Polímeros e plastificantes derivados do óleo de soja epoxidado (OSE) e do biodiesel epoxidado de soja (BDES), utilizando anidrido succínico (ASUC) e 4,4-diaminodifenilmetano (DDM) foram produzidos. Os óleos vegetais modificados quimicamente apresentam enorme versatilidade na obtenção de produtos alternativos na indústria química. Este trabalho tem como objetivo a produção de polímeros e plastificantes para a indústria química utilizando fontes renováveis como materiais de partida. Os produtos da polimerização do OSE e do BDES, foram obtidos utilizando ASUC (reticulante) e 2-metilimidazol (2MI-iniciador) alterando o grau de polimerização a fim de formar produtos com diferentes propriedades. Outros dois sistemas utilizando os mesmos materiais de partida e o DDM (iniciador/reticulante) foram desenvolvidos visando a produção de materiais balísticos. Os ésteres metílicos do óleo de soja foram preparados por transesterificação em duas etapas (TDSP)1. A epoxidação dos ésteres e óleo de soja foram feitas utilizando ácido perfórmico gerado em situ sem solvente2. A caracterização dos materiais de partida foi feita por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), e cromatografia de permeação em gel (GPC). O estudo cinético da polimerização foi realizado por calorimetria exploratória de varredura (DSC), utilizando o método de Barret, bem como a determinação dos parâmetros termodinâmicos. Os polímeros obtidos das composições próximas a condição estequiométricas dos OSE/ASUC/2MI e BDES/ASUC/2MI não apresentaram solubilidade em diferentes solventes, indicando reticulação dos sistemas. Os polímeros dos sistemas OSE/DDM e BDES/DDM apresentaram valores de massa molar superior a 28.000g/mol. Os plastificantes oriundos dos sistemas OSE/ASUC/2MI e BDES/ASUC/2MI foram incorporados ao poli (cloreto de vinila) (PVC) utilizando misturador intensivo e comparados com o plastificante di-octil ftalato (DOP). As amostras formuladas com os diferentes plastificantes foram caracterizadas por ensaios de dureza Shore A, análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaio de tração e envelhecimento acelerado por calor. Os produtos apresentaram bons resultados como plastificantes e como possíveis materiais balísticos. / Polymers and plasticizers derived from epoxidized soybean oil (OSE) and biodiesel (BDES) using succinic anhydride (ASUC) and 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) were produced. The modified vegetable oils chemically have great versatility in obtaining alternative products in the chemical industry. This work aims the production of polymers and plasticizers for the chemical industry using renewable sources as starting materials. The polymerization products of the OSE and BDES were obtained using ASUC (crosslinker) and 2-methylimidazole (2MI-initiator) by changing the degree of polymerization in order to make products with different properties. Two other systems using the same starting materials and DDM (initiator/crosslinker) were developed to produce ballistic materials. The methyl esters of soybean oil were prepared by transesterification in two steps (TDSP)1. The epoxidation of esters and soybean oil were performed using performic acid generated in situ without solvent2. The characterization was done by nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR) spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FTIR), thermogravimetry (TGA), and gel permeation chromatography (GPC). The kinetic study of the polymerization process was conducted by differential scanning calorimetry (DSC) using the method of Barrett, as well as the determination of the thermodynamic parameters. The polymers obtained from BDES/ASUS/ 2MI and OSE/ASUC/2MI systems showed no solubility in different solvents, indicating crosslinking systems. The polymers obtained from OSE/DDM and BDES/DDM systems showed molar mass values greater than 28.000g/mol. The plasticizers obtained from BDES/ASUC/2MI and OSE/ASUC/2MI systems were incorporated into poly (vinyl chloride) (PVC) by using intensive mixer and compared with the plasticizer di-octyl phthalate (DOP). The Shore A hardness tests, dynamic mechanical analysis (DMA), tensile testing and accelerated aging by heat were carried out. The products showed good results as plasticizers and as possible ballistic materials.