Orientador: José Antônio Malmonge / Resumo: Compósitos particulados de conectividade 0-3 obtidos a partir de cerâmicas ferroelétricas são objetos de inúmeros estudos científicos. Tal fato decorre da necessidade da indústria eletrônica de materiais com altas constantes dielétricas e densidade de energia, para fabricação de componentes passivos integrados em circuitos impressos e fabricação de dispositivos de armazenamento de energia. Por outro lado, a constante dielétrica dessa combinação se limita a baixos níveis para algumas aplicações. A fabricação de compósitos trifásicos vem ganhando atenção devido às elevadas constantes dielétricas obtidas com a inserção de uma terceira fase condutiva. A literatura apresenta tais compósitos com um perfil bem comportado baseado na regra das misturas e na teoria da percolação. Por outro lado, em alguns casos as interações das fases de preenchimento com a matriz, bem como a possível geração de cargas durante o processo de fabricação impedem um comportamento previsível considerando a distribuição não aleatória das fases. Este trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de compósitos trifásicos empregando-se como matriz o poliuretano a base de água, como segunda fase Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) e como terceira fase, para efeito de comparativo, negro de fumo (NF) ou nanocristais de celulose (CNC). Os compósitos trifásicos foram preparados a partir da mistura dos componentes em solução aquosa de PU, e suas propriedades comparadas àquelas obtidas para compósitos bifásic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Particulate polymeric composite with connectivity 0-3 obtained using ferroelectric ceramics as a filler are objects of numerous scientific studies. This is due to the need of the electronics industry materials with high dielectric constants and high energy density, for the manufacture of integrated passive components in printed circuits and manufacturing energy storage devices. On the other hand, the dielectric constant of this combination is limited to low levels for some applications. The manufacture of three-phase composite has gained attention due to the high dielectric constant obtained by inserting a third conductive phase. The literature shows such composites with a well behaved profile based on the rule of mixtures and percolation theory. Moreover, in some cases the interactions of the filling phase with the matrix, as well as the possible generation of charges during the manufacturing process prevents a predictable behavior considering the non-random distribution of phases. This study aimed to obtain and characterize three-phase composites employing as matrix water-based polyurethane, and as a second phase Lead titanate zirconate (PZT) and as a third phase, for comparative purposes, carbon black (NF) or cellulose nanocrystals (CNC). The three-phase composites were prepared adding the fillers in aqueous PU, and their properties compared with those obtained for biphasic composites PU_PZT, PU_NF and PU_CNC. The characterizations were performed by Scanning Electron Micro... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Silvana Artioli Schellini / Banca: Mariangela Marques / Banca: Suzana Mayayoshi / Banca: Giovanni Viana / Banca: Aristides Palhares / Resumo: Objetivo: Visando acrescentar novos conceitos na área da reconstrução da cavidade anoftálmica e utilizando conhecimento adquirido na Cirurgia Plástica, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a integração dos implantes hemi-esféricos de silicone em gel coesivo com três diferentes tipos de superfície (lisa, texturizada e de poliuretano), empregados para devolução do volume perdido de cavidades evisceradas de coelhos. Método: Foram utilizados 45 coelhos albinos, machos, espécie Orictolagus cuniculus, que tiveram o olho direito eviscerado, sendo feita a colocação de implantes hemi-esféricos de silicone em gel coesivo na cavidade orbitária. Os implantes diferiram entre si pelos revestimentos, que foram de três tipos: liso (Grupo (GI)), texturizado (GII) ou de poliuretano (GIII). Cada grupo foi constituído por 15 animais, sendo que 5 animais de cada grupo foram sacrificados 7 (M7), 30 (M30) ou 90 (M90) dias após a cirurgia de evisceração e colocação do implante. Foram realizadas avaliações clínica, laboratorial (exame de creatinina sérica e de 2,4 toluenodiamina - TDA), tomográfica usando o programa OsiriX® (posição e área do implante), histológica e morfométrica (medida da espessura da pseudocápsula e da celularidade). Os resultados obtidos foram submetidos à avaliação estatística comparando-se os grupos com diferentes tipos de revestimentos dos implantes, nos três momentos de sacrifício. Resultados: Houve boa evolução em todos os grupos experimentais, não se observando extrusão ou processos infecciosos ao longo do período experimental. A avaliação histológica mostrou que os implantes de superfície lisa (GI), texturizada (GII) ou de poliuretano (GIII) tiveram boa integração tecidual, com maior reação inflamatória e espessura da pseudocápsula nos implantes de GIII. No exame tomográfico, os implantes de GI mudaram mais de posição e foram evidenciadas deformidades nos ... / Abstract: Purpose: In order