moídos em equipamentos do Laboratório e Polímeros da Universidade de Caxias do Sul. O pó obtido (SBR-r) foi caracterizado quanto às suas propriedades físicas (distribuição de tamanho de partícula, área superficial e microscopia eletrônica de varredura), térmicas (composição, características de degradação térmica, por análise termogravimétrica, e calorimetria exploratória diferencial) e físico-químicas (densidade de ligações cruzadas). Foi obtido um pó homogêneo, adequado para utilização como matéria-prima em composições revulcanizáveis. A partir do SBR-r, foram elaboradas seis composições (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), variando o sistema de vulcanização e a presença de óleo aromático. Essas composições foram comparadas com uma amostra controle, de formulação idêntica à utilizada na fabricação das aparas de perfis de SBR, apenas sem a adição do agente de expansão, fornecida pela empresa na qual as aparas de perfis de SBR foram coletadas. Antes da vulcanização, todas as composições foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas, reológicas e viscoelásticas. Percebeu-se que a processabilidade de uma composição depende da presença ou não de óleo, já que a adição de óleo facilita a processabilidade. Através de analisador de processamento de borrachas foi determinado o limite de comportamento viscoelástico de todas as composições, mostrando semelhança entre si. Também foi comprovado o comportamento pseudoplástico das composições, através da determinação da viscosidade a diferentes taxas de cisalhamento. Os parâmetros de vulcanização das composições foram determinados por reometria de disco oscilatório (ODR), para a obtenção dos corpos de prova específicos para os ensaios propostos. Esses parâmetros mostraram a influência dos sistemas de cura usados. As composições vulcanizadas foram caracterizadas em relação à densidade de ligações cruzadas, características físico-mecânicas (densidade, resistência à tração, resistência ao rasgamento e dureza Shore A) e microscopia eletrônica de varredura. A determinação da densidade de ligações cruzadas foi definitiva no estudo dos sistemas de cura usados, pois justificou as propriedades mecânicas das composições. As propriedades mecânicas das composições desevolvidas encontram-se entre os valores tecnologicamente aplicados, com valores em torno de 70% do valor da amostra controle para resistência à tração e 50% para a resistência ao rasgamento. / The objective of this work was to develope and characterize SBR industrial scraps vulcanizable formulations with technological applications. Firstly, SBR scraps were collected in accordance with the standard NBR 10007. Then, they were ground in equipments available at the Laboratório de Polímeros of the Universidade de Caxias do Sul. The obtained powder (SBR-r) was physically, thermally and chemically characterized. An homogeneous powder, suitable for utilization as raw material in revulcanizable compositions was obtained. From the SBR-r, six compositions were elaborated (TW17S, TW17C, TW26S, TW26C, TW33S e TW33C), varying cure system and aromatic oil presence. These compositions were compared to a control sample, with the same formulation of the SBR scraps. This sample was supplied by the industry were the SBR scraps were collected. Before vulcanization, all compositions were characterized by its thermal, rheological and viscoelastic properties. It was realized that the processability of a composition depends on the presence of oil, once oil addition improves processability. Through Rubber Process Analyzer, the viscoelastic behavior limit of all compositions was determined, showing likeness between them. The pseudoplastic behavior of the compositions was also evidenced. Vulcanization parameters were determined by oscillatory disk reometry (ODR), to obtain specific test specimens for proposed tests. Vulcanized compositions were characterized by crosslink density, physical-mechanical properties (density, tensile strength, tear strength and hardness) and scanning electron microscopy. Crosslink density was definitive in the study of the utilized cure systems, once that justifies the mechanical properties of compositions. Mechanical properties of the compositions are between values with technological applications, being around 70% of the tensile strength of control sample and 50% of the tear strength.