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335938.pdf: 5590046 bytes, checksum: 0678d8af2a3bef095d7fa1c0bcb44e2c (MD5) Previous issue date: 2015 / Polímeros intrinsecamente condutores (PICs), nomeadamente o polipirrol (PPy) e polianilina (PANI), têm-se mostrado materiais promissores para aplicação em absorção de micro-ondas. Porém, ainda existem algumas limitações para utilização desses materiais, principalmente devido às dificuldades de processamento e dispersão em matrizes de polímeros isolantes. Estudos na literatura reportam resultados bastante interessantes a respeito da preparação de compósitos poliméricos nanoestruturados, formados por uma fase dispersa de material inorgânico em camadas, revestidos com PICs, para serem usados em blindagem eletromagnética. Baseado neste contexto, neste estudo foram obtidos nanocompósitos condutores de poliuretano termoplástico (TPU) com montmorilonita/polipirrol (MMT/PPy) visando a aplicação em blindagem e/ou absorção da radiação eletromagnética, na faixa de frequências de 8,2 ? 12,4 GHz (banda X das micro-ondas). Aditivos condutores nanoestruturados de MMT/PPy foram preparados a partir da polimerização oxidativa in situ do pirrol (Py) na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT) em solução aquosa com ou sem surfactantes. A influência dos diferentes tipos de surfactante e concentração molar de Py foi avaliada. Os resultados de análise termogravimétrica, condutividade elétrica e absorção da radiação eletromagnética mostraram que o aditivo condutor de MMT contendo 90% em massa de polipirrol dopado com ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA) (MMT/PPy.DBSA) foi o mais apropriado para ser incorporado na matriz de TPU, a partir da mistura mecânica por fusão. O aditivo de MMT/PPy.DBSA foi incorporado na matriz de TPU, e a influência da concentração na morfologia, condutividade elétrica, propriedades reológicas e eletromagnéticas do TPU/MMT/PPy.DBSA foi avaliada, e comparada com misturas físicas de TPU contendo o PPy com ou sem DBSA (PPy.DBSA ou PPy.Cl), e MMT/PPy sem DBSA (MMT/PPy.Cl). Os resultados mostraram que as misturas de TPU/MMT/PPy.DBSA apresentaram menor limiar de percolação e valores de condutividade elétrica (10-2 S/cm) de até 10 e 5 ordens de grandeza maiores, do que os encontrados para as misturas contendo os polipirróis puros e MMT/PPy.Cl, respectivamente. Estes resultados indicam que nanocompósitos de TPU/MMT/PPy.DBSA, com percentagem de absorção de até 88% da radiação eletromagnética, possuem grande potencial para serem usados na blindagem e/ou absorção da radiação eletromagnética na banda X das micro-ondas.<br> / Abstract : Intrinsically conductive polymers (PICs), denoted as polypyrrole (PPy) and polyaniline (PANI) have been shown a promising materials for using in electromagnetic shielding applications. However, there are some limitations for applying these materials in technological applications due to the processing problems and the dificulties to disperse into insulating polymer matrix. Studies in the literature have reported interesting results concerning the preparation of nanostructured polymer composites comprising dispersed phase of PICs coated inorganic layered material for using in electromagnetic shielding. Based on the above, in this study conducting thermoplastic polyurethane nanocomposites (TPU) with montmorillonite/polypyrrole (MMT/PPy) were prepared in order to obtain a new electromagnetic shielding material in the frequency range from 8.2 to 12.4 GHz (microwave X-band). Nanostructured conductive additives of MMT/PPy were prepared from the oxidative in situ polymerization of pyrrole (Py) in the presence of clay, natural sodium bentonite (MMT) in aqueous solution with or without surfactants. The influence of different surfactant and molar concentration of Py was evaluated. The results found of thermogravimetric analysis, electrical conductivity and electromagnetic radiation shielding showed that the most appropriated conductive additive for adding into TPU matrix from the melt blending process was the MMT containing 90 wt.% of polypyrrole doped with dodecyl benzene sulphonic acid (DBSA) (MMT/PPy.DBSA). The additive MMT/PPy.DBSA was incorporated into the TPU matrix, and the influence of concentration on the morphology, electrical conductivity, rheological and electromagnetic properties of TPU/MMT/PPy.DBSA was evaluated and compared with physical mixtures of TPU containing PPy with or without DBSA (PPy.DBSA or PPy.Cl) and MMT/PPy nanocomposites without DBSA (MMT/PPy.Cl). TPU/MMT/PPy.DBSA nanocomposites showed lower percolation threshold and electrical conductivity (10-2 S/cm) up to ten and five orders of magnitude higher than those found for the mixtures containing PPy.DBSA, PPy.Cl and MMT/PPy.Cl, respectively. These results indicate that nanocomposites TPU/MMT/PPy.DBSA, with a fraction up to 88% absorption of electromagnetic radiation have a great potential for use in shielding and/or absorption of electromagnetic radiation in the microwave (X-band).