to add new concepts in the area of the anophthalmic socket reconstruction and using knowledge acquired in Plastic Surgery, this study was developed to evaluate the integration of hemi-spherical cohesive gel silicone implants coated by three different surfaces (smooth, textured and polyurethane) used to replace the missed volume in eviscerated cavities of rabbits. Methods: Forty-five albino male rabbits of the specie Oryctolagus cuniculus had their right eye eviscerated and hemi-spherical cohesive gel silicone implants were inserted in the orbital socket to replace volume. The implants were coated by three different types of surfaces: smooth (Group (IG)), textured (GII) or polyurethane (GIII). Each group was composed by 15 animals and five of them in each group were sacrificed seven (M7), 30 (M30) and 90 (M90) days after evisceration surgery and implant placement. Clinical and laboratorial assessments (creatinine test and 2,4 toluene diamine- TDA), histologic and morphometric exam (measurement of the thickness of pseudocapsule and cellularity) and tomographic (CT scan) evaluation using the OsiriX program (position and area of the implant) were performed. The results were analyzed statistically comparing groups that differ by the coating of implants in the three moments of sacrifice. Results: There was good evolution in all experimental groups and extrusion or infectious processes was not observed throughout the experimental period. Histological evaluation showed that implants with a smooth (GI), textured (GII) or polyurethane surface (GIII) had good tissue integration and GIII implants showed greater inflammatory reaction and thickness of the pseudocapsule. On CT scan, the GI implants changed over position and deformities were observed in the GIII implants. Using OsiriX® program was possible to evaluate the area of the implants. The 2,4 TDA was not found in any of the experimental groups. Conclusion: Cohesive gel ... / Doutor

Isoladores poliméricos vêm gradualmente competindo com os isoladores cerâmicos nas aplicações do sistema elétrico de potência. Embora os isoladores poliméricos ainda apresentem alguns inconvenientes, como alto custo e forte degradação no meio ambiente, principalmente diante dos raios ultravioleta, possuem outras características importantes e altamente relevantes, como por exemplo, forte resistência mecânica à compressão e à flexão, ótima resistência elétrica e facilidade de instalação e de manutenção. Por causa disso, o desenvolvimento desses novos isoladores está sendo um fator predominante na competitividade do mercado, onde se observam a constante busca de qualidade e baixo custo. No Brasil, um sério obstáculo atrapalha este avanço tecnológico devido à maioria das matérias-primas serem importadas. As resinas poliuretanas derivadas de óleo de mamona, neste contexto, apresentam um papel crucial, uma vez que elas são produzidas com 100% de tecnologia brasileira no Laboratório de Química Analítica e Tecnologia de Polímeros do Instituto de Química da Universidade de São Paulo. Portanto, neste trabalho são apresentados os processos utilizados no desenvolvimento deste novos isoladores poliméricos produzidos com resinas puras, com os seus compósitos e com granitos sintéticos. E também são apresentados os diversos ensaios realizados nas resinas e nos isoladores. Destacando-se entre eles, os ensaios de envelhecimento acelerado, os ensaios elétricos e os ensaios mecânicos realizados nos isoladores tipo Suporte, os quais resultaram em um forte indicativo para uma ótima aplicação deles em ambiente interno e com custo competitivo em relação aos isoladores comerciais. / Polymeric isolators have been competing increasingly with ceramic isolators in electric power system applications. Although polymeric isolators still present a few disadvantages, such as high cost and strong degradation in the environment (poor weathering capacity), particularly from ultraviolet rays, they possess other important and highly relevant characteristics, among them high compressive and flexural strength, excellent electric resistance and easy installation and maintenance. For these reasons, the development of these new isolators has become a predominant factor in market competitiveness, where the combination of high quality and low cost is much sought after. A major obstacle to this technological advance in Brazil is the fact that most of the raw materials are imported. Hence, castor oil polyurethane resins play a crucial role, since they are produced with 100 per cent Brazilian technology at the Laboratory of Analytical Chemistry and Polymer Technology of the Institute of Chemistry, University of Sao Paulo. This thesis, therefore, presents and discusses the processes used in the development of these new polymeric isolators produced with pure resins, with their composites, and with synthetic granites. Also discussed are the various tests carried out on the resins and on isolators, highlighting, among these, the accelerated aging, electrical and mechanical tests performed on Support type isolators, whose results are strongly indicative of their excellent applicability for indoor environments, coupled with their competitive cost in comparison to commercial isolators.