Compósitos de polietileno de alta densidade (HDPE) com resíduos de fibras têxteis com propriedades mecânicas otimizadas foram desenvolvidos buscando viabilizar o reaproveitamento desses resíduos. Para tanto, foram utilizados resíduos contendo fibras de algodão e fibra acrílica, provenientes do setor de tecelagem da indústria de malharia, e três tipos de agentes compatibilizantes para melhorar a interação do HDPE com o resíduo têxtil. Os compósitos foram preparados em misturador tipo Drais e posteriormente moldados por compressão, de onde foram retirados corpos de prova para análises posteriores. Misturas aditivadas e sem aditivos foram elaboradas com diferentes percentuais de resíduos (0-50%). A influência do agente compatibilizante (Polybond 3009®) nas propriedades dos compósitos foi analisada, bem como, o máximo teor de resíduo possível de ser incorporado no HDPE, considerando o tipo de processamento escolhido. O desempenho dos compósitos foi avaliado através de técnicas de análises para a determinação das propriedades mecânicas (resistência à tração, ao impacto Izod, à flexão, bem como a abrasão), propriedades térmicas (temperatura de fusão cristalina e de transição vítrea, por análise de calorimetria diferencial de varredura - DSC; temperatura de degradação, análise termogravimétrica - TGA), análise termo dinâmico mecânica - DMA, análise reológica (índice de fluidez - IF) e análise óptica (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Os resultados mostraram que o agente compatibilizante que apresentou melhor desempenho foi o Polybond 3009®, que o teor limite para obtenção das melhores propriedades mecânicas foi de 20 a 30% em peso de resíduo e o agente compatibilizante atuou mais efetivamente na matriz, não afetando a interação polímero-fibra. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-12T16:23:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maira Finkler 1.pdf: 13911894 bytes, checksum: 7f90cbf49b5b63d36469e8ea1a3fd3c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-12T16:23:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maira Finkler 1.pdf: 13911894 bytes, checksum: 7f90cbf49b5b63d36469e8ea1a3fd3c8 (MD5) / Composites of high density polyethylene (HDPE) with waste textile fiber (WTF) with optimized mechanical properties were developed in order to make possible the recycling these residues. In order to accomplish this goal, it was used WTF with cotton and acrylic fiber from the weaving sector of knitting industry and three kinds of compatibilizing agent, used to improve the HDPE/WTF interaction. The composites were prepared in a Drais mixer and compression molded samples were cut for mechanical analysis. Compositions with and without additives, with different WTF content (0-50%) were done. The influence of compatibilizing agent (Polybond 3009®) in the composite properties were evaluated as well as the maximum WTF content to be incorporated in the HDPE, regarded the processing conditions. The performance of the composites was evaluated through experimental techniques to determine mechanical properties (tensile, impact Izod, flexural and abrasion strength), thermal properties (melting temperature and glass transitions temperature, by differential scanning calorimetry - DSC; degradation temperature - thermogravimetric analysis - TGA), thermo-dynamic-mechanical analysis - DMA), rheological analysis (melt flow index - MFI) and optical analysis (scanning electron microscopy - SEM). The results showed that the performance was achieved with Polybond 3009, the maximum WTF content in order to obtain the best mechanical properties was in the range of 20 and 30% w/w and the compatibilizing agent act more effectively in the matrix, not affecting the polymer-fiber interaction.

Compósitos de polietileno de alta densidade (HDPE) com resíduos de fibras têxteis com propriedades mecânicas otimizadas foram desenvolvidos buscando viabilizar o reaproveitamento desses resíduos. Para tanto, foram utilizados resíduos contendo fibras de algodão e fibra acrílica, provenientes do setor de tecelagem da indústria de malharia, e três tipos de agentes compatibilizantes para melhorar a interação do HDPE com o resíduo têxtil. Os compósitos foram preparados em misturador tipo Drais e posteriormente moldados por compressão, de onde foram retirados corpos de prova para análises posteriores. Misturas aditivadas e sem aditivos foram elaboradas com diferentes percentuais de resíduos (0-50%). A influência do agente compatibilizante (Polybond 3009®) nas propriedades dos compósitos foi analisada, bem como, o máximo teor de resíduo possível de ser incorporado no HDPE, considerando o tipo de processamento escolhido. O desempenho dos compósitos foi avaliado através de técnicas de análises para a determinação das propriedades mecânicas (resistência à tração, ao impacto Izod, à flexão, bem como a abrasão), propriedades térmicas (temperatura de fusão cristalina e de transição vítrea, por análise de calorimetria diferencial de varredura - DSC; temperatura de degradação, análise termogravimétrica - TGA), análise termo dinâmico mecânica - DMA, análise reológica (índice de fluidez - IF) e análise óptica (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Os resultados mostraram que o agente compatibilizante que apresentou melhor desempenho foi o Polybond 3009®, que o teor limite para obtenção das melhores propriedades mecânicas foi de 20 a 30% em peso de resíduo e o agente compatibilizante atuou mais efetivamente na matriz, não afetando a interação polímero-fibra. / Composites of high density polyethylene (HDPE) with waste textile fiber (WTF) with optimized mechanical properties were developed in order to make possible the recycling these residues. In order to accomplish this goal, it was used WTF with cotton