Essa pesquisa apresenta um estudo da composição de concreto reforçado com fibras de polipropileno e objetiva avaliar seu comportamento estrutural em um tipo de painel alveolar de parede fina. A adição de alto teor de fibras de polipropileno ao concreto modifica algumas de suas propriedades mecânicas, conferindo ao compósito maior resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao impacto e tenacidade. Inicialmente foram realizados ensaios de caracterização do compósito, sendo eles: consistência, resistência à compressão axial, módulo de elasticidade, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração na flexão e tenacidade. Estudou-se o comportamento de todas essas propriedades mecânicas para os teores de fibras de polipropileno de 0, 1 e 2% em volume de concreto. Com intuito de estudar o comportamento mecânico dos painéis alveolares de parede fina pela adição de fibras, foram realizados ensaios de carga concentrada e flexão. Este estudo foi realizado para os teores de fibra de 0 e 2%. Foram produzidos dois tipos de corpos de prova, ambos com seção transversal de 300 mm x 140 mm, e comprimentos de 600 mm e 1200 mm, para cada teor de fibra e respectivamente para os ensaios de carga concentrada e flexão. Para os ensaios de caracterização, não houve indícios de resultados significantes da adição dos teores de fibras 1 e 2% para a resistência à compressão e módulo de elasticidade. Já os ensaios de consistência, resistência à tração e tenacidade, apresentaram resultados expressivos, principalmente para o teor de fibra de 2%. Para os ensaios nos corpos de prova no painel quanto à carga concentrada, observou-se aproximadamente dez vezes maior capacidade de carga, cinco vezes maior capacidade de deslocamento e sete vezes maior resistência à punção. Os ensaios à flexão no painel apresentaram tensões resistentes pouco menores para os corpos de prova do painel contendo 2% de fibras. Conclui-se então que as propriedades do material cimentício com elevado teor de fibras são apropriadas para aplicação em painéis alveolares de parede fina. No entanto, é necessário melhorar a trabalhabilidade da mistura, pois devido às pequenas espessuras das paredes do painel, o adensamento do material não foi realizado de forma satisfatória. / This research presents a study on the composition of polypropylene fiber reinforced concrete and intents to evaluate its structural behavior in a type of thin-walled hollow core panel. The addition of high content of polypropylene fibers to the concrete modifies some of its mechanical properties, giving the composite greater split tensile strength, flexural strength, impact strength and toughness. Firstly, characterization tests of the composite were performed: consistency, compressive strength, modulus of elasticity, split tensile strength, flexural tensile strength and toughness. It was studied the behavior of all these mechanical properties for the contents of polypropylene fibers of 0,1 and 2% by volume of concrete. In order to study the mechanical behavior of the thin-walled hollow core panels by the addition of fibers, were performed concentrated load and flexural tests. This study was performed for fiber contents of 0 and 2%. Two types of specimens were produced, both with a cross section of 300 mm x 140 mm, and lengths of 600 mm and 1200 mm, for each fiber content and to be tested respectively for the concentrated load and flexural tests. For the characterization tests, there was no evidence of significant results arising on the addition of the fiber contents 1 and 2% for the compressive strength and modulus of elasticity. The tests of consistency, tensile strength and toughness presented significant results, especially for the fiber content of 2%. The flexural tests on the panel showed slightly lower tensile strengths for specimens containing 2% fibers. It is then concluded that the properties of the high fiber cementitious material are suitable for application in thin-walled alveolar panels. However, it is necessary to improve the workability of the composite, because due to the small thicknesses of the panel walls, a satisfactorily consolidation of the material has not been achieved.

Este trabalho trata do estudo da introdução de fibras poliméricas como agente porogênico na manufatura de membranas cerâmicas de alta resistência mecânica. Membranas cerâmicas são utilizadas para a separação de substâncias onde a estabilidade química e a resistência à alta temperatura são requeridas; na engenharia mecânica é também aplicada como mancais aerostáticos. A escolha do processo de manufatura destas membranas e o projeto da porosidade da estrutura cerâmica é de grande importância. Quando se utiliza da adição de elementos porogênicos, que são substâncias que se decompõem durante a queima deixando poros (abertos e fechados), altera não somente a porosidade como também a seletividade e permeabilidade da membrana, bem como diminui suas propriedades mecânicas. Este trabalho objetiva membranas com poros micrométricos e submicrométricos para aplicações em microfiltração ou em mancais aerostáticos, porém que tenham a maximização da sua resistência mecânica. Para isso foi idealizada a obtenção de membranas permeáveis com a menor porosidade possível. Então, propôs-se a adição de fibras poliméricas (fibras de polipropileno, fibras de carbono e fibras de álcool polivinílico) como agentes porogênicos em uma massa cerâmica de alumina que após granulada foi prensada na forma de pastilhas e sinterizadas. As membranas foram caracterizadas por ensaios de permeabilidade ao ar, resistência mecânica por flexão a 3 pontos, volume de poros pelo Princípio de Arquimedes e morfologicamente por MEV. A caracterização morfológica das membranas e os resultados de porosidade indicaram que a percolação foi melhorada pela adição de fibras em relação a trabalhos equivalentes que se utilizaram de particulados. As melhores condições de permeação, integridade da matriz e resistência mecânica foram encontradas para as membranas com 1 vol. % de fibras de álcool polivinílico, seguida das membranas com 2 vol. % de fibras