Diferente de outros países, os isoladores de porcelana do tipo Pino são considerados tradicionais no Brasil e são aplicados em grande escala nas linhas de distribuição de energia elétrica, onde predomina a instalação do tipo aérea. Embora eles possuam um preço baixo em relação aos outros componentes da rede elétrica, esses isoladores vêm apresentando sérios desligamentos não programados devido a problemas, como por exemplo: defeitos no material dielétrico; ruptura mecânica na parte superior dos isoladores em função dos esforços por dilatação do conjunto (rosca e pino); e destruição por causa de atos de vandalismo. Deste modo, julga-se oportuno proceder estudos visando aprender isoladores alternativos, e esta dissertação de mestrado tem como objetivo realizar um estudo sobre os isoladores poliméricos do tipo Pino fabricados com as resinas poliuretanas derivadas do óleo de mamona, comparando-os com os isoladores de porcelana. Neste trabalho de pesquisa são apresentados: o processo de fabricação dos isoladores poliméricos do tipo Pino; as análises realizadas nesses isoladores com o auxílio da tomografia computadorizada para a verificação da homogeneidade da mistura do material dielétrico; os resultados do ensaio de tensão elétrica alternada e do ensaio mecânico de flexão antes e após o ensaio de envelhecimento acelerado realizado durante 5.000 horas num aparelho Weather Ometer. Diante dos resultados obtidos, pôde-se observar que os isoladores elétricos envelhecidos e os isoladores não envelhecidos apresentaram o mesmo comportamento elétrico sob tensão elétrica alternada, enquanto que nos ensaios de flexão, os isoladores envelhecidos apresentaram uma maior rigidez mecânica. / Unlike other countries, pin-type porcelain insulators are considered traditional in Brazil and are applied on a large scale in electric power distribution lines in a predominantly aerial type configuration. Despite their low cost compared to other components of the electric power distribution network, these insulators have undergone serious unprogrammed shutdowns resulting from problems such as defects in the dielectric material; mechanical breakdown of the upper portion of the insulators caused by dilation strains in the set (thread and pin); and destruction by acts of vandalism. It is therefore considered opportune to engage in studies focusing on alternative insulators. This master\'s dissertation reports on a study of pin-type polymeric insulators manufactured with castor oil-based polyurethane resins, comparing them with porcelain insulators. This research work discusses the manufacturing process of pin-type polymeic insulators; computerized tomography-based analyses of these insulators carried out to verify the homogeneity of the dielectric material\'s composition; the results of alternating electric current tests and mechanical flexure tests before and after accelerated aging conduced for 5,000 hours in a Weather Ometer device. The results of the ac current tests demonstrated that aged and unaged electric insulators display the same electrical behavior under alternating electric current, while the mechanical flexure tests revealed that aged insulators possess greater mechanical rigidity.

