Orientador: Steven Frederick Durrant / Banca: José Humberto Dias da Silva / Banca: José Roberto Ribeiro Bortoleto / Banca: Johnny Vilcarromero Lopez / Banca: Adriana de Oliveira Delgado Silva / Resumo: O politetrafluoretileno (PTFE) e a poliamida 6 (PA 6) são polímeros que têm excelentes qualidades mecânicas, elétricas e químicas. Por isto, são utilizados em diversos componentes de equipamentos mecânicos e elétricos entre várias outras aplicações. Entretanto o PTFE possui um ângulo de contato com a água (WCA) de cerca de 120º e a PA 6 um WCA de cerca de 60º. Isto, especialmente no caso do PTFE, diminui a sua adesividade com outros materiais. Para resolver este problema várias técnicas têm sido sugeridas, como, por exemplo, tratamentos químicos e tratamento a plasma. Entre elas o tratamento a plasma, que tem a vantagem de produzir modificações apenas na superfície, não alterando o interior do material. O objetivo deste trabalho é estudar como o WCA varia em função dos parâmetros do tratamento a plasma de nitrogênio, a pressão do gás (p), a potência (P) e o tempo de tratamento (t). O nitrogênio foi escolhido por ser um gás cujo plasma, segundo a literatura, causa reduções significativas no ângulo de contato da superfície de polímeros. Várias séries de tratamento foram conduzidas, tanto para o PTFE quanto para a PA 6. Foram obtidas reduções significativas no WCA, ocorrendo o resultado notável de WCA = 0º para p = 2,6 Pa, P = 300 W e t = 30 min, tanto para o PTFE quanto para a PA 6. Em função dos resultados, dentro do intervalo de parâmetros utilizado, concluiu-se que, de uma forma geral, o WCA diminui com a potência e com o tempo de tratamento, e que o WCA tem um comportamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyamide 6 (PA 6) are polymers that have excellent mechanical, electrical and chemical properties. Therefore, they are used in diverse mechanical and electrical equipment components among many other applications. However, PTFE has a water contact angle (WCA) about of 120º and PA 6 has a WCA about of 60º. This, especially for PTFE, decreases their adhesiveness with other materials. To solve this problem, many techniques have been proposed, such as chemical and plasma treatments. Among them the plasma treatment has the advantage of producing modifications on the surface only, altering the bulk. The objective of this work is to study how the WCA varies as a function of the nitrogen plasma treatment parameters, the gas pressure (p), the applied power (P) and the treatment time (t). Nitrogen plasmas were used in this study since, according the literature, such plasmas significantly reduce the surface contact angle of polymers. Several series of treatment were conducted, for PTFE as for PA 6. Significant reductions in WCA were obtained, including a WCA of 0º notable for p = 2.6 Pa, P = 300 W and t = 30 min, for PTFE as for PA 6. Thus, from the results, within the range of the parameters studied, it was concluded that, in general, the WCA diminishes as the power and as the treatment time increases, and that the WCA has a notable behavior as a function of the gas pressure, initially decreasing to reach a minimum (optimum) value of 0 º for p = 2.6 P... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O espessamento intimal e a reestenose que ocorrem após os procedimentos de angioplastia transluminal percutânea e/ou o implante de stents representam uma causa freqüente de falência destes procedimentos. O principal achado patológico responsável pela reestenose parece ser a hiperplasia intimal, já que o dispositivo intravascular é resistente ao remodelamento arterial geométrico. O propósito deste estudo é avaliar, através da morfometria digital, o espessamento intimal presente nas regiões da parede arterial imediatamente proximal e distal ao implante de um stent metálico em configuração em “Z “ não recoberto ou recoberto com PTFE. Vinte e cinco suínos de raça mista, com seis a dez semanas de idade, pesando em média 20 kg foram divididos em três grupos. No grupo I, cinco animais foram submetidos à exposição cirúrgica retroperitoneal da aorta abdominal, aortotomia e manipulação com uma bainha introdutora de 12 F. O grupo II incluiu dez animais que foram submetidos ao implante de um stent metálico auto-expansível não recoberto. No grupo III, incluindo também dez animais, foram implantados stents recobertos com PTFE. Após quatro semanas, todos os animais foram sacrificados e o segmento aorto-ilíaco foi removido. Quatro animais foram excluídos do estudo por trombose da aorta (um animal do grupo II e três animais do grupo III). Para a análise morfométrica foram utilizados os testes não paramétricos de Wilcoxon e de Kruskal-Wallis, para as comparações, respectivamente, no mesmo grupo e entre os grupos. Foi adotado o nível de significância de 5% ( p< 0,05). Quando os espécimes da parede arterial, imediatamente proximal e distal aos stents foram comparados, nenhuma diferença estatisticamente significativa foi encontrada entre as áreas luminal, intimal, média ou índice intimal em cada grupo. Na comparação entre os grupos, as áreas intimal, média e o índice intimal não demonstraram variação estatisticamente significativa. Foram identificadas diferenças entre os grupos quanto às áreas luminais proximais (p = 0,036) e distais (p=0,044). Pelo teste de comparações