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:44:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340631.pdf: 2852546 bytes, checksum: 93be31473dfe55365b70319831ca2449 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta dissertação foram desenvolvidos compósitos de poliuretano derivado do óleo de mamona (PU) com aditivos condutores nanoestruturados de montmorilonita/polipirrol (MMt-PPy) visando à utilização em blindagem eletromagnética. Os aditivos condutores nanoestruturados foram preparados a partir da polimerização oxidativa in situ do pirrol na presença da montmorilonita (MMt) em uma solução aquosa contendo ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA) como surfactante. O aditivo condutor nanoestruturado foi incorporado na matriz de PU para a obtenção de compósitos de PU/MMt-PPy.DBSA. A fim de realizar um estudo comparativo, foram desenvolvidas blendas de PU contendo como aditivo condutor apenas o polipirrol dopado com DBSA (PPy.DBSA). A morfologia e as propriedades mecânicas, térmicas e elétricas dos compósitos foram avaliadas e comparadas com as blendas contendo apenas PPy.DBSA. Verificou-se que à medida que aumentou-se a concentração mássica do aditivo condutor nanoestruturado, houve um aumento significativo da tensão na ruptura (s), e do módulo de elasticidade (E) e tenacidade, indicando que o aditivo MMt-PPy.DBSA atuou como agente de reforço. Além disso, verificou-se que a condutividade elétrica apresentou um aumento de até 15 ordens de grandeza com relação ao PU puro, chegando a valores próximos ao do aditivo condutor nanoestruturado puro. Os compósitos também apresentaram atenuação da radiação eletromagnética, sendo que a magnitude da resposta foi influenciada pela fração mássica de MMt-PPy.DBSA e espessura das amostras, chegando-se a um valor máximo de -77 dB para compósitos com 25%m de MMt-PPy.DBSA e 8 mm de espessura. A partir deste estudo foi possível concluir que os compósitos apresentaram melhor dispersão e distribuição do aditivo na matriz de PU, melhores propriedades mecânicas, maiores valores de condutividade elétrica e maior eficiência de blindagem quando comparado às blendas. Este comportamento está relacionado à morfologia lamelar do aditivo condutor nanoestruturado, que apresenta maior razão de aspecto, possibilitando a formação de uma estrutura intercalada/parcialmente esfoliada, com grande interação entre aditivo e matriz. Desta forma, os compósitos de PU/MMt-PPy.DBSA desenvolvidos neste trabalho são materiais promissores para serem utilizados na blindagem eletromagnética.<br> / Abstract: In this work it was developed polyurethane composites derived from castor oil (PU) with nanostructured conductive additives of montmorillonite/polypyrrole (MMt-PPy) with the purpose of using in electromagnetic shielding. The nanostructured conductive additives were prepared from the oxidative in situ polymerization of pyrrole in the presence of montmorillonite (MMt) in an aqueous solution containing dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) as surfactant. Different concentrations of the nanostructured conductive additives were incorporated into polyurethane matrix derived from castor oil (PU), for obtaining composites of PU/MMt-PPy.DBSA. In order to perform a comparative study, PU blends containing neat polypyrrole doped with DBSA (PPy.DBSA) as conductive additive were developed. The morphology and the mechanical, thermal and electrical properties of the composites were evaluated and compared with blends containing neat PPy.DBSA. It was found that when the mass concentration of the nanostructured conductive additive was increased, there was a significant increase in the tensile stress (s) and modulus of elasticity (E), indicating that the additive MMt-PPy.DBSA acted as a reinforcing agent. Furthermore, it was found that the electrical conductivity increased by up to 14 orders of magnitude, when compared to pure PU, reaching values close to the pure nanostructured conductive additive. The composites also showed attenuation of the electromagnetic radiation, and the magnitude of the response was influenced by the mass fraction of MMt-PPy.DBSA and thickness of the samples, reaching a maximum value of -77 dB for composites containing 25%m MMt-PPy.DBSA and 8 mm of thickness. From this study, it was concluded that the composites showed better distribution and dispersion of the additive in PU matrix, better mechanical properties, higher electrical conductivity values and higher shielding effectiveness when compared to blends. This behavior is related to the lamellar morphology of the nanostructured conductive additive, which has a higher aspect ratio, allowing the formation of an intercalated / partially exfoliated structure with a strong interaction between the additive and matrix. Thus, the composites PU/MMt-PPy.DBSA developed in this study are promising materials for electromagnetic shielding applications.