and acrylic fiber from the weaving sector of knitting industry and three kinds of compatibilizing agent, used to improve the HDPE/WTF interaction. The composites were prepared in a Drais mixer and compression molded samples were cut for mechanical analysis. Compositions with and without additives, with different WTF content (0-50%) were done. The influence of compatibilizing agent (Polybond 3009®) in the composite properties were evaluated as well as the maximum WTF content to be incorporated in the HDPE, regarded the processing conditions. The performance of the composites was evaluated through experimental techniques to determine mechanical properties (tensile, impact Izod, flexural and abrasion strength), thermal properties (melting temperature and glass transitions temperature, by differential scanning calorimetry - DSC; degradation temperature - thermogravimetric analysis - TGA), thermo-dynamic-mechanical analysis - DMA), rheological analysis (melt flow index - MFI) and optical analysis (scanning electron microscopy - SEM). The results showed that the performance was achieved with Polybond 3009, the maximum WTF content in order to obtain the best mechanical properties was in the range of 20 and 30% w/w and the compatibilizing agent act more effectively in the matrix, not affecting the polymer-fiber interaction.

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

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) / 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

O uso de componentes injetados de plástico aumentou nos últimos anos na maioria dos segmentos industriais. Como resultado, os processos envolvidos no projeto e na fabricação de moldes de injeção ganharam uma significativa atenção devido a grande complexidade, necessidade de baixo custo e, principalmente, curto tempo de manufatura. O uso de técnicas de Prototipagem e Ferramental Rápido (Rapid Prototyping/Rapid Tooling) surgiram como opções para esse setor, visando à rápida obtenção de peças protótipos. Porém, um dos desafios ainda presente está em garantir que as peças protótipos resultantes dessas técnicas atendam todas as dimensões solicitadas em aplicações reais. Este trabalho aborda a aplicação de materiais alternativos para a fabricação de moldes híbridos de injeção, dentro do conceito de Ferramental Rápido, com o objetivo de contribuir para uma melhor compreensão da influência desses materiais na qualidade final das peças protótipos obtidas. Um molde experimental, instrumentalizado com sensores de temperatura e, com uma das cavidades intercambiável, foi projetado e manufaturado para a injeção de uma peça de referência. As diferentes propriedades dos materiais utilizados na cavidade intercambiável, principalmente as propriedades térmicas, foram analisadas, bem como a influência dessas no produto final. Doze configurações diferentes (material da cavidade temperatura do molde) foram definidas para a obtenção de amostras. O experimento foi definido com o apoio de simulação matemática computacional. As amostras obtidas foram analisadas com relação as suas propriedades mecânicas (resistência ao impacto e à tração), propriedades físicas (dimensionamento, estudo morfológico e de cristalinidade) e propriedades químicas onde o grau de contaminação por metais pesados foi avaliado. As conclusões obtidas nesse trabalho mostram a importância da influência do material da cavidade do molde, e apresentam uma correlação das diferentes variáveis de processo com as propriedades obtidas nas peças protótipos injetadas através de técnica de Ferramental Rápido. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T19:23:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Deives R Bareta.pdf: 9212045 bytes, checksum: 2808a91c52ab325c093e19f6e0199ed0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T19:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Deives R Bareta.pdf: 9212045 bytes, checksum: 2808a91c52ab325c093e19f6e0199ed0 (MD5) / The application of plastic components has grown significantly in most of industrial segments during last years. This has attracted considerably attention for the injection mould design and manufacturing processes, which is one of the most expensive phases of injected plastic components development process. Techniques such as Rapid Prototyping/Rapid Tooling have appeared as potential solution in the field. However, one issue not resolved is how the prototypes obtained by these techniques can attend all features demanded by a true prototype. This research explores the application of softer alternative material to hybrid prototype injection moulds within the concept of rapid tooling, providing a better understanding about the influence of these materials in the final properties of plastic injected prototypes. An experimental injection mould, assembled with temperature sensors, and with interchangeability of the moulding blocks (core and cavity) has been designed and manufactured based on a tubular reference component. The different properties of the core materials, in special thermal, have been analyzed, as well as their influence on the reference component. A set of twelve configurations (core material mould temperature) have been defined to obtain the samples. Mathematical computational simulation was used to identify the more appropriate injection moulding parameters. The final samples have been analyzed in terms of mechanical properties (stress-strain and impact), physical properties (dimensions, morphology and crystallinity) and chemical properties. The conclusions show the influence of alternative materials, applied to core injection mould, on the final injected components. Also, a relationship between the different injection moulding parameters and the final prototype component properties are discussed.