de carbono. Com base nos resultados obtidos, foi comprovado que a morfologia alongada das fibras aumenta a probabilidade de contato entre os poros, pois com apenas 2 vol. % de fibras de PVAl, obteve-se uma porosidade total de 33,3%, porosidade aparente de 17,4% e permeabilidade específica de 6,32x10-12 m², apresentando resistência à flexão de 134,3 MPa, valor este o dobro de quando utilizado 50 vol. % de sacarose como agente precursor com equivalente permeabilidade. As propriedades físicas do agente porogênico como: expansão térmica, dimensões, relação comprimento versus diâmetro afetam enormemente a porosidade, percolação dos poros e integridade da matriz. / This work deals with the study of the introduction of polymeric fibers as porogenic agent in the manufacture of ceramic membranes with high mechanical strength. Ceramic membranes are used for separation of substances where chemical stability and high temperature resistance are required, in mechanical engineering is also applied as an aerostatic bearings. The choice of these membranes manufacturing process and design the porosity of the ceramic structure is of great importance. When using addition of porogenic components, which are substances that decompose during the burning leaving pores (open and closed), not only alters the porosity and also the permeability and the selectivity of the membrane, as well as decreases their mechanical properties. This work aims membranes with micrometric pores and submicrometrics for microfiltration applications or aerostatic bearings, however they having the maximization their mechanic strength. To this was designed to obtain porous membranes with the lowest porosity possible. Then proposed the addition of polymeric fibers (polypropylene fiber, carbon fiber and polyvinyl alcohol fiber) as porogenic agents on a ceramic alumina mass that was granular and pressed the form of discs and sintered. The membranes were characterized by testing the air permeability, mechanical strength by three points flexural, pore volume by Archimedes principle and morphologically by SEM. Morphological characterization of membrane and the results of porosity indicated that the percolation has been improved by adding fibers in relation to the corresponding work where particulates were used. The best conditions of permeation, matrix integrity and mechanical strength were found for the membranes with 2 vol. % of polyvinyl alcohol fibers and membranes with 2 vol. % carbon fibers. Based on these results, it was proven that the elongated morphology of the fibers increases the probability of contact between the pores, because with only 2 vol. % of PVAl fibers, we obtained a total porosity of 33.3%, apparent porosity of 17.4% and the specific permeability of 6.32x10-12 m², flexural strength of 134.3 MPa, this value is twice than when it is used 50 vol. % sucrose as a precursor agent with equivalent permeability. The physical properties of porogenic agent such as thermal expansion, dimensions and relation length versus diameter affect greatly the porosity, pore percolation and integrity of the matrix.

En aquest treball, es presenta l'estudi de les propietats de fractura de films de polipropilè (PP) i copolímers etilè-propilè en blocs (EPBC) per mitjà de la tècnica del Treball Essencial de Fractura (EWF). Aquesta tècnica es mostra com una alternativa molt adapatada per a l'aplicació de la Mecànica de la Fractura a films dúctils, i permet separar l'energia total de fractura en un terme essencial, que fa referència al treball real de fractura, i un terme no essencial, relatiu a la dissipació d'energia de deformació plàstica al voltant del camí de fractura.En una primera part, s'estudien les condicions òptimes d'assaig de la técnica EWF per aplicar-la a films de polímers dúctils, analitzant la influència de variables d'assaig com són les dimensions de la proveta, la velocitat d'assaig o el mode de fractura.En una segona part, s'ha estudiat la relació entre els paràmetres de fractura obtinguts mitjançant la tècnica EWF i diferents propietats referents a l'estructura del material. Entre aquestes, s'ha analitzat la influència de les característiques cristal·lines, modificades per un procés de recuit previ als assajos, i del contingut d'etilè a diferents temperatures d'assaig. S'han aplicat nombroses tècniques de caracterització tant mecàniques i de fractura com físico-químiques.Els resultats mostren que el mètode EWF s'adapta bé a la necessitat de caracteritzar la fractura de films polimèrics, i permet estudiar la relació entre la seva estructura i les propietats de fractura que presenten. Alhora, es plantegen diferents modificacions del mètode que permeten potenciar les seves possibilitats. S'observa que al millorar la perfecció cristalina dels materials estudiats, el terme essencial augmenta en detriment del terme no essencial. També es demostra que la presència d'etilè en els EPBC minimitza la gran dependència que presenten les propietats de fractura del PP homopolímer en variar la temperatura, i es relaciona aquest comportament amb els canvis dels mecanismes de deformació predominants en el material. / En este trabajo, se presenta el estudio de las propiedades de fractura de films de polipropileno (PP) y copolímeros etileno-propileno (EPBC) por medio de la técnica del Trabajo Esencial de Fractura (EWF). Esta técnica se muestra como una alternativa muy adaptada para la aplicación de la Mecánica de la Fractura en films dúctiles, y permite separar la energía total de fractura en un término esencial, que hace referencia al trabajo real de fractura, y un término no esencial, relativo a la disipación de energía de deformación plástica alrededor del camino de fractura.En una primera parte, se estudian las condiciones óptimas de ensayo de la técnica WF para aplicarla a films de polímeros dúctiles, estudiando la influencia de variables de ensayo como son las dimensiones de probeta, la velocidad de ensayo o el modo de fractura.En una segunda parte, se ha estudiado la relación entre los parámetros de fractura obtenidos mediante la técnica EWF y distintas