Polímeros e plastificantes derivados do óleo de soja epoxidado (OSE) e do biodiesel epoxidado de soja (BDES), utilizando anidrido succínico (ASUC) e 4,4-diaminodifenilmetano (DDM) foram produzidos. Os óleos vegetais modificados quimicamente apresentam enorme versatilidade na obtenção de produtos alternativos na indústria química. Este trabalho tem como objetivo a produção de polímeros e plastificantes para a indústria química utilizando fontes renováveis como materiais de partida. Os produtos da polimerização do OSE e do BDES, foram obtidos utilizando ASUC (reticulante) e 2-metilimidazol (2MI-iniciador) alterando o grau de polimerização a fim de formar produtos com diferentes propriedades. Outros dois sistemas utilizando os mesmos materiais de partida e o DDM (iniciador/reticulante) foram desenvolvidos visando a produção de materiais balísticos. Os ésteres metílicos do óleo de soja foram preparados por transesterificação em duas etapas (TDSP)1. A epoxidação dos ésteres e óleo de soja foram feitas utilizando ácido perfórmico gerado em situ sem solvente2. A caracterização dos materiais de partida foi feita por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), e cromatografia de permeação em gel (GPC). O estudo cinético da polimerização foi realizado por calorimetria exploratória de varredura (DSC), utilizando o método de Barret, bem como a determinação dos parâmetros termodinâmicos. Os polímeros obtidos das composições próximas a condição estequiométricas dos OSE/ASUC/2MI e BDES/ASUC/2MI não apresentaram solubilidade em diferentes solventes, indicando reticulação dos sistemas. Os polímeros dos sistemas OSE/DDM e BDES/DDM apresentaram valores de massa molar superior a 28.000g/mol. Os plastificantes oriundos dos sistemas OSE/ASUC/2MI e BDES/ASUC/2MI foram incorporados ao poli (cloreto de vinila) (PVC) utilizando misturador intensivo e comparados com o plastificante di-octil ftalato (DOP). As amostras formuladas com os diferentes plastificantes foram caracterizadas por ensaios de dureza Shore A, análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaio de tração e envelhecimento acelerado por calor. Os produtos apresentaram bons resultados como plastificantes e como possíveis materiais balísticos. / Polymers and plasticizers derived from epoxidized soybean oil (OSE) and biodiesel (BDES) using succinic anhydride (ASUC) and 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) were produced. The modified vegetable oils chemically have great versatility in obtaining alternative products in the chemical industry. This work aims the production of polymers and plasticizers for the chemical industry using renewable sources as starting materials. The polymerization products of the OSE and BDES were obtained using ASUC (crosslinker) and 2-methylimidazole (2MI-initiator) by changing the degree of polymerization in order to make products with different properties. Two other systems using the same starting materials and DDM (initiator/crosslinker) were developed to produce ballistic materials. The methyl esters of soybean oil were prepared by transesterification in two steps (TDSP)1. The epoxidation of esters and soybean oil were performed using performic acid generated in situ without solvent2. The characterization was done by nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR) spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FTIR), thermogravimetry (TGA), and gel permeation chromatography (GPC). The kinetic study of the polymerization process was conducted by differential scanning calorimetry (DSC) using the method of Barrett, as well as the determination of the thermodynamic parameters. The polymers obtained from BDES/ASUS/ 2MI and OSE/ASUC/2MI systems showed no solubility in different solvents, indicating crosslinking systems. The polymers obtained from OSE/DDM and BDES/DDM systems showed molar mass values greater than 28.000g/mol. The plasticizers obtained from BDES/ASUC/2MI and OSE/ASUC/2MI systems were incorporated into poly (vinyl chloride) (PVC) by using intensive mixer and compared with the plasticizer di-octyl phthalate (DOP). The Shore A hardness tests, dynamic mechanical analysis (DMA), tensile testing and accelerated aging by heat were carried out. The products showed good results as plasticizers and as possible ballistic materials.