múltiplas para Kruskal-Wallis (Teste de Dunn) identificou-se diferença significativa entre os grupos I e II. Entretanto, quando estas variáveis foram controladas pelo fator peso (relação área luminal/peso) a diferença não foi mais observada. Concluímos que, após quatro semanas, stents recobertos com PTFE induzem um espessamento intimal justa-stent similar ao observado com stents não recobertos ou com a simples manipulação arterial com uma bainha introdutora. Neste modelo experimental suíno, de curto seguimento, o revestimento com PTFE não foi responsável por adicional espessamento intimal. / Intimal thickening and restenosis occurring after angioplasty and/or stent deployment constitutes a frequent determinant of failure of these procedures. The main pathologic finding responsible for restenosis seems to be intimal hyperplasia, since the intravascular device is resistant to geometric arterial wall remodeling. The purpose of this study is to evaluate, by means of digital morphometry, the intimal thickening present in the regions of the arterial wall proximal and distal to the implant of a naked or PTFE covered stainless steel Z stent. Twenty five crossbred pigs, 6 to 10 weeks old, weighing between 14 and 32 kg (average= 20 kg) kg were divided in three groups. Group I included five animals that were submitted to retroperitoneal exposure of the aorta, aortotomy and simple insertion of a 12 F sheath. Group II included those animals in which a naked stent was deployed. Finally, in group III included the use of a PTFE covered stent. After four weeks, all animals were submitted to euthanasia and the aorto-iliac segment was removed. Four animals were excluded from the study due to aortic thrombosis (one from group II and three from group III). Morphometric analysis was performed using the non-parametric Wilcoxon and Kruskal-Wallis tests to compare data within the group, and across groups, respectively. When specimens of the arterial wall immediately proximal and distal to the stents were compared, no statistically significant difference could be established regarding luminal, intimal and media areas or intimal index. It was not possible to find significant differences between the intimal and medial areas or the intimal index. According to the Kruskal-Wallis test, a significant difference between proximal (p=0,036) and distal (p=0,044) luminal areas was observed between groups. The Dunn test identified differences between groups I and II. However, when these variables were corrected regarding the weight factor (luminal area/ weight index) this difference was no longer seen. We conclude that, after four weeks, covered PTFE stents generate an intimal thickening similar to uncovered stents or simple catheter manipulation. In this experimental model, the PTFE material was not responsible for additional intimal thickening during this limited period of time.

O espessamento intimal e a reestenose que ocorrem após os procedimentos de angioplastia transluminal percutânea e/ou o implante de stents representam uma causa freqüente de falência destes procedimentos. O principal achado patológico responsável pela reestenose parece ser a hiperplasia intimal, já que o dispositivo intravascular é resistente ao remodelamento arterial geométrico. O propósito deste estudo é avaliar, através da morfometria digital, o espessamento intimal presente nas regiões da parede arterial imediatamente proximal e distal ao implante de um stent metálico em configuração em “Z “ não recoberto ou recoberto com PTFE. Vinte e cinco suínos de raça mista, com seis a dez semanas de idade, pesando em média 20 kg foram divididos em três grupos. No grupo I, cinco animais foram submetidos à exposição cirúrgica retroperitoneal da aorta abdominal, aortotomia e manipulação com uma bainha introdutora de 12 F. O grupo II incluiu dez animais que foram submetidos ao implante de um stent metálico auto-expansível não recoberto. No grupo III, incluindo também dez animais, foram implantados stents recobertos com PTFE. Após quatro semanas, todos os animais foram sacrificados e o segmento aorto-ilíaco foi removido. Quatro animais foram excluídos do estudo por trombose da aorta (um animal do grupo II e três animais do grupo III). Para a análise morfométrica foram utilizados os testes não paramétricos de Wilcoxon e de Kruskal-Wallis, para as comparações, respectivamente, no mesmo grupo e entre os grupos. Foi adotado o nível de significância de 5% ( p< 0,05). Quando os espécimes da parede arterial, imediatamente proximal e distal aos stents foram comparados, nenhuma diferença estatisticamente significativa foi encontrada entre as áreas luminal, intimal, média ou índice intimal em cada grupo. Na comparação entre os grupos, as áreas intimal, média e o índice intimal não demonstraram variação estatisticamente significativa. Foram identificadas diferenças entre os grupos quanto às áreas luminais proximais (p = 0,036) e distais (p=0,044). Pelo teste de comparações múltiplas para Kruskal-Wallis (Teste de Dunn) identificou-se diferença significativa entre os grupos I e II. Entretanto, quando estas variáveis foram controladas pelo fator peso (relação área luminal/peso) a diferença não foi mais observada. Concluímos que, após quatro semanas, stents recobertos com PTFE induzem um espessamento intimal justa-stent similar ao observado com