Berlin, Techn. Univ., Diss., 2004. / Computerdatei im Fernzugriff.

Bielefeld, Univ., Diss., 2001. / Computerdatei im Fernzugriff.

Bielefeld, Univ., Diss., 2001. / Computerdatei im Fernzugriff.

Zugl.: Halle, Universiẗat, Diss., 1998.

Essen, Universiẗat, Diss., 2000.

Bielefeld, Universiẗat, Diss., 2001.

Clausthal, Techn. University, Diss., 2002.

Orientador: Edison Bittencourt / Teses (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:47:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gasi_Fernando_D.pdf: 3328473 bytes, checksum: b639fb96a5131cff83b12a28afdce47e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Vários estudos têm sido realizados, sobretudo na última década, analisando artigos têxteis de diferentes fibras quanto ao desempenho em relação ao conforto. Porém são raros os que tratam das malhas sintéticas de microfibras em misturas com elastano, notadamente aquelas produzidas em máquinas finas (36-38 agulhas por polegada). Essas malhas têm alta aceitação no mercado devido a vários fatores, dentre os quais se destacam o conforto proporcionado ao usuário. A fim de avaliar o comportamento desses artigos com diferentes fibras (poliamida e poliéster), comparou-se as malhas com as características acima focando alguns aspectos ligados ao conforto, como permeabilidade ao vapor, capilaridade e proteção ultravioleta, e mostrou-se como os resultados obtidos dependem tanto do tipo de fibra como da estrutura da malha. Os resultados mostram uma superioridade do tecido de malha de poliamida 6.6 em relação ao poliéster, nas três propriedades analisadas (permeabilidade ao vapor, capilaridade, proteção ultravioleta). A metodologia utilizada foi o Planejamento de Experimentos. / Abstract: Several studies have been conducted, especially in the last decade, evaluating different textile fibers according to their performances in relation to comfort. However, those who treat the microfibers synthetic knit fabric in blends with elastane are uncommon ones, especially those produced in fine machinery (36-38 needles per inch). Those knits have a high acceptance rate in the market due to several factors, such as the comfort provided to the user. In order to evaluate the behavior of those material with different fibers (nylon and polyester), the knits were compared with the characteristics above, with focus on aspects related to comfort, such as steam permeability, capillarity and ultraviolet protection, and it was demonstrated how the obtained results depend both on the type of fiber and on the knit structure. The results show a superiority of the knitted fabric of polyamide 6.6 in relation to the polyester in the three analyzed properties (vapor permeability, capillarity, ultraviolet protection). The methodology used was the Design of Experiments. / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Le polyamide 11 (PA11) est soumis à des conditions particulières d’utilisation (contraintes mécaniques, température élevée en présence d’eau) au cours desquelles ses caractéristiques mécaniques et physico-chimiques peuvent être altérées. Notamment l’hydrolyse peut générer une fragilisation du matériau par coupure des chaines macromoléculaires. On peut trouver dans la littérature des rapprochements entre propriétés macroscopiques et propriétés microstructurales afin de caractériser la transition ductile-fragile du polyamide. Mais peu d’attention a été portée jusqu’à présent sur la modélisation du comportement mécanique évoluant avec le vieillissement en lien avec la diffusion d’eau dans le matériau.L’objectif de ce travail de thèse est donc de pouvoir prédire la transition ductile-fragile des polyamides, du PA11 en particulier, au cours d’un vieillissement en température et en milieu aqueux acide.La première partie du travail de thèse a porté sur la compréhension de la dégradation mécanique du PA11 en fonction d’un vieillissement hydrique et thermique (à pH4 et à 110°C) en s’appuyant sur une campagne expérimentale afin de relier l’évolution du comportement mécanique macroscopique à celle de descripteurs physico-chimiques. Tout d’abord, des essais de vieillissement en milieu acide et en température ont été effectués pour évaluer la dégradation aux temps longs du PA11. Puis, pour décorréler les effets de l’hydrolyse des effets de recuit, des essais de vieillissement thermique uniquement, en milieu neutre, ont été réalisés. Des essais de traction à la rupture, et des essais de fluage ont ensuite été menés dans le but de mesurer d’éventuelles modifications des propriétés mécaniques au cours du vieillissement. Différentes caractérisations physico-chimiques (DSC, GPC, FTIR, viscosimétrie) ont permis de relier des changements morphologiques à différentes échelles du matériau à l’évolution de ces grandeurs mécaniques macroscopiques. Dans un second temps, une modélisation de la transition ductile-fragile du PA11 au cours du vieillissement a été mise en place. L’évolution de descripteurs physico-chimiques a été intégrée dans le formalisme d’un modèle mécanique développé à IFPEN pour rendre compte du comportement biphasique des polymères semi-cristallins. Le modèle permet de décrire l’impact du vieillissement sur le comportement mécanique du PA11, en particulier l’initiation ainsi que la propagation d’une striction le cas échéant. Enfin, une modélisation de la rupture du PA11 par fragilisation est proposée. / The prediction of the long-term behaviour of polyamides (PAs) is a major challenge for the structural design of various technological equipment in the field of energy and transport. PAs are very ductile when new, but they are sensitive to hydrolysis.Structure-properties relationships of PAs during ageing in water have been somewhat studied in literature. But little attention has been paid so far to the modeling of the mechanical behavior evolving with ageing in relation to the diffusion of water in the material.This work aims to be able to predict the ductile-brittle transition of polyamides, PA11 in particular, during ageing in temperature and acidic aqueous medium.The first part of the work focused on understanding the mechanical degradation of PA11 as a function of hydric and thermal ageing (at pH4 and at 110 ° C), based on an experimental campaign in order to link the evolution of the macroscopic mechanical behavior to that of physicochemical descriptors. First, acid and temperature ageing tests were performed to evaluate the long-term degradation of PA11. Then, in order to decorrelate the effects of the hydrolysis of the annealing effects, tests of thermal ageing only, in neutral environment, were carried out. Tensile tests at break and creep tests were then performed in order to measure possible changes in the mechanical properties during ageing. Different physicochemical characterizations (DSC, GPC, FTIR, viscosimetry) made it possible to link morphological changes at different scales of the material to the evolution of these macroscopic mechanical quantities.Secondly, a modeling of the ductile-brittle transition of PA11 during ageing was put in place. The evolution of physicochemical descriptors has been integrated into the formalism of a mechanical model developed at IFPEN to account for the biphasic behavior of semi-crystalline polymers. The model makes it possible to describe the impact of ageing on the mechanical behavior of PA11, in particular the initiation as well as the propagation of a neck if necessary. Finally, a model of the rupture of PA11 by embrittlement is proposed.