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Vera Lucia Lourenço / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:50:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_GlaciFerreiraMartins_M.pdf: 3644774 bytes, checksum: ff7ec1bdc65ea452359f4df2c68b9271 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Compósito altamente energéticos preparados com as nitraminas cíclicas HMX e RDX e ligante poliuretânico foram caracterizados por DMA, TMA, DSC, MEV. Verificou-se o efeito da granulometria, tipo e teor de carga, agente de cura e escala de processo nas propriedades termomecânicas e na decomposição dos compósitos. O DMA demonstrou alta sensibilidade para avaliar pequenas variações na formulação sendo o mais indicado para avaliar a temperatura de tansição vítrea. Pelo TMA foi avaliado o coeficiente de expansão térmica linear e pelo DSC a decomposição térmica dos compósitos. A análise microscópica permitiu relacionar resultados, obtidos através das diversas técnicas, com a morfologia dos compósitos. As melhores condições de processabilidade foram obtidas com mistura bimodal e distribuição de diâmetros mais aberta em cada faixa. Pequenas variações na distribuição granulométrica das cargas se refletiram nas propriedades finais dos compósitos e demonstraram ser influenciadas pelas características da carga. Observou-se que o ligante tem influência significativa no processo de decomposição das nitraminas. Os resultados obtidos mostraram que técnicas de análise térmica e de microscopia eletrônica de varredura são apropriadas para o estudo de composições energéticas devido a pequena quantidade necessária de amostra e rapidez dos ensaios, associada a grande sensibilidade dos equipamentos... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Highly energetic composites containing the cyclic nitramines HMX and RDX dispersed in a polyurethane matrix were prepared and characterized by DMA, TMA, DSC and SEM. It was evaluated the effects of type, particle size and content of the fillers, as well as the curing agent and batch size on the thermomechanical properties and decomposition process of the composites. DMA analyses showed to be very sensitive to evaluate small variations in the formulation, so it was used to determine the glass transition temperature of the compositions. The thermal expansion coefficient was obtained by TMA and the thermal decomposition by DSC. The microscopic analysis allowed to correlate results obtained through the several techniques with the morphology of the composites. The best processing conditions were obtained with bimodal mistures containing a wider particle size distribution in each range. Small variations in the particle size distribution of the fillers were reflected in the final properties of the composites. The thermomechanical properties presented good repetivity for all the composites and showed to be affected by the characteristics of the fillers. It was observed that the binder has a significant influence in the decomposition process of the nitramines. The obtained results showed that the thermal analysis and the scanning eletronic microscopic techniques are appropriate the study of energetic compositions due to the small amount of the samples required, high speed of the measuring associated to the sensitivity of the equipments... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274065.pdf: 2873398 bytes, checksum: a07354bf572d32ef37099fa60a60f486 (MD5) / Espumas cerâmicas são cerâmicas porosas celulares que podem ser produzidas por diferentes métodos, dentre os quais se encontram réplica, sacrifício de template e espumação direta. Espumas cerâmicas possuem propriedades distintas que fazem delas um material muito versátil, utilizado em diferentes aplicações, tais como queimadores radiantes porosos. Os queimadores são constituídos de uma cerâmica que, além de resistir a temperaturas elevadas (>1000°C), deve apresentar alta resistência ao choque térmico. Neste trabalho, foi utilizado o método da réplica para a obtenção de espumas de alumina. Espumas de poliuretano foram impregnadas com suspensões aquosas de 50-60% em massa de sólidos (Al2O3) e aditivos (ligante e dispersante). Um planejamento experimental foi projetado para estabelecer as concentrações adequadas de cada um dos componentes dentro da suspensão. A viscosidade e a tixotropia da suspensão foram avaliadas e ajustadas a uma impregnação adequada das espumas poliméricas. As espumas poliméricas foram impregnadas e submetidas a um tratamento térmico para a degradação térmica de poliuretano a 400oC durante uma hora e subseqüentemente sinterizadas a temperaturas entre 1500oC e 1600oC durante 3 h para a densificação dos filamentos e paredes celulares. As espumas de alumina obtidas foram caracterizadas mediante análises de resistência à compressão, resistência à flexão a alta temperatura, permeabilidade, morfologia e porosidade. A permeabilidade e a resistência à compressão das espumas foram correlacionadas à microestrutura e à morfologia celular. A resistência à flexão a alta temperatura foi utilizada para predizer o comportamento mecânico das espumas quando utilizadas nos queimadores radiantes. Testes em um queimador piloto foram realizados. Diferentes relações de arcombustível e velocidades de chama nos queimadores foram avaliadas. A temperatura de sinterização que apresentou melhores resultados foi 1600oC, que