propiedades referentes a la estructura del material. Entre éstas, se ha analizado la influencia de las características cristalinas, modificadas por un proceso de recocido previo a los ensayos, y del contenido de etileno a diferentes temperaturas de ensayo. Se han aplicado numerosas técnicas de caracterización, tanto mecánicas y de fractura como físico-químicas.Los resultados muestran que el método EWF se adapta bien a la necesidad de caracterizar la fractura de films poliméricos, y permite estudiar la relación entre su estructura y las propiedades de fractura que presentan. También se plantean diferentes modificaciones del método que permiten potenciar sus posibilidades. Se observa que al mejorar la perfección cristalina de los materiales estudiados, el término esencial aumenta en detrimento del término no esencial. También se demuestra que la presencia de etileno en los EPBC minimiza la gran dependencia que presentan las propiedades de fractura del PP homopolímero al variar la temperatura, y se relaciona este comportamiento con los cambios de los mecanismos de deformación predominantes en el material. / In this work, the study of the fracture properties of polypropylene (PP) and ethylene-propylene block copolymers (EPBC) films by means of the Essential Work of Fracture (EWF) method is presented. This method is considered as a suitable alternative for applying Fracture Mechanics to ductile films, allowing the separation of the total fracture energy into two different items: an essential term, related to the actual fracture work, and a non essential term, related to the plastic deformation energy dissipation occurring in the region surrounding the fracture path.In a first part, the optimal EWF method test conditions for ductile plastic films are studied, by analysing the influence of such test variables as the specimen dimensions, the test rate or the fracture mode.In a second part, the relationship between the fracture parameters obtained by applying the EWF method and different materials structural properties are studied. Among these properties, the influence of the crystalline characteristics, modified by an annealing process before the tests, and that of the ethylene content at different test temperatures have been analysed.Various mechanical, fracture and physico-chemical characterisation techniques have been applied.The results show that the EWF method is very suitable to assess the fracture of polymeric films, and therefore to study the relationship between their structure and the fracture properties that they present. In addition, various modifications of the method are proposed in order to improve its possibilities.It is observed that as the crystalline perfection grows, the essential term increases but the non-essential term decreases. It is also shown that the ethylene presence in the EPBC minimises the strong temperature dependence shown by the fracture properties of the PP homopolymer. This behaviour is related to the predominant deformation mechanisms in the material. / Cet ouvrage présente l'étude des propriétés de rupture de films de polypropylène (PP) et de copolymères éthylène-propylène en blocs (EPBC) par moyen de la methode du Travail Essentiel de Rupture (EWF). Cette technique se révèle comme une alternative très adaptée à l'application de la Mécanique de la Rupture aux films ductiles, et permet la séparation de l'énergie totale de rupture en un terme essentiel, qui fait référence au travail réel de rupture, et en un terme non essentiel, relatif à la dissipation d'énergie de déformation plastique autour du chemin de rupture.Dans une première partie, les conditions optimales d'essai de la technique EWF pour l'application aux polymères ductiles sont étudiées, tout en analysant l'influence de variables d'essai telles que les dimensions de l'éprouvette, la vitesse de l'essai, ou le mode de rupture. La deuxième partie est consacrée à l'étude de la relation entre les paramètres de rupture obtenus par la méthode EWF et différentes propriétés de la structure du matériau. Parmis celles-ci, nous avons analysé l'influence des caractéristiques cristallines, modifiées par un processus de recuit préalable aux essais, et de l'effet du contenu en éthylène à différentes températures d'essai. Plusieurs techniques de caractérisation, aussi bien mécaniques, que de rupture, que physico-chimiques ont été utilisées.Les résultats montrent que la méthode EWF est très adaptée à la caractérisation de la rupture de films de polymères, et permet d'étudier la relation entre leur structure et leurs propriétés de rupture. Nous présentons, aussi, différentes approches modifiées de la technique EWF qui permettent d'accroître son potentiel. Il est observé que, quand la perfection cristalline des matériaux étudiés augmente, le terme essentiel augmente lui aussi, mais le terme non essentiel présente une tendance opposée. De même, il est démontré que la présence d'ethylène dans les EPBC a un effet de minimisation de l'importante dépendence que le PP homopolymère présente vis-à-vis de la température, et ce comportement est relié aux changements des mécanismes de déformation prédominants dans le matériau.

Uma parcela substancial das rodovias do país apresenta processos de deterioração graves de seus pavimentos, fato que acarreta sérios impactos econômicos, sociais e ambientais, resultando em aumento do consumo de combustível, dos gastos com manutenção dos veículos, da frequência de engarrafamentos e do tempo gasto em deslocamentos. A utilização de recapeamentos ou overlays de concreto tem demonstrado ser uma alternativa sustentável e econômica para a reabilitação de pavimentos. No entanto, em muitos casos, os overlays de concreto não tem conseguido prevenir a ocorrência de fissuração por reflexão. Os Engineered Cementitious Composite (ECCs) são um tipo especial de compósitos cimentícios de alto desempenho reforçados com fibras, cuja principal característica é a altíssima ductilidade. Esta propriedade faz com que os mesmos sejam capazes de superar muitas das limitações dos overlays de concreto tradicionais. Fibras de PVA com