stents não recobertos ou com a simples manipulação arterial com uma bainha introdutora. Neste modelo experimental suíno, de curto seguimento, o revestimento com PTFE não foi responsável por adicional espessamento intimal. / Intimal thickening and restenosis occurring after angioplasty and/or stent deployment constitutes a frequent determinant of failure of these procedures. The main pathologic finding responsible for restenosis seems to be intimal hyperplasia, since the intravascular device is resistant to geometric arterial wall remodeling. The purpose of this study is to evaluate, by means of digital morphometry, the intimal thickening present in the regions of the arterial wall proximal and distal to the implant of a naked or PTFE covered stainless steel Z stent. Twenty five crossbred pigs, 6 to 10 weeks old, weighing between 14 and 32 kg (average= 20 kg) kg were divided in three groups. Group I included five animals that were submitted to retroperitoneal exposure of the aorta, aortotomy and simple insertion of a 12 F sheath. Group II included those animals in which a naked stent was deployed. Finally, in group III included the use of a PTFE covered stent. After four weeks, all animals were submitted to euthanasia and the aorto-iliac segment was removed. Four animals were excluded from the study due to aortic thrombosis (one from group II and three from group III). Morphometric analysis was performed using the non-parametric Wilcoxon and Kruskal-Wallis tests to compare data within the group, and across groups, respectively. When specimens of the arterial wall immediately proximal and distal to the stents were compared, no statistically significant difference could be established regarding luminal, intimal and media areas or intimal index. It was not possible to find significant differences between the intimal and medial areas or the intimal index. According to the Kruskal-Wallis test, a significant difference between proximal (p=0,036) and distal (p=0,044) luminal areas was observed between groups. The Dunn test identified differences between groups I and II. However, when these variables were corrected regarding the weight factor (luminal area/ weight index) this difference was no longer seen. We conclude that, after four weeks, covered PTFE stents generate an intimal thickening similar to uncovered stents or simple catheter manipulation. In this experimental model, the PTFE material was not responsible for additional intimal thickening during this limited period of time.

O espessamento intimal e a reestenose que ocorrem após os procedimentos de angioplastia transluminal percutânea e/ou o implante de stents representam uma causa freqüente de falência destes procedimentos. O principal achado patológico responsável pela reestenose parece ser a hiperplasia intimal, já que o dispositivo intravascular é resistente ao remodelamento arterial geométrico. O propósito deste estudo é avaliar, através da morfometria digital, o espessamento intimal presente nas regiões da parede arterial imediatamente proximal e distal ao implante de um stent metálico em configuração em “Z “ não recoberto ou recoberto com PTFE. Vinte e cinco suínos de raça mista, com seis a dez semanas de idade, pesando em média 20 kg foram divididos em três grupos. No grupo I, cinco animais foram submetidos à exposição cirúrgica retroperitoneal da aorta abdominal, aortotomia e manipulação com uma bainha introdutora de 12 F. O grupo II incluiu dez animais que foram submetidos ao implante de um stent metálico auto-expansível não recoberto. No grupo III, incluindo também dez animais, foram implantados stents recobertos com PTFE. Após quatro semanas, todos os animais foram sacrificados e o segmento aorto-ilíaco foi removido. Quatro animais foram excluídos do estudo por trombose da aorta (um animal do grupo II e três animais do grupo III). Para a análise morfométrica foram utilizados os testes não paramétricos de Wilcoxon e de Kruskal-Wallis, para as comparações, respectivamente, no mesmo grupo e entre os grupos. Foi adotado o nível de significância de 5% ( p< 0,05). Quando os espécimes da parede arterial, imediatamente proximal e distal aos stents foram comparados, nenhuma diferença estatisticamente significativa foi encontrada entre as áreas luminal, intimal, média ou índice intimal em cada grupo. Na comparação entre os grupos, as áreas intimal, média e o índice intimal não demonstraram variação estatisticamente significativa. Foram identificadas diferenças entre os grupos quanto às áreas luminais proximais (p = 0,036) e distais (p=0,044). Pelo teste de comparações múltiplas para Kruskal-Wallis (Teste de Dunn) identificou-se diferença significativa entre os grupos I e II. Entretanto, quando estas variáveis foram controladas pelo fator peso (relação área luminal/peso) a diferença não foi mais observada. Concluímos que, após quatro semanas, stents recobertos com PTFE induzem um espessamento intimal justa-stent similar ao observado com stents não recobertos ou com a simples manipulação arterial com uma bainha introdutora. Neste modelo experimental suíno, de curto seguimento, o revestimento com PTFE não foi responsável por adicional espessamento intimal. / Intimal thickening and restenosis occurring after angioplasty and/or stent deployment constitutes a frequent determinant of failure of these