promoveu maior densificação nas paredes das células e aumento na resistência mecânica. Concluiu-se que a porosidade está diretamente relacionada com a temperatura de sinterização. As espumas se tornaram pouco resistentes a altas temperaturas podendo comprometer o seu funcionamento nos queimadores radiantes. Com uma razão mistura reagente contendo 5% de combustível em volume com 100% de excesso de ar, a chama foi estabilizada em uma velocidade de chama de 30 a 36 cm/s, em temperaturas superiores a 1150oC. / Ceramic foams are cellular porous ceramics that can be produce by different methods, like replica method, sacrificial template method and direct foaming method. Foams are a type of porous ceramic which present many properties making them a very versatile material, used in different applications, like radiant porous burners. Radiant burners consist of ceramic materials which must resist at high temperatures (> 1500°C) and provide high thermal shock resistance. In this work, the replication method was used to obtain alumina foams. Polyurethane foams were impregnated with aqueous suspensions of 50-70% wt. solid (Al2O3) and additives (binders and dispersants). An experimental design was made to establish the appropriate concentration of each component in the suspension. The viscosity and the thixotropy of the suspension were evaluated and adjusted to an appropriate impregnation of the polymeric foam. The impregnated foams were heat treated for degradation of polyurethane at 400°C/1h and subsequently sintered (between 1500°C and 1600°C/3h) for densification of the struts and cell walls. The alumina foams obtained were characterized by analysis of compression strength, flexural strength at high temperature, permeability, porosity and morphology. Permeability and compressive strength of the foams were correlated to the microstructure and cellular morphology (size and geometry of the cells). Flexural strength at high temperature was used to predict the mechanical behavior of the foams when used in radiant burners. Tests on a pilot radiant burner were also performed. Different airfuel ratios and flame rates were evaluated. The sintering temperature of 1600°C promoted higher densification and increase in mechanical strength. It was found that the porosity is directly related to the sintering temperature. The low mechanical strength of the ceramic foams at high temperatures may compromise their performance in radiant burners. With a 5% vol. fuel and 100% excess air mixture reagent, the flame stability at a rate of 30 to 36 cm/s was reached at temperatures higher than 1150oC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287639.pdf: 3129551 bytes, checksum: 4001307ce3da35e09ce684a95ca7b84f (MD5) / O estudo de compósitos poliméricos condutores de eletricidade (CPCEs) têm recebido atenção especial, devido ao grande potencial em aplicações tecnológicas, tais como: dissipação de carga eletrostática e proteção contra interferência eletromagnética. A incorporação de aditivos condutores, tais como: negro de fumo condutor (NFC) e nanotubos de carbono (NTCs), em matrizes de elastômeros termoplásticos é uma alternativa para produção de CPCEs com propriedades mecânicas semelhantes às de uma borracha vulcanizada, sem a necessidade do uso de agentes de vulcanização. Neste trabalho foram preparados compósitos condutores de eletricidade, de elastômero de poliuretano termoplástico (TPU) com diferentes concentrações e tipos de aditivos condutores (NFC, NTCs, e NTCF), a partir de duas técnicas de mistura: mistura por solução e mistura por fusão. Os compósitos obtidos foram caracterizados, sendo suas morfologias e propriedades viscoelásticas, térmicas e elétricas avaliadas através, de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG); espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR); análise dinâmico mecânica (DMA); termogravimetrica (TG); calorimetria diferencial de varredura (DSC); medidas de condutividade; e proteção contra interferência eletromagnética (EMI-SE). Para os compósitos obtidos através de mistura por fusão, foram ainda avaliadas as propriedades reológicas, através de um reômetro de placas paralelas. A técnica de mistura e tipo de aditivos, influenciam na estabilidade térmica, nos valores de condutividade e nos limiares de percolação. Os resultados mostram que todos os compósitos atingem valores de condutividade elétrica próximos aos dos aditivos condutores, exceto os compósitos com NTCF preparados por ambas as técnicas. Os compósitos obtidos através da mistura por fusão apresentam menor limiar de percolação, (abaixo de 2% em massa) quando comparado com os compósitos obtidos através da mistura por solução (acima de 4,9% em massa). Estes resultados encontram-se coerentes com os encontrados na eficiência de blindagem eletromagnética, indicando que estes materiais têm um grande potencial para serem utilizados como dissipadores de carga eletrostática e como protetores contra a interferência eletromagnética.