uma camada superficial modificada foram especialmente desenvolvidas para serem empregadas no reforço de ECCs (ou PVAECC). O custo de tais fibras é o principal responsável pelo elevado custo dos ECCs, o que pode inviabilizar seu emprego em alguns casos. Buscando alternativas, este estudo se focou na investigação da possibilidade de uso de fibras de polipropileno (PP) de alto desempenho. Estas fibras, com custo mais atraente, já são produzidas comercialmente no Brasil, e usadas na produção de fibrocimento. As mesmas se demonstraram adequadas para uso como reforço em ECCs (ou PPECC), sendo capazes de garantir que se atinja um comportamento dúctil através do desenvolvimento de um processo de múltipla fissuração. Um resultado importante foi que a dimensão média da abertura das fissuras nos PPECC foi de 10 m, enquanto nos PVAECC a mesma era 60 m. Este resultado pode resultar em incrementos na durabilidade de estruturas. Além disto, o trabalho investigou o comportamento à flexão e fadiga dos ECCs reforçados com fibras de polipropileno. Os resultados demonstraram que os compósitos produzidos com cimento Portland tipo V-ARI não se comportam adequadamente à fadiga, uma vez que ocorre a deterioração das fibras. Por outro lado, os compósitos produzidos com cimento tipo I, já usualmente empregado em ECCs, apresentaram resultados satisfatórios. Um modelo de previsão de vida útil foi gerado para recapeamentos de PPECC, PVAECC e concreto, em função das espessuras dos revestimentos. O mesmo indicou que os ECCs requerem camadas 1,5 a 2,5 vezes mais finas que as usuais de concreto. O material foi, então, testado especificamente quanto à resistência à fissuração por reflexão. Os resultados demonstraram que o PPECC pode modificar o modo de ruptura frágil dos recapeamentos através do processo de múltipla fissuração. Na última etapa do trabalho foi realizada uma análise do ciclo de vida e dos custos do ciclo de vida de quatro diferentes sistemas de recapeamento – concreto, asfalto, PVAECC e PPECC. Os resultados mostram que os overlays de ECCs são bastante atrativos, pois diminuem tanto o consumo de energia associado aos processos de projeto, construção e manutenção do recapeamento, bem como reduzem a liberação de emissões gasosas à atmosfera, constituindo uma alternativa mais sustentável que as demais. Os sistemas de recapeamento com ECC também resultaram em vantagens econômicas. Apesar do alto custo inicial, a menor frequência de atividades de manutenção resulta em uma redução do custo total ao longo do período de 40 anos considerado. Isto representa uma importante economia em termos de custos diretos para os responsáveis pelas rodovias. De forma geral, o trabalho evidenciou a viabilidade de uso dos PPECCs para reabilitação de pavimentos. / Many old pavements in service today are approaching the end of their design service lives. Others are in dire need of major repair to continue serving, resulting in economical, environmental and social impacts by increasing vehicle fuel consumption and maintenance costs, traffic jam and delays. For pavements subject to moderate and heavy traffic, concrete overlays are increasingly being used as a cost effective and sustainable rehabilitation technique. However, concrete overlays have some physical limitations that contribute to durability concerns, which increase the probability of pavement overlay failure and maintenance frequency. Consequently, alternative materials are being developed to improve overlay performance. Engineered Cementitious Composites (ECC) are a special type of high performance fiber reinforced cementitious composites, designed for high ductility and damage tolerance which may overcome concrete overlay limitations. Polyvinylalcohol (PVA) fibers with special coating are typically used as reinforcement of ECC. Although some successful field application of PVAECC, the use of ECC is restrained by the high cost of the material, consequence of high PVA fibers cost. This research is focused on the investigation of using high tenacity polypropylene fibers as reinforcement of engineered cementitious composites (PPECC). Those fibers are produced and available in Brazil for fibrocement industry by less than half price of PVA fibers. PP fibers have demonstrated good performance in reinforcing ECC, assuring composite strain-hardening behavior through the development of multiple cracking processes. An important finding was the tinier crack opening of PPECC – 10 m average- comparing to PVAECC – 60 m average. This result may result in higher material durability. Furthermore, flexural and fatigue behavior or ECCs reinforced with PP fibers were investigated. Results have shown that Portland cement type V (high early strength) is not adequate for PPECCs subject to fatigue loading, resulting in fiber deterioration and premature rupture. By the other hand, promising results were found with cement ordinary type I, usually used in ECC production. A model of service life prediction was developed for PPECC, PVAECC and concrete overlays correlated to overlay thickness. Results have shown that ECCs may reduce overlay thickness in 1.5 to 2.5 times the usual thickness of overlay concrete. Reflective cracking resistance of PPECC was also testes. From the results it is possible to deduce that PPECC may modify typical rupture mode of concrete overlays through the development of multiple cracking. In the last stage of this work, life cycle analyses and life cycle cost analyses of four different overlays systems – concrete, hot mix asphalt, PVAECC and PPECC – were carried out. The results of this study have shown that an ECC overlay system have lower environmental burdens, reducing the energy consumption related to design, construction and maintenance activities, reducing green house effect as well. Life cycle costs analyses over a 40 years service life revealed that PPECC is the most economical overlay system compared to concrete, hot mix asphalt and PVAECC overlay systems. Agency costs are significantly reduced by adopting PPECC overlays. PPECC is a feasible alternative for pavement rehabilitation.