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:31:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Talamoni_JoaoRoberto_M.pdf: 3179199 bytes, checksum: 8fe9d391161838e5f0a3bd3360ef2652 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Anualmente, são produzidas cerca de 110 milhões de toneladas de plásticos no mundo, e pelo menos a metade desta quantidade é rapidamente descartada sem qualquer cuidado, permanecendo em aterros e na natureza por décadas, gerando um custo ambiental muito alto. Na tentativa de minimizar este problema, muitos cientistas passaram a investir em pesquisas na tentativa de descobrir materiais que substituam estes plásticos e que ao mesmo tempo sejam ambientalmente amigáveis, ou seja, quando em contato com o solo e em ambientes propícios, estes novos materiais se degradem rapidamente. Muitas linhas de pesquisas trabalham com polímeros de origem natural, outras com síntese microbiológica, porém, uma das linhas de pesquisas mais forte neste sentido é a síntese e modificação de poliésteres alifáticos, que sabidamente possuem boas propriedades de biodegradação. Assim, o objetivo deste trabalho foi sintetizar, caracterizar e modificar um poliéster alifático com boas propriedades de biodegradação. Partiu-se de monômeros conhecidos, como o ácido adípico e o monoetileno glicol, e ainda usou-se outros materiais para tentar melhorar as propriedades dos polímeros sintetizados, como o glicerol e o diisocianato de hexametileno, este último usado para se obter poliésteres-uretanos de massa molar maior, menor cristalinidade e de mais fácil biodegradação. Todas as amostras obtidas foram caracterizadas via medições de suas massas molares por Cromatografia por Permeação em Gel e Viscosidade Intrínseca, e ainda mediuse a efetividade das reações através da Espectroscopia por Infravermelho. Também determinou-se as temperaturas de cristalização e de fusão através da Calorimetria Diferencial Exploratória e a perda de massa através de Análise Termogravimétrica. Ainda, acompanhou-se o processo de biodegradação através de fotos e microscopia ótica. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que a síntese de poliésteres alifáticos requer muitos cuidados para que se obtenha materiais com boas propriedades de aplicação, e que as modificações via isocianato, obtendo-se poliésteres-uretanos, é um caminho bastante interessante para a melhoria destas propriedades, e ainda, pode-se concluir que a síntese destes materiais é bastante promissora para se obter materiais / Abstract: Annually, about 110 millions of tons of plastics are produced around the world, and at least haIf of this amount is wasted speciaIly in landfills, remaining there for decades, causing high1y environmental costs. In order to solve this problem, many scientists are performing researches trying to create new materiaIs with adequate properties to replace these plastics and at the same time, materiaIs that are environmentally mends, and can be degraded when in contact with soil and under adequate conditions. Many researchers are working with natural polymers, others with polymers synthesized through microbiologicaI conditions, and others are working with the synthesis and modification of aIiphatic polyesters, which are known since decades that they are good biodegradable materiaIs. The objective of this work is the synthesis, characterization and modification of aIiphatic polyesters with good biodegradable properties. It was used known monomers for the synthesis, like adipic acid and ethylene glycol, and others materiaIs to improve properties, like glycerol and hexamethylene diisocyanate, this last one was used to obtain a polyester-urethane, with high molecular weight and lower degree of crystallization, improving its ability to degrade. All samples synthesized were characterized by Gel Permeation Chromatography and Intrinsic Viscosity to measure their molecular weight, and the effectiveness of the reactions were followed by Fourier-Transform Infrared Spectroscopy. Melting and Glass Transition temperatures and Crystallization behavior were measured through Differential Scanning Calorimetry. Using Thermogravimetry measurements, the loss of mass of all samples with temperature was measured. The biodegradation process was followed by periodical photos and with Optical Microscopy. The final results showed that the synthesis of aliphatic polyesters need to be carefully carried out to achieve materials with good properties, and the extension of these aliphatic polyesters with isocyanates is a viable way to increase properties of these materials, but it is possible to conc1ude that the synthesis of such materials is a very promising field to have biodegradable materials / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sergio Augusto Mello da Silva / Resumo: Estudos sobre florestas plantadas para aproveitamento de madeiras em vários setores industriais tem se