L'objectif de cette thèse est de préparer les composites de polyamide avec des fibres naturelles, capables de résister à des températures élevées. La matrice polymère et les fibres traitées doivent être résistants à la température séparément. Pour cette raison, cette thèse se concentre en deux thèmes principaux : le traitement chimique des fibres naturelles et la transformation des composites de ces fibres traitées avec polyamide 6 et 6,6 matrice. Curaua, jute et lin sont des fibres utilisées. Pour supprimer les composantes à basse masse molaire, comme l'hémicellulose et la lignine, des fibres naturelles, un alcalin-traitement a été effectué en utilisant un poids de 5,0.% de solution d'hydroxyde de sodium. Deux techniques de traitement à des environnements différents ont été comparés : à pression ambiante (trois traitements successifs, à 80 ºC, pendant 1h chacun) et haute pression (1,5 MPa et 120 ºC à différents intervalles de temps : 15, 30, 45 et 60 minutes). Une amélioration des propriétés thermiques des fibres naturelles a été observée dans les deux cas par analyse thermogravimétrique (TGA) et, en regardant les différentes réponses des trois fibres étudiées au traitement alcalin à haute pression, il a été décidé de fixer 30 minutes de haute pression mercerisage pour toutes les fibres avant d'effectuer des post-traitements (acétylation et silanisation) et la préparation de composites utilisant polyamide 6 et 6.6 comme matrices. On a utilisé des teneurs en fibres à la fois dans la matrice de polyamide (10, 20 et 30 en poids.%). Par testings de tension et observations au MEB, on a montré une amélioration des propriétés mécaniques des PA 6/ fibres traitées à la proportion 70/30. Pour réduire la température de traitement de PA 6.6, une combinaison de 2,5 en poids. % de LiCl et 2,5 en poids. % de N-butyl benzène sulfonamide (NBBSA) a été définie par conception expérimentale et il a été ajouté au polyamide 6.6 pur. En outre, on a trouvé la plus grande des propriétés mécaniques des composites préparés avec matrice de polyamide et 10 % en poids de fibres alcaline-traitées + silanisées sur polyamide plastifié 6,6. Il était possible de préparer des composites à plus forte teneur en fibres allant jusqu'à 30 en poids. %. Cependant, il est nécessaire d'améliorer les paramètres de compoundage pour améliorer la dispersion des fibres. / The objective of this PhD Thesis is to prepare composites of polyamide with natural fibers, able to withstand high temperatures. The polymeric matrix and treated fibers should be resistant to temperature separately. For this reason, this Thesis is focused in two main topics: chemical treatment of natural fibers and processing of composites of these treated fibers with polyamide 6 and 6.6 matrix. Curauá, jute and flax were the fibers used. To remove low molar mass components, as hemicellulose and lignin, of natural fibers, alkaline-treatment was conducted using a 5.0 wt.% of sodium hydroxide solution. Two treatment techniques at different environments were compared: at room pressure (three successive treatments, at 80 ºC, during 1h each) and high pressure (1.5 MPa and 120 ºC at different time intervals: 15, 30, 45 and 60 minutes). Improvement of thermal properties of natural fibers was observed in both cases by thermogravimetric analysis (TGA) and, looking at the different responses of the three studied fibers to the high pressure alkaline treatment, it was decided to fix 30 minutes of high pressure mercerization for all fibers before performing post-treatments (acetylation and silanization) and preparing composites using polyamide 6 and 6.6 as matrixes. It was employed different fiber contents in both polyamide matrix (10, 20 and 30 wt. %). By tension testings and SEM observations, it was shown improvement of mechanical properties of PA 6 / treated fibers at 70/30 proportion. To reduce the processing temperature of PA 6.6, a combination of 2.5 wt. % of LiCl and 2.5 wt. % of N-butyl benzene sulphonamide (NBBSA) was defined throught experimental design and it was added to pure polyamide 6.6. Moreover, it was found that the highest mechanical properties for composites prepared with polyamide 6.6 matrix was those using 10 wt. % of alkaline-treated + silanized fibers on plasticized polyamide 6.6. It was possible to prepare composites with higher fiber content up to 30 wt. %. However, it is needed an improvement of compounding parameters to enhance fiber dispersion.