A estrutura básica predomínante encontrada em todos os copolímeros foi a de longos blocos de polipropileno cristalizáveis, separados por unidades isoladas de etileno, que atuaram como defeitos cristalínos, reduzindo o grau de cristalínidade, além da perfeição e da espessura dos cristais. O gradual aumento do teor de etileno nas amostras origínais, até aproximadamente5 moI % provocou redução progressiva no comprimento dos blocos de propileno em ambas as frações cristalizável e elastomérica. Acima daquela concentração, o etileno mostrou por principal efeito a elevação do teor de borracha de etileno-propileno(EPR), refletíndo-seem pronunciado aumento da resistência ao impacto dos copolímeros, com pouca alteração do comprimento das seqüências propiJênicas nas frações cristaJizáveJe elastomérica. A estrutura e a morfologia da borracha EPR gerada foram analisadas, observando-se sua excepcional dispersão na fase contínua cristalína. Análise das curvas de fusão por DSC, utilizando-se conceitos cínéticos, demonstrou a existência de uma energia de ativação aparente de fusão, associada à introdução de unidades etilênicas nas cadeias, e relacionada ao processo de fusão dos cristais poliméricos. A redução de cristalínidade das amostras e o aumento de mobilidade de cadeia da fase amorfa para teores crescentes de etileno resultaram em redução da rigidez dos copolímeros. Propriedades ópticas, como "haze" e brilho mostraram-se dependentesdo balanço entre o teor de cristais e o teor de borracha. Um balanço global das propriedades analisadas sugere uma composição ótima para aplicações típicas de copolímeros de propileno-etileno aquela com teores de etileno entre 4 e 6 moI % (aproximadamente 3 -4 % em massa). / ln this work, one polypropylene homopolymer and six propylene-ethylenecopolymers, showing ethylene composition between 2.4 and 7.9 moI %, were synthesized and characterized. Structure, morphology and physical properties were correlated. The polymers were obtained by buIk polymerization in laboratory reactors, through high activity MgCb / TiC4 based catalysts. The influence of ethylene content on molecular structure, morphology and physical properties was studiedby the application of several techniques. The predominant structure in alI copolymer was concluded to be long crystallizable propylene blocks interrupted by isolated ethylene units, these acting as crystalline deffects, lowering the degree of crystalIinity as welI as crystal perfection and thickness. The gradual increase in the ethylenecontent of the original samples up to about 5 moI% produced progressive reduction in the length of propylene blocks both in crystallizable and elastomeric fractions. For higher concentrations, the main effect of ethylene was the rising of the ethylene-propylenerubber (EPR) content, resulting in sharp impact resistance increase, but not changing significantly the length of propylene sequences in the crystallizable and elastomeric fractions. Structure and morphology of the generated EPR were analysed, showing very high rubber dispersion in the continuous crystalline phase. Analysis of the melting curves from differential scanning calorimetry by using kinetic concepts demonstrated the existence of an apparent melting activation energy associated to the introduction of ethyleneunits in the chains, and related to the melting process of polymer crystals. The decrease in crystallinity and the increase in the amorphous phase chain mobility, observed for increasing ethylenecontents, resulted in reduction of copolymers rigidity. Optical properties like haze and gloss were observed to be dependenton the balance of crystal and rubber contents. A global balance of the properties analysed suggests an optimal composition of 4 to 6 moI % (approximately 3 to 4 weight %) ethylene for typical applications of propylene-ethylene copolymers.

As fissuras palatinas são problemas frequentes na rotina hospitalar em humanos assim como nos animais. Nas últimas décadas, diferentes técnicas cirúrgicas foram empregadas para a correção dos defeitos palatinos, entretanto, não possuem uma eficácia satisfatória em fendas que apresentam um grande defeito ósseo. Através do exposto acima, buscam-se novas alternativas para a reconstrução de fendas palatinas, sendo a engenharia de tecidos uma alternativa de tratamento para tal afecção. Este estudo possui a finalidade de avaliar a utilização da tela de polipropileno acrescida com MSC (células-tronco mesenquimais) e selante de fibrina em um modelo experimental de correção de fenda palatina em suínos, avaliando-se a cicatrização de tecido mucoso e ósseo do palato duro. Com isso, objetiva-se desenvolver uma nova técnica de reconstrução de fendas palatinas baseada na engenharia de tecidos. O estudo foi desenvolvido em duas etapas, uma in vitro e outra in vivo. O projeto in vitro avaliou duas técnicas de cultivo de MSC em diferentes placas de cultura, utilizando dois tipos de telas de polipropileno (macroporosa e microporosa) durante um período de quinze dias, para obter as melhores condições de interação entre a tela e as células. Em todas as formas de cultivo houve aderências das MSC, entretanto, o melhor protocolo foi na tela microporosa no período de sete dias de cultivo e em placas sem metacrilato. Para o estudo in vivo, foram utilizados 12 suínos, distribuídos em quatro grupos de igual número: grupo que utilizou somente tela de polipropileno (GT); tela de polipropileno associada à MSC e selante de fibrina (GTCF); tela de polipropileno e MSC (GTC); tela de polipropileno e selante de fibrina (GTF). Em todos os animais foi realizada a fenda palatina e colocação do enxerto conforme cada grupo. Os suínos foram avaliados quanto à presença de inflamação, cicatrização e deiscência de sutura no implante do palato. Após quinze dias os animais foram eutanasiados e os palatos avaliados por histologia pela coloração de HE e Picrosirius Red. A tela de polipropileno associada com MSC demonstrou ser melhor, entre os demais protocolos estudados neste trabalho, para correção de fenda palatina. Forneceu completa cicatrização óssea e da mucosa oral e nasal em um período de quinze dias, demonstrando ser uma nova técnica segura e eficaz, possuindo um potencial significativo para correção de fenda palatina. / Cleft palates are common problems in the hospital routine in humans and animals. In recent decades, different surgical techniques were employed for the correction of palatal defects, however, do not have a satisfactory efficacy in cracks that have a large bone defect. Through the above, seek new alternatives for the reconstruction of cleft palates, and tissue engineering an alternative treatment for this condition. This study has the purpose of evaluating the use of enhanced polypropylene mesh with MSC (mesenchymal stem cell) and fibrin sealant in an experimental model of cleft palate repair in pigs, assessing the healing of mucosal tissue and bone of the hard palate. Thus, the objective is to develop a new technique for reconstruction of cleft palates based on tissue engineering. The study was conducted in two stages, one in vitro and another in vivo. The project in vitro evaluated two MSC cultivation techniques in different culture plates using two types of polypropylene meshes (macroporous and microporous) over a period of fifteen days, to get the best conditions for interaction between the screen and the cells. In all forms of cultivation were MSC adhesions; however the best protocol was the microporous screen in the seven days of culture plates and without methacrylate. For the in vivo study, we used 12 pigs, divided into four equal groups: group using only polypropylene mesh (GT); polypropylene mesh associated with MSC and fibrin sealant (GTCF); polypropylene mesh associated with MSC (GTC); polypropylene mesh and fibrin sealant (GTF). In all animals was performed cleft palate and graft placement as each group. The pigs were evaluated for the presence of inflammation, scarring and wound dehiscence in the palatal implant. After fifteen days the animals were euthanized and palates assessed by histology staining by HE and Sirius Red. The polypropylene mesh associated with MSC proved to be the best, among others protocols studied in this work, to cleft palate correction. Provided complete bone healing and oral and nasal mucosa in a period of fifteen days, proving to be a new safe and effective technique, having a significant potential for cleft palate correction.