procedures. The main pathologic finding responsible for restenosis seems to be intimal hyperplasia, since the intravascular device is resistant to geometric arterial wall remodeling. The purpose of this study is to evaluate, by means of digital morphometry, the intimal thickening present in the regions of the arterial wall proximal and distal to the implant of a naked or PTFE covered stainless steel Z stent. Twenty five crossbred pigs, 6 to 10 weeks old, weighing between 14 and 32 kg (average= 20 kg) kg were divided in three groups. Group I included five animals that were submitted to retroperitoneal exposure of the aorta, aortotomy and simple insertion of a 12 F sheath. Group II included those animals in which a naked stent was deployed. Finally, in group III included the use of a PTFE covered stent. After four weeks, all animals were submitted to euthanasia and the aorto-iliac segment was removed. Four animals were excluded from the study due to aortic thrombosis (one from group II and three from group III). Morphometric analysis was performed using the non-parametric Wilcoxon and Kruskal-Wallis tests to compare data within the group, and across groups, respectively. When specimens of the arterial wall immediately proximal and distal to the stents were compared, no statistically significant difference could be established regarding luminal, intimal and media areas or intimal index. It was not possible to find significant differences between the intimal and medial areas or the intimal index. According to the Kruskal-Wallis test, a significant difference between proximal (p=0,036) and distal (p=0,044) luminal areas was observed between groups. The Dunn test identified differences between groups I and II. However, when these variables were corrected regarding the weight factor (luminal area/ weight index) this difference was no longer seen. We conclude that, after four weeks, covered PTFE stents generate an intimal thickening similar to uncovered stents or simple catheter manipulation. In this experimental model, the PTFE material was not responsible for additional intimal thickening during this limited period of time.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6392.pdf: 3859345 bytes, checksum: 1631ac05f29ab392411182e202bf030e (MD5) Previous issue date: 2014-02-03 / Polytetrafluorethylene (PTFE) is used in a wide range of critical applications because of its outstanding chemical and thermal resistance, low surface energy and special tribological properties. Because of its ultra high molecular weight, which leads to high melt viscosity, PTFE cannot be processed by traditional extrusion and injection methods. Cold pressing followed by sintering above its melt temperature is the main processing technique. The sintering time is defined according to the dimensions of the manufactured part and may last from a few hours to several days for large parts. Studies of the influence of sintering time and temperature on PTFE crystalline microstructure and mechanical properties are scarce in the scientific literature, being the main objective of this study. PTFE plaques were isostatically pressed and sintered at temperatures from 360XC and 390XC for times between 10 e 10:000min. Differential Scanning Calorimetry (DSC), measurements of mass loss and density, Scanning Electron Microscopy (SEM), compression and tensile tests were performed. The results of mass loss demonstrated that degradation is more pronounced in the surfaces of the PTFE parts and increases with sintering time and temperature. Analysis of the enthalpies of fusion and density measurements indicated indirectly the reduction in the molecular weight and increase in the crystallinity degree with increasing sintering temperature and time. The SEM analysis allowed the direct observation of crystalline microstructure, indicating a trend of increasing of the width the crystalline lamellae with sintering time and temperature. Tension and compression tests have shown that even under a wide range of sintering conditions, for which the polymer molar mass, crystallinity degree and structure are modified, PTFE mechanical properties are not significantly affected. The results obtained will guarantee PTFE parts processors and users to rely on polymer performance, even for parts exposed to extreme sintering conditions, current found in the industry. / O politetrafluoretileno (PTFE) é utilizado em extensa gama de aplicações críticas devido à sua excelente resistência química e térmica, baixa energia superficial e propriedades tribológicas especiais. Devido à sua ultra-alta massa molar, o que leva à elevada viscosidade no estado fundido, o PTFE não pode ser transformado pelos métodos tradicionais de extrusão e injeção, sendo o principal método de transformação deste polímero a prensagem sob temperatura ambiente, seguida de sinterização a temperaturas acima do ponto de fusão. O tempo de sinterização é definido de acordo com as dimensões da peça fabricada, podendo variar de poucas horas até vários dias para peças de grande volume. Avaliações sobre a influência dos extremos de tempo e temperatura de sinterização, atualmente adotados na indústria, sobre a microestrutura cristalina e as propriedades mecânicas do PTFE, são escassas na literatura científica, sendo o principal objetivo deste estudo. Neste trabalho placas em PTFE