intensificado no mundo. A utilização dessas madeiras no Brasil, além de garantir a sustentabilidade de espécies nativas, possibilita a produção de derivados de madeiras e o amplo emprego na construção civil. A Seringueira (Hevea brasilienses) e Teca (Tectona grandis) representam duas espécies de reflorestamento cultivadas no Brasil e que serão utilizadas neste trabalho para produção de painéis de partículas homogêneas. A Seringueira é utilizada para produção de borracha natural, entretanto, precisam ser substituídas ao final do ciclo de produção (25 a 30 anos) e, as árvores improdutivas são utilizadas para geração de energia. Com relação à Teca, espécie de origem asiática, sua madeira apresenta excelentes características de resistência e durabilidade e vem sendo empregada na construção civil de modo geral e para a produção de móveis. Vale ressaltar, que tanto a Seringueira quanto a Teca, adaptadas às condições edafológicas das regiões em que são reflorestadas, apresentam rápido crescimento e poderiam ser utilizadas para produção de painéis de partículas. Entretanto, para este trabalho, será considerada a utilização dessas espécies com mais de 20 anos, buscando-se avaliar a possibilidade de aproveitamento dessas para a produção de painéis de partículas aglutinadas com adesivo poliuretano derivado de mamona (PU-Mamona). Os painéis produzidos foram avaliados de acordo com NBR 1... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Studies on planted forests to use wood in various industrial sectors has intensified in the world. The use of these woods in Brazil, in addition to ensuring the sustainability of native species, enables the production of wood derivatives and wide employment in civil construction. The rubber tree (Hevea brasilienses) and Teca (Tectona grandis) represent two species of reforestation cultivated in Brazil and which are used in this work for the production of particleboards. The rubber tree is used for the production of natural rubber, however, it needs to be replaced at the end of the production cycle (25 to 30 years) and, the unproductive trees are used for power generation. Regarding Teca, a species of Asian origin, its wood has excellent resources of resistance and durability and has been used in civil construction in general and for furniture production. It is worth mentioning that both Seringueira and Teca, adapted to the edaphological conditions of the regions where they are reforested, show quick growth and are used for the production of particleboards. However, for this work, the use of these species with more than 20 years will be considered, looking for the possibility of using them for the production of agglutination panels with castor oil-based polyurethane adhesive (PU-Castor). The panels produced were evaluated according to NBR 14810 - 1 and 2: 2013 and international documents to verify their physical and mechanical properties, as well as, using scanning electron mi... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:38Z No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-08-16T14:17:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-16T14:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TEIXEIRA_Andre_2017.pdf: 23449389 bytes, checksum: c2eafb920ec024ab4ae56b9b0007cff3 (MD5) Previous issue date: 2017-04-03 / Não recebi financiamento / For a few years now polymeric materials have been ever present around the whole globe. Polyurethane (PU) for example is the sixth most produced polymer globally, generating with that a considerable amount of scrap due to industrialization processes, usage or end of its life cycle. About this, the present dissertation proposes to reprocess industrially discarded PU through mechanical recycling and injection molding to validate reusing this waste, reducing the amount sent to landfill. In order to do that PU scrap was physically mixed with high density polyethylene (HDPE), a commodity polymer, in pellets. PU was obtained from industrial waste of an earplug production process and HPE was bought in local market. PU scrap was obtained as a polymeric blanket that was later milled and micronized. Three different mixtures were manually prepared and placed into an industrial scale injection molding machine which resulted in the production of test specimens of 2%, 5% and 7% in mass of micronized PU into a HDPE matrix. Test specimens were submitted to flexural, tension and impact testing and the results were compared to the properties of 100% virgin specimens and with literature data. The samples indicated that adding PU decreased impact resistance but kept the performance on flexural and tension strengths, even increasing maximum deformation. Regarding thermal properties, the studied material presented the same melt and crystallization temperatures results for Differential Scanning Calorimetry (DSC) as well as loss and storage modulus for Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA). Thermogravimetric