A estrutura básica predomínante encontrada em todos os copolímeros foi a de longos blocos de polipropileno cristalizáveis, separados por unidades isoladas de etileno, que atuaram como defeitos cristalínos, reduzindo o grau de cristalínidade, além da perfeição e da espessura dos cristais. O gradual aumento do teor de etileno nas amostras origínais, até aproximadamente5 moI % provocou redução progressiva no comprimento dos blocos de propileno em ambas as frações cristalizável e elastomérica. Acima daquela concentração, o etileno mostrou por principal efeito a elevação do teor de borracha de etileno-propileno(EPR), refletíndo-seem pronunciado aumento da resistência ao impacto dos copolímeros, com pouca alteração do comprimento das seqüências propiJênicas nas frações cristaJizáveJe elastomérica. A estrutura e a morfologia da borracha EPR gerada foram analisadas, observando-se sua excepcional dispersão na fase contínua cristalína. Análise das curvas de fusão por DSC, utilizando-se conceitos cínéticos, demonstrou a existência de uma energia de ativação aparente de fusão, associada à introdução de unidades etilênicas nas cadeias, e relacionada ao processo de fusão dos cristais poliméricos. A redução de cristalínidade das amostras e o aumento de mobilidade de cadeia da fase amorfa para teores crescentes de etileno resultaram em redução da rigidez dos copolímeros. Propriedades ópticas, como "haze" e brilho mostraram-se dependentesdo balanço entre o teor de cristais e o teor de borracha. Um balanço global das propriedades analisadas sugere uma composição ótima para aplicações típicas de copolímeros de propileno-etileno aquela com teores de etileno entre 4 e 6 moI % (aproximadamente 3 -4 % em massa). / ln this work, one polypropylene homopolymer and six propylene-ethylenecopolymers, showing ethylene composition between 2.4 and 7.9 moI %, were synthesized and characterized. Structure, morphology and physical properties were correlated. The polymers were obtained by buIk polymerization in laboratory reactors, through high activity MgCb / TiC4 based catalysts. The influence of ethylene content on molecular structure, morphology and physical properties was studiedby the application of several techniques. The predominant structure in alI copolymer was concluded to be long crystallizable propylene blocks interrupted by isolated ethylene units, these acting as crystalline deffects, lowering the degree of crystalIinity as welI as crystal perfection and thickness. The gradual increase in the ethylenecontent of the original samples up to about 5 moI% produced progressive reduction in the length of propylene blocks both in crystallizable and elastomeric fractions. For higher concentrations, the main effect of ethylene was the rising of the ethylene-propylenerubber (EPR) content, resulting in sharp impact resistance increase, but not changing significantly the length of propylene sequences in the crystallizable and elastomeric fractions. Structure and morphology of the generated EPR were analysed, showing very high rubber dispersion in the continuous crystalline phase. Analysis of the melting curves from differential scanning calorimetry by using kinetic concepts demonstrated the existence of an apparent melting activation energy associated to the introduction of ethyleneunits in the chains, and related to the melting process of polymer crystals. The decrease in crystallinity and the increase in the amorphous phase chain mobility, observed for increasing ethylenecontents, resulted in reduction of copolymers rigidity. Optical properties like haze and gloss were observed to be dependenton the balance of crystal and rubber contents. A global balance of the properties analysed suggests an optimal composition of 4 to 6 moI % (approximately 3 to 4 weight %) ethylene for typical applications of propylene-ethylene copolymers.

Uma parcela substancial das rodovias do país apresenta processos de deterioração graves de seus pavimentos, fato que acarreta sérios impactos econômicos, sociais e ambientais, resultando em aumento do consumo de combustível, dos gastos com manutenção dos veículos, da frequência de engarrafamentos e do tempo gasto em deslocamentos. A utilização de recapeamentos ou overlays de concreto tem demonstrado ser uma alternativa sustentável e econômica para a reabilitação de pavimentos. No entanto, em muitos casos, os overlays de concreto não tem conseguido prevenir a ocorrência de fissuração por reflexão. Os Engineered Cementitious Composite (ECCs) são um tipo especial de compósitos cimentícios de alto desempenho reforçados com fibras, cuja principal característica é a altíssima ductilidade. Esta propriedade faz com que os mesmos sejam capazes de superar muitas das limitações dos overlays de concreto tradicionais. Fibras de PVA com uma camada superficial modificada foram especialmente desenvolvidas para serem empregadas no reforço de ECCs (ou PVAECC). O custo de tais fibras é o principal responsável pelo elevado custo dos ECCs, o que pode inviabilizar seu emprego em alguns casos. Buscando alternativas, este estudo se focou na investigação da possibilidade de uso de fibras de polipropileno (PP) de alto desempenho. Estas fibras, com custo mais atraente, já são produzidas comercialmente no Brasil, e usadas na produção de fibrocimento. As mesmas se demonstraram adequadas para uso como reforço em ECCs (ou PPECC), sendo capazes de garantir que se atinja um comportamento dúctil através do desenvolvimento de um processo de múltipla fissuração. Um resultado importante foi que a dimensão média da abertura das fissuras nos PPECC foi de 10 m, enquanto nos PVAECC a mesma era 60 m. Este resultado pode resultar em incrementos na durabilidade de estruturas. Além disto, o trabalho investigou o comportamento à flexão e fadiga dos ECCs reforçados com fibras de polipropileno. Os resultados demonstraram que os compósitos produzidos com cimento Portland tipo V-ARI não se comportam adequadamente à fadiga, uma vez que ocorre a deterioração das fibras. Por outro lado, os compósitos produzidos com cimento tipo I, já usualmente empregado em ECCs, apresentaram resultados satisfatórios. Um modelo de previsão de vida útil foi gerado para recapeamentos de PPECC, PVAECC e concreto, em função das espessuras dos revestimentos. O mesmo indicou que os ECCs requerem camadas 1,5 a 2,5 vezes mais finas que as usuais de concreto. O material foi, então, testado especificamente quanto à resistência à fissuração por reflexão. Os resultados demonstraram que o PPECC pode modificar o modo de ruptura frágil dos recapeamentos através do processo de múltipla fissuração. Na última etapa do trabalho foi realizada uma análise do ciclo de vida e dos custos do ciclo de vida de quatro diferentes sistemas de recapeamento – concreto, asfalto, PVAECC e PPECC. Os resultados mostram que os overlays de ECCs são bastante atrativos, pois diminuem tanto o consumo de energia associado aos