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287386.pdf: 3060417 bytes, checksum: 725e556f710d0c44d79ee50c1099cab4 (MD5) / A crescente preocupação global com relação ao meio ambiente e preservação de recursos naturais não renováveis têm incentivado pesquisas em diferentes áreas buscando a utilização de materiais oriundos de fontes renováveis. Nesse contexto, a utilização de fibras vegetais e poliuretano derivado do óleo de mamona em compósitos poliméricos mostram-se como uma boa alternativa. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da fração volumétrica, comprimento e tratamento alcalino das fibras de bananeira nas propriedades de compósitos com poliuretano derivado do óleo de mamona. As fibras de bananeira foram modificadas superficialmente com solução de hidróxido de sódio 10% por 1, 4 e 8 horas e caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG), resistência a tração e densidade. A partir dos espectros FTIR observou-se que com apenas 1 hora de tratamento já ocorreu modificações superficiais e na estrutura química das fibras. Compósitos poliméricos, com diferentes frações volumétricas e comprimentos de fibras sem e com tratamento alcalino por 1 hora, foram preparados a partir da moldagem por compressão. Os compósitos foram analisados por MEV, TG, calorimetria exploratória diferencial (DSC), FTIR, resistência a tração, absorção de água e ensaio de pull-out. Observou-se que o tratamento alcalino das fibras resultou em aumento na resistência a tração e módulo elástico dos compósitos, devido à mudança na morfologia da superfície das fibras tratadas, somado à maior concentração de grupos hidroxila livres que promovem maior adesão mecânica e química, respectivamente, entre as fibras e a matriz. Com o aumento da fração volumétrica e comprimento das fibras também se verificou uma melhora nas propriedades mecânicas dos compósitos.

Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Coorientador: Humberto Gomes Ferraz / Banca: Gabriel Lima Barros Araujo / Banca: João Cardoso de Lima / Banca: Ariel Gomez Gonzalez / Banca: Anderson Andre Felix / Resumo: Medicamentos de liberação controlada (MLC) vêm ganhando destaque no mercado farmacêutico nacional e internacional pelos seus mais diversos benefícios, principalmente por manter a atividade do princípio ativo (PA) no organismo em uma faixa constante de eficiência. Dentre os sistemas MLC estão as dispersões sólidas amorfas (DSA), que possuem como componentes o fármaco e a matriz polimérica. Devido à complexidade da estrutura de liberação destas dispersões, são necessárias técnicas e metodologias analíticas mais sofisticadas para o controle e qualidade da formulação final. A técnica de espalhamento total de raios X (ETRX) e o método Pair Distribution Function (PDF) vêm sendo utilizados no estudo de materiais com estrutura com ordem de curto e intermediário alcance, incluindo fármacos amorfos e nanocristalinos, além de dispersões sólidas fármaco/polímero, sendo possível fazer a distinção entre as fases a nível intra e intermoleculares, o que representa as potencialidades do ETRX e o PDF para a caracterização estrutural de materiais. Nesse contexto, desenvolveu-se a análise estrutural das DSA's do cloridrato de Verapamil e resina poliuretânica derivada do óleo de mamona por meio das técnicas RMN, FTIR e difração de raios X convencional. Por meio dessas análises criou-se o embasamento necessário para aplicar o ETRX e método PDF e avaliar as potencialidades no estudo de sistemas complexos, como os que foram objetos de análise neste trabalho. Os resultados mostraram que fármaco e res... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Controlled-Release Drugs (CRD) have increasingly been chased by the national and international pharmaceutical market because their different benefits, mostly by it can keep the activity of the Active Pharmaceutical Ingredient (API) in the body in a continuous range of efficiency. Among others, CRD systems are the amorphous solid state dispersions, which have API and polymer matrix as components of the systems. Due to complexity of the release structure of these dispersions, sophisticated analytical techniques and methodologies are required for the control and quality of the final formulation. The X-ray total scattering technique (XRTS) and the Pair Distribution Function (PDF) method have been used to study materials with short- and intermediaterange order structure, including amorphous and nanocrystalline drugs, as well as drug/polymer solid dispersions, making it possible to discriminate between phases at intra and intermolecular levels, which represents the potentialities of the XRTS and the PDF for the structural characterization of materials. In this context, the present work has developed the structural analysis of the amorphous solid dispersions of Verapamil Hydrochloride and polyurethane resin derived from castor oil using NMR, infrared spectroscopy and conventional X-ray diffraction techniques. Through this initial analysis, it was possible to create the necessary basis for the application of XRTS and PDF method and evaluate its potential to study complex systems, suc... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234078.pdf: 3236713 bytes, checksum: 68c757dcb7b0d42d028c6e6e609a4f09 (MD5) / Filmes formados pela mistura de poliuretano (PU) e dibutil ftalato (DBF) como plastificante, foram estudados quanto às propriedades térmicas, mecânicas, morfológicas e avaliados quanto à potencial aplicação na permeação de paracetamol e cloridrato de diltiazem. Os deslocamentos nas bandas de infravermelho correspondentes a carbonila (região de 1730-1700 cm-1) e C-O (região de 1300-1000 cm-1) observadas com o aumento de DBF nos filmes PU/DBF sugerem a formação de ligações de hidrogênio entre os componentes. A característica amorfa dos filmes de PU/DBF foi confirmada pelas temperaturas de transição vítrea na faixa de 25-40 oC e os baixos valores de entalpia dos picos endotérmicos. As propriedades mecânicas dos filmes foram influenciadas pela quantidade de plastificante presente. Em relação ao PU puro, o módulo de elasticidade do sistema com 40% DBF foi aproximadamente três vezes menor, enquanto que a deformação do filme aumentou de 130% para 192%. A superfície dos filmes de PU puro ou com 10% DBF mostrou uma característica densa e sem poros. No sistema com 40% DBF forma observadas regiões com relevo aparente e com pouca porosidade, consistente com o baixo intumescimento (< 1%) em água e etanol. O coeficiente de permeabilidade do paracetamol aumentou de 0,7 x 10-6 cm s-1 (PU puro) para 9,5 x 10-4 cm s-1 (filme com 40% DBF) e o mecanismo dominante na permeação foi a difusão do fármaco através das cadeias poliméricas. Para os mesmos sistemas, os coeficientes de permeabilidade do diltiazem foram 8,4 x 10-6 cm s-1 e 28,4 x 10-6 cm s-1, respectivamente. Por outro lado, o mecanismo foi complexo, e dependendo da fração de DBF no filme, os modelos matemáticos de Higuchi e da lei de potências foram compatíveis com um mecanismo de liberação por difusão Fickiana (difusão) para PU puro e anômalo (sobreposição dos processos de difusão e erosão) para os filmes PU/DBF 80/20 e 60/40. As características mecânicas e os resultados de permeação obtidos no presente trabalho sugerem que os filmes PU/DBF apresentam viabilidade para utilização como sistemas de liberação controlada de fármacos, por exemplo, sistemas transdérmicos. Films formed by the mixture of polyurethane (PU) and dibutyl phthalalate (DBP) as plasticizer, were studied considering the thermal, mechanical and morphologic properties, and evaluated in terms of the potential application in the permeation of paracetamol and diltiazem chloridrate. The shifting of the infrared bands associated with the carbonyl group (region 1730-1700 cm-1) and C-O (region1300-1000 cm-1) observed with the increase of DBP in the PU/DBP films, suggested the formation of hydrogen bonds between the components. The amorphous characteristic of the PU/DBP films was confirmed by the glass transition temperatures in the range 25-40 oC and the low values of enthalpy of the endothermic peaks. The mechanical properties of the films were influenced by the amount of plasticizer. In comparison to pure PU, the modulus of elasticity for the system with 40% DBP was c.a. three times lower, and the elongation increased from 130% to 192%. The surface of the films of pure PU or with 10% DBP was dense and without porous. In the system with 40% DBP, regions with apparent relief and absence of porosity, consistent with the low swelling (< 1%) in water and ethanol, were observed. The coefficient of permeability of paracetamol increased from 0.7 x 10-6 cm s-1 (pure PU) to 9.5 x 10-4 cm s-1 (film with 40% DBP) and the main mechanism of permeation was a diffusion through the polymeric chains. For the same systems, the permeability coefficient of diltiazem were 8.4 x 10-6 cm s-1 and 28.4 x 10-6 cm s-1, respectively. On the other hand, the permeation mechanism was complex, and depending of the fraction of DBP in the film, the Higuchi and power law models were compatible with a mechanism by Fickian diffusion for pure PU and anomalous (diffusion and erosion) for PU/DBF films with 20% and 40% DBP. The mechanical properties and the permeation results obtained in this study suggest a viability to use PU/DBP films as systems for drug control release, such as, transdermal systems.