O uso de componentes injetados de plástico aumentou nos últimos anos na maioria dos segmentos industriais. Como resultado, os processos envolvidos no projeto e na fabricação de moldes de injeção ganharam uma significativa atenção devido a grande complexidade, necessidade de baixo custo e, principalmente, curto tempo de manufatura. O uso de técnicas de Prototipagem e Ferramental Rápido (Rapid Prototyping/Rapid Tooling) surgiram como opções para esse setor, visando à rápida obtenção de peças protótipos. Porém, um dos desafios ainda presente está em garantir que as peças protótipos resultantes dessas técnicas atendam todas as dimensões solicitadas em aplicações reais. Este trabalho aborda a aplicação de materiais alternativos para a fabricação de moldes híbridos de injeção, dentro do conceito de Ferramental Rápido, com o objetivo de contribuir para uma melhor compreensão da influência desses materiais na qualidade final das peças protótipos obtidas. Um molde experimental, instrumentalizado com sensores de temperatura e, com uma das cavidades intercambiável, foi projetado e manufaturado para a injeção de uma peça de referência. As diferentes propriedades dos materiais utilizados na cavidade intercambiável, principalmente as propriedades térmicas, foram analisadas, bem como a influência dessas no produto final. Doze configurações diferentes (material da cavidade temperatura do molde) foram definidas para a obtenção de amostras. O experimento foi definido com o apoio de simulação matemática computacional. As amostras obtidas foram analisadas com relação as suas propriedades mecânicas (resistência ao impacto e à tração), propriedades físicas (dimensionamento, estudo morfológico e de cristalinidade) e propriedades químicas onde o grau de contaminação por metais pesados foi avaliado. As conclusões obtidas nesse trabalho mostram a importância da influência do material da cavidade do molde, e apresentam uma correlação das diferentes variáveis de processo com as propriedades obtidas nas peças protótipos injetadas através de técnica de Ferramental Rápido. / The application of plastic components has grown significantly in most of industrial segments during last years. This has attracted considerably attention for the injection mould design and manufacturing processes, which is one of the most expensive phases of injected plastic components development process. Techniques such as Rapid Prototyping/Rapid Tooling have appeared as potential solution in the field. However, one issue not resolved is how the prototypes obtained by these techniques can attend all features demanded by a true prototype. This research explores the application of softer alternative material to hybrid prototype injection moulds within the concept of rapid tooling, providing a better understanding about the influence of these materials in the final properties of plastic injected prototypes. An experimental injection mould, assembled with temperature sensors, and with interchangeability of the moulding blocks (core and cavity) has been designed and manufactured based on a tubular reference component. The different properties of the core materials, in special thermal, have been analyzed, as well as their influence on the reference component. A set of twelve configurations (core material mould temperature) have been defined to obtain the samples. Mathematical computational simulation was used to identify the more appropriate injection moulding parameters. The final samples have been analyzed in terms of mechanical properties (stress-strain and impact), physical properties (dimensions, morphology and crystallinity) and chemical properties. The conclusions show the influence of alternative materials, applied to core injection mould, on the final injected components. Also, a relationship between the different injection moulding parameters and the final prototype component properties are discussed.