processos de projeto, construção e manutenção do recapeamento, bem como reduzem a liberação de emissões gasosas à atmosfera, constituindo uma alternativa mais sustentável que as demais. Os sistemas de recapeamento com ECC também resultaram em vantagens econômicas. Apesar do alto custo inicial, a menor frequência de atividades de manutenção resulta em uma redução do custo total ao longo do período de 40 anos considerado. Isto representa uma importante economia em termos de custos diretos para os responsáveis pelas rodovias. De forma geral, o trabalho evidenciou a viabilidade de uso dos PPECCs para reabilitação de pavimentos. / Many old pavements in service today are approaching the end of their design service lives. Others are in dire need of major repair to continue serving, resulting in economical, environmental and social impacts by increasing vehicle fuel consumption and maintenance costs, traffic jam and delays. For pavements subject to moderate and heavy traffic, concrete overlays are increasingly being used as a cost effective and sustainable rehabilitation technique. However, concrete overlays have some physical limitations that contribute to durability concerns, which increase the probability of pavement overlay failure and maintenance frequency. Consequently, alternative materials are being developed to improve overlay performance. Engineered Cementitious Composites (ECC) are a special type of high performance fiber reinforced cementitious composites, designed for high ductility and damage tolerance which may overcome concrete overlay limitations. Polyvinylalcohol (PVA) fibers with special coating are typically used as reinforcement of ECC. Although some successful field application of PVAECC, the use of ECC is restrained by the high cost of the material, consequence of high PVA fibers cost. This research is focused on the investigation of using high tenacity polypropylene fibers as reinforcement of engineered cementitious composites (PPECC). Those fibers are produced and available in Brazil for fibrocement industry by less than half price of PVA fibers. PP fibers have demonstrated good performance in reinforcing ECC, assuring composite strain-hardening behavior through the development of multiple cracking processes. An important finding was the tinier crack opening of PPECC – 10 m average- comparing to PVAECC – 60 m average. This result may result in higher material durability. Furthermore, flexural and fatigue behavior or ECCs reinforced with PP fibers were investigated. Results have shown that Portland cement type V (high early strength) is not adequate for PPECCs subject to fatigue loading, resulting in fiber deterioration and premature rupture. By the other hand, promising results were found with cement ordinary type I, usually used in ECC production. A model of service life prediction was developed for PPECC, PVAECC and concrete overlays correlated to overlay thickness. Results have shown that ECCs may reduce overlay thickness in 1.5 to 2.5 times the usual thickness of overlay concrete. Reflective cracking resistance of PPECC was also testes. From the results it is possible to deduce that PPECC may modify typical rupture mode of concrete overlays through the development of multiple cracking. In the last stage of this work, life cycle analyses and life cycle cost analyses of four different overlays systems – concrete, hot mix asphalt, PVAECC and PPECC – were carried out. The results of this study have shown that an ECC overlay system have lower environmental burdens, reducing the energy consumption related to design, construction and maintenance activities, reducing green house effect as well. Life cycle costs analyses over a 40 years service life revealed that PPECC is the most economical overlay system compared to concrete, hot mix asphalt and PVAECC overlay systems. Agency costs are significantly reduced by adopting PPECC overlays. PPECC is a feasible alternative for pavement rehabilitation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MENA_Rodrigo_2013.pdf: 2867164 bytes, checksum: bfe45eefdca81e4813750dfe0d6cfc15 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / It is known that polypropylene is degraded in the presence of UV radiation, making difficult its use in applications where occurs this kind of radiation. This situation arises a need to improve the properties of polypropylene under photodegradation. Some work was done in order to improve the surface properties of the polypropylene film with deposition of organosilicon, but the photoprotection caused by these films is still poorly studied. The purpose of this study was to deposit a film prepared from organosilicon plasmas of HMDSO (Hexamethyldisiloxane) on the surface of polypropylene films and verify the protection provided against photodegradation. Depending on the plasma deposition conditions, we detected a variation in the protection exerted by the deposited film. Among the tests, the chemical vapor deposition on low pressure plasma by radio frequency of 13.56 MHz using a mixture of gases with pressure O2/HMDSO added 6 Pa and a power of 80 W for a period of 1 h showed the best protection results, measured by comparing the evolution of the area in the region with the carbonyl peak at 1722 cm-1. FEG-SEM analysis showed that the film generated have adhesion to the substrate. Profilometry analyzes demonstrated that increasing the deposition time increases the film thickness and decreases its surface roughness. / É sabido que o polipropileno sofre degradação na presença de radiação UV, dificultando a sua utilização em aplicações onde ocorre incidência deste tipo de radiação. Surge assim a necessidade de se melhorar as propriedades do polipropileno em relação à fotodegradação. Alguns trabalhos foram desenvolvidos no sentido de melhorar as propriedades superficiais do polipropileno com a deposição de filmes de organosilicone, mas a fotoproteção originada por estes filmes ainda é pouco estudada. O propósito do presente trabalho foi o de depositar um filme organosilicone preparado a partir de plasmas de HMDSO (Hexametildisiloxano) sobre a superfície de filmes de polipropileno e verificar a proteção fornecida contra a fotodegradação. Dependendo das condições de deposição a plasma empregadas, detectou-se uma variação na proteção exercida pelo filme depositado. Dentre os testes realizados, a deposição de vapor químico por plasma de baixa pressão de radiofrequência de 13,56 MHz usando uma mistura de gases de O2/HMDSO com pressão de somada de 6 Pa e com uma potência de 80 W pelo período de 1 h foi a que apresentou melhores resultados de proteção, medida pela comparação da evolução da área da carbonila na região com pico em 1722 cm-1 As análises SEMFEG demonstraram que o filme formado tem adesão ao substrato. As análises de perfilometria demonstraram que o aumento do tempo de deposição aumenta a espessura do filme e diminui sua rugosidade.