analysis (TGA) showed a decreased to the mass loss peak temperature when PU percentage increased. Nonetheless, considering all mechanical and thermal properties analyzed, present study shows that reusing the PU scrap is a viable option, given the appropriate process conditions. / Há alguns anos, os materiais poliméricos estão cada vez mais presentes nas indústrias, comércios, residências, enfim, no cotidiano de países do mundo inteiro. O poliuretano (PU), por exemplo, é o sexto tipo mais comum de polímero sintetizado mundialmente, gerando também uma quantidade considerável de resíduo, após o processamento industrial, uso ou fim de vida útil. Neste contexto, este trabalho aborda o reprocessamento, através da reciclagem mecânica e injeção, de poliuretano (PU) descartado industrialmente com a intenção de validar o reaproveitamento desse resíduo, diminuindo seu envio para aterros. Para isto, foram realizadas misturas físicas de resíduos de PU com o polietileno de alta densidade (PEAD), um polímero commodity, em forma de grânulos (pellets). O PU foi obtido de descartes primários do processo de fabricação de protetores auditivos e o PEAD foi comprado regularmente no mercado nacional. O PU de descarte estava no formato de uma manta polimérica que foi submetida à moagem e micronização. Posteriormente, as misturas foram realizadas manualmente e colocadas em injetora de porte industrial, o que permitiu a obtenção de corpos de prova nas proporções de 2%, 5% e 7% em massa de PU moído em relação ao polietileno de alta densidade (PEAD). Os corpos de prova injetados foram, então, submetidos aos ensaios de flexão, de tração e de impacto. Os resultados obtidos foram comparados aos das propriedades de corpos de prova 100% virgem (sem presença do PU) e com a literatura. As amostras indicaram que a adição do PU ocasionou decréscimo na propriedade de resistência ao impacto, mas manteve as propriedades testadas em flexão e tração, apresentando inclusive aumento na deformação máxima quando o PU foi adicionado. Quanto às propriedades térmicas, os materiais obtidos mantiveram os valores das temperaturas de fusão e de cristalização analisadas por DSC (Differential Scanning Calorimetry), bem como os valores de módulos de armazenamento e de perda analisados por DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analysis). De acordo com as análises realizadas por Termogravimetria (TG), foi observado decréscimo da temperatura de pico de perda de massa, quanto maior a presença de poliuretano. No entanto, considerando todas as propriedades mecânicas e térmicas analisadas, o trabalho indicou que é viável, diante de certas condições de processo, o reaproveitamento desse tipo de resíduo de PU.

Neste trabalho, foram sintetizados poliuretanos termoplásticos (TPU) via solução em reator e via extrusão reativa em extrusora dupla rosca. Os TPUs foram obtidos com o uso de pré-polímero 4,4‟-difenilmetano (MDI) e poliol poliéster, a hidroquinona bis-2-(hidróxietil)-éter (HQEE), e o n-fenilaminopropil-POSS. Os reagentes e produtos foram caracterizados através de análises de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), análise Termogravimétrica (TGA) e reometria capilar (exclusivamente para os produtos). As análises de DSC mostraram que a presença do POSS influenciou a entalpia de fusão (ΔHm) dos TPUs sintetizados via solução. As amostras polimerizadas por extrusão reativa a 80 ºC apresentam Tm comparativamente menores que as amostras sintetizadas a 90 ºC, porém com ΔHm superior, indicando que a temperatura possivelmente favorece a formação de um número maior de cristais com um tamanho médio inferior. Também foram observados fenômenos exotérmicos durante o aquecimento das amostras sintetizadas via extrusão reativa, provavelmente devido a disponibilidade de grupos isocianato livres, detectados via FTIR, na região de ~2253 cm-1. A estabilidade térmica dos TPUs via solução também foi alterada pela adição de POSS, enquanto o polímero obtido através da extrusão reativa apresentou valores mais elevados no início da degradação. Os ensaios de TGA em isoterma apresentaram valores de perda de massa progressivamente inferiores nas amostras sintetizadas via extrusão reativa, demonstrando que tanto o POSS quanto a temperatura de síntese influem nas propriedades do polímero. Ensaios de resistência térmica nas amostras apresentaram perdas de massa inferiores nas amostras vi8a xetrusão reativa. Em ensaios de reometria capilar, a inserção do POSS levou a um aumento progressivo da viscosidade intrínseca do polímero, indicando aumento da massa molar média do TPU sintetizado via solução. Os mesmos ensaios executados com as amostras via extrusão reativa mostraram viscosidades aparentes similares, provavelmente influenciados por processos de degradação do material na célula de carga, levando a comportamentos de viscosidade sem uma tendência observável. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-03T18:10:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gabriel Hoyer Lopes.pdf: 2245249 bytes, checksum: 97ec28c68a7d73e9ca22b258465c50c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T18:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gabriel Hoyer Lopes.pdf: 2245249 bytes, checksum: 97ec28c68a7d73e9ca22b258465c50c6 (MD5) / In this work, thermoplastic polyurethanes (TPU) were synthesized in solution process and reactive extrusion in twin-screw extruder. The TPUs were obtained with the use of pre-polymer based on 4,4´-Methylenediphenyl diisocyanate (MDI) and a polyester functionalized polyol, the bis-2-(hidroxyethyl)ether hidroquinone and the n-phenylaminopropyl-POSS as a second chain extender. The reagents and products were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), and also capillary rheometry (only for those products). The DSC analysis presence influenced the melting enthalpy (ΔHm) of the TPU synthesized by solution. The samples synthesized through reactive extrusion at 80 ºC presented a higher Tm compared to the 90 ºC TPUs, with a higher ΔHm, suggesting that the temperature favors the formation of a greater number of crystals with a lower medium size. Exothermic phenomena were observed during the heating of samples synthesized in reactive extrusion, probably due to the availability of free isocyanate groups, which were detected by FTIR in the ~2253 cm-1 region. The thermal stability of the TPUs was enhanced by the addition of POSS, while the polymers obtained through reactive extrusion presented higher onset degradation temperatures. The TGA analysis in isothermal conditions showed progressively lower mass loss values in samples obtained by reactive extrusion, demonstrating that the amount of POSS, as well the synthesis temperature, had influence in the final properties of the TPU. The thermal resistance of samples polymerized in reactive extrusion. In capillary rheometry tests, the insertion of POSS in the polymer led to a progressively higher value of intrinsic viscosity of the TPUs, indicating an increase in the mean molar mass of the TPUs obtained through solution synthesis. The same method was applied to the samples obtained through reactive extrusion, which showed similar apparent viscosities, yet the analysis was probably influenced by the degradation of the TPU inside the loading cell, leading to no measurable tendency in the viscosity of the polymer.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JuceliaMER.pdf: 2171315 bytes, checksum: 6d1b358ee82a3e95a8b3fb30782bdf76 (MD5) Previous issue date: 2005-12-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Polyurethanes are very versatile macromolecular materials that can be used in the form of powders, adhesives and elastomers. As a consequence, they constitute important subject for research as well as outstanding materials used in several manufacturing processes. In addition to the search for new polyurethanes, the kinetics control during its preparation is a very important topic, mainly if the polyurethane is obtained via bulk polymerization. The work in thesis was directed towards this subject, particularly the synthesis of polyurethanes based castor oil and isophorone diisocianate. As a first step castor oil characterized using the following analytical methods: iodine index, saponification index, refraction index, humidity content and infrared absorption spectroscopy (FTIR). As a second step, test specimens of these polyurethanes were obtained via bulk polymerization and were submitted to swelling experiments with different solvents. From these experiments, the Hildebrand parameter was determined for this material. Finally, bulk polymerization was carried out in a differential scanning calorimetry (DSC) equipment, using different heating rates, at two conditions: without catalyst and with dibutyltin dilaurate (DBTDL) as catalyst. The DSC curves were adjusted to a kinetic model, using the isoconversional method, indicating the autocatalytic effect characteristic of this class of polymerization reaction / Poliuretanas s?o pol?meros de grande versatilidade, podendo ser usadas na forma de p?s, adesivos ou elast?meros. Por este motivo, as poliuretanas s?o amplamente pesquisadas e utilizadas nas ind?strias. Paralelamente ? busca por novas poliuretanas, ? importante o controle cin?tico durante sua obten??o, principalmente se estas s?o obtidas via polimeriza??o em massa. O trabalho desta tese aborda este problema, especificamente no caso da obten??o de poliuretanas derivadas do ?leo de mamona e diisocianato de isoforona. Para isto, primeiramente o ?leo de mamona foi caracterizado atrav?s dos seguintes m?todos anal?ticos: ?ndice de iodo, ?ndice de saponifica??o, ?ndice de refra??o, ?ndice de hidroxila, teor de umidade e espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho (FTIR). Como segundo passo, os corpos de prova dessas poliuretanas foram obtidos atrav?s de polimeriza??o em massa e submetidos a ensaios de inchamento com diferentes solventes. A partir destes ensaios o par?metro de Hildebrand foi determinado para este material. Finalmente, a polimeriza??o em massa desse material foi executada em equipamento de calorimetria explorat?ria diferencial (DSC) a diferentes taxas de aquecimento sob duas condi??es: sem catalisador e com o catalisador, dibutil-dilaurato de estanho (DBTDL). As curvas de DSC foram ajustadas a modelos cin?ticos, usando o m?todo isoconversional, caracterizando o car?ter autocatal?tico da forma??o de poliuretanas