foram sinterizadas variando-se a temperatura entre 360XC e 390XC e o tempo entre 10 e 10:000min. Calorimetria exploratória diferencial (DSC), medidas de perda de massa e de densidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios de compressão e tração simples foram utilizados. Os resultados obtidos pelas medidas de perda de massa indicaram que a degradação do PTFE é mais acentuada nas superfícies das placas, aumentando com o tempo e temperatura de sinterização. Análises das entalpias de fusão e medidas de densidade apontam indiretamente a redução na massa molar e aumento no grau de cristalinidade com o aumento do tempo e temperatura de sinterização. As análises em MEV possibilitaram a observação direta da microestrutura cristalina, indicando uma tendência de aumento da largura das lamelas cristalinas com o tempo e temperatura de sinterização. Os ensaios mecânicos permitiram verificar que a influência das variáveis de sinterização não foi significativo para comprometer o comportamento mecânico de curta duração do PTFE nestes ensaios. Os resultados obtidos proporcionam embasamento técnico aos processadores e usuários de peças técnicas em PTFE, para que tenham confiabilidade no desempenho deste material, ainda que tenha sido sinterizado em condições extremas, atualmente presentes na indústria.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-04-03T17:52:08Z No. of bitstreams: 1 DissVFS.pdf: 9186678 bytes, checksum: 8be68ef032b461bf1f1888d30b5928b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-18T13:29:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVFS.pdf: 9186678 bytes, checksum: 8be68ef032b461bf1f1888d30b5928b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-18T13:30:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVFS.pdf: 9186678 bytes, checksum: 8be68ef032b461bf1f1888d30b5928b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T14:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVFS.pdf: 9186678 bytes, checksum: 8be68ef032b461bf1f1888d30b5928b6 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Polytetrafluoroethylene (PTFE) has excellent properties such as chemical inertness and useful mechanical properties at high and low temperatures. After melt, the PTFE viscosity is so high that the extrusion and injection processing are impracticable. Alternatively, the PTFE powder is cold pressed and sintered. During the sintering, heterogeneous temperature distributions may occur because of the low thermal conductivity of PTFE and induce thermal stresses. Cracks will be initiated if such stresses exceed the failure one. Considering the raw material cost (10 US$ kg−1)) and its density (2,2 g cm−3) cracks in the sintered PTFE may cause financial losses for the manufacturing industry, which justifies the studies about this process. The main mechanisms that cause permanent strains are the crystallinity change and the closure of voids from the pressing, which makes the satisfactory modeling of the PTFE sintering be complex. This work aims to characterize the strains assigned to the crystallinity changes and develop a computational model with such mechanism concerning the sintering of PTFE parts shaped by cold pressing. An experimental apparatus for the application of optical dilatometry assisted by Digital Image Correlation (DIC) was developed and used to estimate the specific volume of the amorphous and crystalline phases during sintering. The model was implemented using the UEXPAN AbaqusTM sub routine and model’s variables were obtained from literature and / or experimentally characterized. The model was validated by an experiment with thermal gradient induced strains in a PTFE specimen and the simulation results showed good correspondence with the DIC ones. For future works, it is suggested the improvement of the model implementing the void closure mechanism and the melting and crystallization kinetics, hence, the characterization of material properties in the temperature range of the process. / O politetrafluoretileno (PTFE) possui excelentes propriedades como alta resistência química, alta capacidade de isolamento térmico e elevada gama de temperaturas de serviço. A elevada viscosidade do PTFE no estado fundido inviabiliza seu processamento por extrusão e injeção, portanto, recorre-se às rotas de fabricação não tradicionais para polímeros como a prensagem a frio seguida da sinterização do pó (ou dos pellets) do PTFE. Como o PTFE é um mau condutor de calor, podem surgir trincas na peça devido aos gradientes de deformação ocasionados pela distribuição heterogênea de temperatura durante a sinterização. Isso causaria grandes prejuízos à indústria transformadora ao se considerar o custo da matéria prima (10 US$ kg−1) e sua densidade (2,2 g cm−3), o que justifica estudos acerca do processo de sinterização. Os principais mecanismos que causam deformações permanentes são a variação do grau de cristalinidade, a qual depende das cinéticas de fusão, cristalização e degradação do PTFE, e o fechamento de vazios provenientes da prensagem. Estes mecanismos fazem com que a modelagem satisfatória da sinterização do PTFE não seja simples. O objetivo deste trabalho é caracterizar experimentalmente as deformações atribuídas à variação do grau de cristalinidade e desenvolver um modelo computacional contendo este mecanismo para a sinterização de