Submitted by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-06T14:06:00Z No. of bitstreams: 1 CUNHA_Renata Nobre_2015.pdf: 4188070 bytes, checksum: e3ce0855ad0ef713f742b69cf2bfa791 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-06T14:06:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CUNHA_Renata Nobre_2015.pdf: 4188070 bytes, checksum: e3ce0855ad0ef713f742b69cf2bfa791 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-06T14:06:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CUNHA_Renata Nobre_2015.pdf: 4188070 bytes, checksum: e3ce0855ad0ef713f742b69cf2bfa791 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-06T14:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CUNHA_Renata Nobre_2015.pdf: 4188070 bytes, checksum: e3ce0855ad0ef713f742b69cf2bfa791 (MD5) Previous issue date: 2014-11-26 / Outra / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The growing awareness of the importance of environmental protection and the possible impacts caused by production processes boost to research methods to better understand and reduce these problems. Assessment Life Cycle Assessment (LCA) is a widely used technique that seeks to assess the environmental aspects and minimize potential impacts in the life cycle of products or processes. A detailed description of the environmental aspects of the product is called Life Cycle Inventory (LCI), which organizes the input data and output of product or process, considering the raw materials, water and energy consumption, air emissions, liquid effluents, solid waste, among others. Thus, this work presents the ICV flexible polypropylene film (BOPP) produced in Brazil by a company located in the region of Sorocaba, to provide subsidies for the production of BOPP film that contribute to the construction of the LCA database representative of the Brazilian reality. To do this, it used the scope of the "cradle-to-gate", which considers environmental aspects from the extraction of raw materials to the factory gate. They were considered as subsystems of the representative model of the production of BOPP system of petroleum extraction; petroleum refining - production of naphtha; production of propylene; production of PP resin; production of BOPP film; and maritime transport (imported petroleum) and road (PP resin). For the preparation of the inventory, using primary and secondary data, collected in the company producer of BOPP and bibliographical research, respectively. From the inventory analysis, were identified and discussed the most representative environmental aspects (water consumption, energy source and emissions of CO, CO2, particulate matter, SOx, NOx and CxHy) each subsystem inventory of the production of BOPP film under study. The greatest contribution of subsystems for the consumption of water and energy were the production of the resin PP and the production of BOPP film. In all subsystems CO2 emissions was representative, being the propylene production subsystem what else issued, presenting also representing contributions in CO, SOx, NOx and CxHy. / A crescente conscientização sobre a importância da proteção ambiental e dos possíveis impactos causados pelos processos produtivos impulsiona a se pesquisar métodos para melhor compreender e diminuir estes problemas. A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma técnica muito utilizada que busca avaliar os aspectos ambientais e minimizar os impactos potenciais no ciclo de vida de produtos ou processos. A descrição detalhada dos aspectos ambientais chama-se Inventário do Ciclo de Vida (ICV), no qual organiza os dados de entrada e saída de produto ou processo, considerando as matérias-primas, consumo de água e energia, emissões atmosféricas, efluentes líquidos, resíduos sólidos, entre outros. Deste modo, este trabalho apresenta o ICV do filme flexível de polipropileno biorientado (BOPP) produzido no Brasil por uma empresa localizada na região de Sorocaba, para fornecer subsídios referentes à produção do filme de BOPP que contribuam com a construção do banco de dados de ACV representativo da realidade brasileira. Para tal, foi utilizada a abrangência do "berço ao portão", que considera os aspectos ambientais desde a extração das matérias-primas até o portão da fábrica. Foram considerados como subsistemas do modelo representativo do sistema produtivo do BOPP a extração do petróleo; refino do petróleo - produção da nafta; produção do propeno; produção da resina de PP; produção do filme de BOPP; e os transportes marítimo (do petróleo importado) e rodoviário (da resina de PP). Para a elaboração do inventário, utilizou-se dados primários e secundários, coletados na empresa produtora do BOPP e de pesquisas bibliográficas, respectivamente. A partir da análise do inventário, foram identificados e discutidos os aspectos ambientais mais representativos (consumo de água, fonte energética, e emissões de CO, CO2, material particulado, SOx, NOx, e CxHy) a cada subsistema do inventário da produção do filme de BOPP em estudo. Os subsistemas de maior contribuição para o consumo da água e energia foram a produção da resina de PP e a produção do filme de BOPP. Em todos os subsistemas a emissão de CO2 foi representativa, sendo o subsistema da produção do propeno o que mais emitiu, apresentando, também, representativas contribuições nas emissões de CO, SOx, NOx e CxHy.