Neste trabalho, foram sintetizados poliuretanos termoplásticos (TPU) via solução em reator e via extrusão reativa em extrusora dupla rosca. Os TPUs foram obtidos com o uso de pré-polímero 4,4‟-difenilmetano (MDI) e poliol poliéster, a hidroquinona bis-2-(hidróxietil)-éter (HQEE), e o n-fenilaminopropil-POSS. Os reagentes e produtos foram caracterizados através de análises de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), análise Termogravimétrica (TGA) e reometria capilar (exclusivamente para os produtos). As análises de DSC mostraram que a presença do POSS influenciou a entalpia de fusão (ΔHm) dos TPUs sintetizados via solução. As amostras polimerizadas por extrusão reativa a 80 ºC apresentam Tm comparativamente menores que as amostras sintetizadas a 90 ºC, porém com ΔHm superior, indicando que a temperatura possivelmente favorece a formação de um número maior de cristais com um tamanho médio inferior. Também foram observados fenômenos exotérmicos durante o aquecimento das amostras sintetizadas via extrusão reativa, provavelmente devido a disponibilidade de grupos isocianato livres, detectados via FTIR, na região de ~2253 cm-1. A estabilidade térmica dos TPUs via solução também foi alterada pela adição de POSS, enquanto o polímero obtido através da extrusão reativa apresentou valores mais elevados no início da degradação. Os ensaios de TGA em isoterma apresentaram valores de perda de massa progressivamente inferiores nas amostras sintetizadas via extrusão reativa, demonstrando que tanto o POSS quanto a temperatura de síntese influem nas propriedades do polímero. Ensaios de resistência térmica nas amostras apresentaram perdas de massa inferiores nas amostras vi8a xetrusão reativa. Em ensaios de reometria capilar, a inserção do POSS levou a um aumento progressivo da viscosidade intrínseca do polímero, indicando aumento da massa molar média do TPU sintetizado via solução. Os mesmos ensaios executados com as amostras via extrusão reativa mostraram viscosidades aparentes similares, provavelmente influenciados por processos de degradação do material na célula de carga, levando a comportamentos de viscosidade sem uma tendência observável. / In this work, thermoplastic polyurethanes (TPU) were synthesized in solution process and reactive extrusion in twin-screw extruder. The TPUs were obtained with the use of pre-polymer based on 4,4´-Methylenediphenyl diisocyanate (MDI) and a polyester functionalized polyol, the bis-2-(hidroxyethyl)ether hidroquinone and the n-phenylaminopropyl-POSS as a second chain extender. The reagents and products were characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), and also capillary rheometry (only for those products). The DSC analysis presence influenced the melting enthalpy (ΔHm) of the TPU synthesized by solution. The samples synthesized through reactive extrusion at 80 ºC presented a higher Tm compared to the 90 ºC TPUs, with a higher ΔHm, suggesting that the temperature favors the formation of a greater number of crystals with a lower medium size. Exothermic phenomena were observed during the heating of samples synthesized in reactive extrusion, probably due to the availability of free isocyanate groups, which were detected by FTIR in the ~2253 cm-1 region. The thermal stability of the TPUs was enhanced by the addition of POSS, while the polymers obtained through reactive extrusion presented higher onset degradation temperatures. The TGA analysis in isothermal conditions showed progressively lower mass loss values in samples obtained by reactive extrusion, demonstrating that the amount of POSS, as well the synthesis temperature, had influence in the final properties of the TPU. The thermal resistance of samples polymerized in reactive extrusion. In capillary rheometry tests, the insertion of POSS in the polymer led to a progressively higher value of intrinsic viscosity of the TPUs, indicating an increase in the mean molar mass of the TPUs obtained through solution synthesis. The same method was applied to the samples obtained through reactive extrusion, which showed similar apparent viscosities, yet the analysis was probably influenced by the degradation of the TPU inside the loading cell, leading to no measurable tendency in the viscosity of the polymer.