peças de PTFE moldadas por prensagem isostática a frio. Foi desenvolvido um aparato para ensaios de dilatometria óptica assistida pela técnica de Correlação de Imagens Digitais, que foi utilizado para a caracterização dos volumes específicos das fases amorfa e cristalina do PTFE em função da temperatura e do grau de cristalinidade durante a sinterização. O modelo numérico foi implementado utilizando a sub-rotina UEXPAN do software AbaqusTM e suas variáveis foram obtidas da literatura e/ou caracterizadas experimentalmente. As potencialidades do modelo foram avaliadas em ensaio com gradiente térmico induzido e os valores provenientes da simulação mostraram boa correspondência com os experimentais, indicando que a implementação foi satisfatória dentro das simplificações utilizadas. Como perspectivas, destacam-se a sofisticação do modelo pela implementação do mecanismo de fechamento de vazios e das cinéticas de fusão e cristalização, bem como obtenção de propriedades do material que não foram encontradas na literatura para o intervalo de temperaturas do processo. / CNPQ: 130970/2014-0

Orientador: Cesar Renato Foschini / Coorientador: Carlos Alberto Fonzar Pintão / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Nilton Francelosi Azevedo Neto / Resumo: Materiais poliméricos são comumente usados em aplicações de engenharia, o que tem motivado pesquisadores a estudarem seu comportamento mecânico e o desenvolvimento de sistemas de medida. O Politetrafluoretileno (PTFE), comercialmente conhecido como Teflon, é um destes polímeros. Devido ao fato de que o PTFE é capaz de realizar funções estruturais específicas e ser submetido a esforços mecânicos cisalhantes, é importante que se conheça o valor do módulo de torção, G, não só para predizer seu comportamento mecânico, mas também para usá-lo como parâmetro de rigidez em projetos. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho foi apresentar e validar o uso de uma técnica alternativa para determinar o módulo de torção, G, de materiais com ênfase em materiais poliméricos, em particular, o PTFE. Para realizar a medida de G, foi utilizado um sistema mecânico contendo um pêndulo de torção e um sensor de movimento rotativo (SMR) acoplado a ele, que permitisse determinar: a posição angular em função do tempo. Então, uma equação derivada dos estudos de espectroscopia mecânica e da teoria de relaxação foi utilizada para o cálculo de G. A técnica aplicada neste trabalho é considerada como não destrutiva e independe de se conhecer o valor do coeficiente de Poisson do material em estudo. Amostras de diferentes diâmetros de PTFE extrudado foram submetidas a esforços de torção simples variando seu comprimento efetivo, a fim de estudar o seu comportamento à torção. As amostras passaram por aná... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Polymeric materials are commonly used in engineering applications, which has motivated researchers to study their mechanical behavior and development of measurement systems. The Polytetrafluoroethylene (PTFE), commercially known as Teflon, is one of these polymers. Due the fact that PTFE is able to perform a specific structural function and be subjected to mechanical shear stresses, it is important to know the value of the torsion modulus, G, not only to predict its mechanical behavior, but also to use it as a parameter of rigidity in projects. In this way, the main objective of this work was to present and validate the use of an alternative technique to determine the torsion modulus, G, of materials with emphasis on polymeric materials, in particular the PTFE. For this purpose, a mechanical system containing a torsion pendulum and a rotational motion sensor (RMS) coupled to it was used to determine the angular position as a function of time. Then, an equation derived from mechanical spectroscopy and relaxation theory was used for the calculation of G. The technique applied in this work is considered as non-destructive and is independent of knowing the value of Poisson's ratio of a study material. Samples with different diameters of extruded PTFE were subjected to simple torsional stresses varying their effective length in order to study their torsional behavior. The samples were subjected to thermal analysis to determine their degree of purity, thermal stability and to estim... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-11-03T16:05:41Z No. of bitstreams: 1 Syyiene Cordeiro Falcao.pdf: 2149472 bytes, checksum: 75330e49a6bfdfb7b2daaef8598d7369 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-03T16:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Syyiene Cordeiro Falcao.pdf: 2149472 bytes, checksum: 75330e49a6bfdfb7b2daaef8598d7369 (MD5) Previous issue date: 2007-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Reconstruction of muscle-apneurotic defects can be affected by the distance among the edges or by the lack of tissue with characteristics for appropriate surgical synthesis. In these cases, muscles grafts and synthetic or biological implants can be used. Objective; To evaluate the use of microbial cellulose (Zoogloea sp.) in defects produced in the abdominal wall of rats. Materials and Methods; Sixty male Wistar rats, with mean weight of 437,7±40,9g, anesthetized with a mixture of ketamine and xylazine, were submitted to a rectangular excision (2x3cm) including fascia, muscles and peritoneum, as well as treated with implants of membranes of microbial cellulose (CM) ( CM Group - 30 animals) or expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) (ePTFE Group - 30 animals). Such groups were subdivided in Subgroups 14th POD, 28th POD and 60th POD, in agreement with the evaluation period. In these periods the animals were submitted to the euthanasia for evaluation biomechanics and histological observations. Results; The levels of Load of Rupture were progressive and significantly high among Subgroups 14th POD, 28th POD and 60th POD of each studied Group. The values of the Load of Rupture were significantly larger in the ePTFE Group than in the CM Group. In the ePTFE Group there was ingrowth of host tissue into implants in 100% of the analyzed samples. In the MC Group such ingrowth was not observed in 100% of the examined specimens. Discussion; The elevated levels of Load of Rupture in the implant/host interface in the ePTFE Group are indicative of the presence of infiltration of host tissue in the porous structure of this material, aspect not observed in the microporous architecture of CM membrane. Conclusions; In agreement with the biomechanics evaluation, the implant/host interface showed to be more resistant with ePTFE than with CM. The histological changes evidenced infiltration of host tissue in the implants accomplished with ePTFE. / A reconstrução de defeitos músculo-apneuróticos pode ser comprometida pela distância entre as bordas ou pela falta de tecido com características apropriadas para uma síntese cirúrgica adequada. Nestes casos, uso de enxertos musculares e implantes sintéticos ou biológicos podem ser usados. Objetivo; Avaliar o uso de celulose microbiana (Zoogloea sp.), em defeitos produzidos na parede abdominal de ratos. Materiais e Métodos; Sessenta ratos Wistar machos, com média de peso de 437,7±40,9 g, anestesiados com uma mistura de cetamina e xilazina, foram submetidos, uma excisão retangular (2x3cm) incluindo fáscia, músculo e peritônio, bem como tratados com implante de membranas de celulose microbiana (CM) (Grupo CM - 30 animais) ou de politetrafluoretileno expandido (PTFEe) (Grupo PTFEe - 30 animais). Tais grupos foram subdivididos nos Subgrupos 14o DPO, 28o DPO e 60o DPO, de acordo com o período de avaliação. Nesses períodos os animais foram submetidos à eutanásia para avaliação biomecânica e observações histológicas. Resultados; Os níveis de Carga de Ruptura foram progressiva e significativamente elevados entre os Subgrupos 14º DPO, 28º DPO e 60º DPO de cada Grupo estudado. Os valores da Carga de Ruptura foram significativamente maiores no Grupo PTFEe do que no Grupo CM. No Grupo PTFEe houve crescimento de tecido do hospedeiro dentro do implante em 100% das amostras analisadas. No Grupo MC não foi observado tal crescimento em 100% dos espécimes examinados. Discussão; Os níveis mais elevados de Carga de Ruptura na interface implante/hospedeiro no Grupo PTFEe são indicativos da presença de infiltração de tecido do hospedeiro na estrutura porosa deste material, aspecto não observado na arquitetura microporosa da membrana de CM. Conclusões; De acordo com a avaliação biomecânica, a interface implante/hospedeiro mostrou-se mais resistente com o PTFEe do que com a CM. As observações histológicas evidenciaram infiltração de tecido no implante de PTFEe.

Lubrificantes são produtos gasosos, líquidos, semi sólidos ou sólidos (pó) que formam um filme entre duas partes evitando o atrito. Lubrificantes de alto desempenho são designados para trabalharem em condições severas de temperatura, pressão e contaminação. Os mais utilizados são os líquidos (óleos) e semi sólidos (graxas). As graxas são aplicadas aonde o óleo pode escorrer e em pontos de difícil acesso e são divididas basicamente em duas classes, sabão e não sabão. A graxa não sabão mais utilizada é a poliuréia, obtida pela reação entre aminas e isocianato, possui elevada tixotropia, alta rigidez dielétrica e excelente poder anticorrosivo, por isso é amplamente utilizada para lubrificação de motores elétricos e maquinário naval. Para obter uma graxa com altíssimo desempenho, nesse estudo foi utilizado o fluido lubrificante sintético polialfaolefina e também foi empregado o aditivo lubrificante sólido politetrafluoroetileno (PTFE) por apresentar o menor coeficiente de atrito conhecido, é comercialmente encontrado irradiado em ar para obter partículas menores e produzir grupos terminais oxigenados que são mais compatíveis com a superfície metálica. Os ensaios foram realizados de forma comparativa usando a graxa de poliuréia pura e aditivada com PTFE. As caracterizações foram feitas por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de C, N, e H e índice de NCO livre, comprovando a formação de poliuréia de quatro carbonos (tetrauréia). As propriedades funcionais de ponto de gota e separação de óleo mostraram alta compatibilidade e estabilidade entre os polímeros, que aumentaram quando foi adicionado PTFE. A excelente resistência da graxa de tetrauréia pura ao desgaste e extrema pressão foram demonstradas pelo teste de quatro esferas e teste prático em rolamentos, caracterizando esta graxa como de alto desempenho quando comparada com as graxas mais utilizadas no mercado. / Lubricants are gaseous, liquid, semi solid or solid (powder) materials those form a film between two parties preventing friction. High performance lubricants are designed to work under severe conditions of temperature, pressure, and contamination. The most used are liquids (oils) and semi solids (greases). Greases are applied where oils can drain or in inaccessible places and are divided generally into two classes, soap and no soap. The most used non soap grease is polyurea, obtained by the reaction between amine and isocyanate, has highly thixotropic, high dielectric strength and excellent anticorrosive property, so it is widely used for lubrication of electric motors and shipbuilding machinery. For a grease with high performance, in this study was used a synthetic lubricant fluid, polyalphaolefin, and was also employed solid lubricant additive polytetrafluoroethylene (PTFE) due its lowest coefficient of friction, is found commercially irradiated in air to obtain smaller particles and to produce oxygenated terminal groups those are more compatible with the metal surface. The tests conducted were comparatively between pure polyurea grease and with PTFE additive. The characterizations were made by infrared spectroscopy and elemental analysis of C, N and H and Free NCO index, proving the formation of four carbons polyurea (tetraurea). The functional analysis of drop point and oil separation showed high stability and compatibility between the polymers increased when PTFE was added. The excellent resistance of pure tetraurea grease to wear and extreme pressure were demonstrated by four-ball and practical bearings tests, characterizing this grease as a high performance lubricant, when compared to most used greases in the market.

Lubrificantes são produtos gasosos, líquidos, semi sólidos ou sólidos (pó) que formam um filme entre duas partes evitando o atrito. Lubrificantes de alto desempenho são designados para trabalharem em condições severas de temperatura, pressão e contaminação. Os mais utilizados são os líquidos (óleos) e semi sólidos (graxas). As graxas são aplicadas aonde o óleo pode escorrer e em pontos de difícil acesso e são divididas basicamente em duas classes, sabão e não sabão. A graxa não sabão mais utilizada é a poliuréia, obtida pela reação entre aminas e isocianato, possui elevada tixotropia, alta rigidez dielétrica e excelente poder anticorrosivo, por isso é amplamente utilizada para lubrificação de motores elétricos e maquinário naval. Para obter uma graxa com altíssimo desempenho, nesse estudo foi utilizado o fluido lubrificante sintético polialfaolefina e também foi empregado o aditivo lubrificante sólido politetrafluoroetileno (PTFE) por apresentar o menor coeficiente de atrito conhecido, é comercialmente encontrado irradiado em ar para obter partículas menores e produzir grupos terminais oxigenados que são mais compatíveis com a superfície metálica. Os ensaios foram realizados de forma comparativa usando a graxa de poliuréia pura e aditivada com PTFE. As caracterizações foram feitas por espectroscopia de infravermelho, análise elementar de C, N, e H e índice de NCO livre, comprovando a formação de poliuréia de quatro carbonos (tetrauréia). As propriedades funcionais de ponto de gota e separação de óleo mostraram alta compatibilidade e estabilidade entre os polímeros, que aumentaram quando foi adicionado PTFE. A excelente resistência da graxa de tetrauréia pura ao desgaste e extrema pressão foram demonstradas pelo teste de quatro esferas e teste prático em rolamentos, caracterizando esta graxa como de alto desempenho quando comparada com as graxas mais utilizadas no mercado. / Lubricants are gaseous, liquid, semi solid or solid (powder) materials those form a film between two parties preventing friction. High performance lubricants are designed to work under severe conditions of temperature, pressure, and contamination. The most used are liquids (oils) and semi solids (greases). Greases are applied where oils can drain or in inaccessible places and are divided generally into two classes, soap and no soap. The most used non soap grease is polyurea, obtained by the reaction between amine and isocyanate, has highly thixotropic, high dielectric strength and excellent anticorrosive property, so it is widely used for lubrication of electric motors and shipbuilding machinery. For a grease with high performance, in this study was used a synthetic lubricant fluid, polyalphaolefin, and was also employed solid lubricant additive polytetrafluoroethylene (PTFE) due its lowest coefficient of friction, is found commercially irradiated in air to obtain smaller particles and to produce oxygenated terminal groups those are more compatible with the metal surface. The tests conducted were comparatively between pure polyurea grease and with PTFE additive. The characterizations were made by infrared spectroscopy and elemental analysis of C, N and H and Free NCO index, proving the formation of four carbons polyurea (tetraurea). The functional analysis of drop point and oil separation showed high stability and compatibility between the polymers increased when PTFE was added. The excellent resistance of pure tetraurea grease to wear and extreme pressure were demonstrated by four-ball and practical bearings tests, characterizing this grease as a high performance lubricant, when compared to most used greases in the market.