Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-09-23T18:41:07Z No. of bitstreams: 1 DissATN.pdf: 4122352 bytes, checksum: fa8d49323466b9188a8556d8d96c46db (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:33:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissATN.pdf: 4122352 bytes, checksum: fa8d49323466b9188a8556d8d96c46db (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T18:34:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissATN.pdf: 4122352 bytes, checksum: fa8d49323466b9188a8556d8d96c46db (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T18:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissATN.pdf: 4122352 bytes, checksum: fa8d49323466b9188a8556d8d96c46db (MD5) Previous issue date: 2015-09-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The Natural rubber is a renewable source material widely used in the manufacture of automotive tire tread. The vulcanization results in a high thermodynamic stability and wide working range materials. However, after the end of life serious environmental and public health problems can occur because of improper disposal or burning. Recycling (devulcanization) is an attractive alternative because it takes advantage of the invested energy potential and relieves the pressures for planting new areas. The devulcanization of natural rubber automotive tire tread was performed by means of double screw extrusion process and intermeshing co-rotating. The directionality and magnitude of shear stress achieved in the process are able to overcome the energy of chemical bonds that make up the cross- linking of vulcanized NR. The devulcanization configures the convertion of three-dimensional structure in two-dimensional for selective splitting of crosslinking preserving such bonds between carbons of the Natural Rubber macromolecular chain. Virgin Natural Rubber compounds and post-consumer load tire tread underwent vulcanization process after being cryogenically milled. The devulcanization was carried out by assessing the influence of the extrusion process parameters, the effect of the particle size range, the presence of thermoplastic material and the addition of antioxidant. After extrusion, it was evaluated the magnitude of the soluble fraction of the extrudates. Soluble were evaluated for thermal stability, thermal behavior and the chemical groups present. They were obtained soluble content exceeding 50%. The most significant were obtained for compound of NR extruded without thermoplastic material. Thermal and chemical analysis indicated the presence of natural rubber molecules. Composite rubber virgin Natural and Natural Rubber devulcanized were prepared and vulcanized. The mechanical properties of tensile strength and hardness of these composites were comparable to those of virgin material, showing that the co-rotation and interpenetrating twin screw extrusion process has great potential for devulcanization for Natural Rubber. / A Borracha Natural é um material de fonte renovável amplamente utilizado na manufatura da banda de rodagem de pneus automotivos. A vulcanização resulta em um material com elevada inércia química e ampla faixa de trabalho. No entanto, após o termino da vida útil sérios problemas ambientais e de saúde pública podem ocorrer em virtude do descarte inadequado ou da queima. A reciclagem (desvulcanização) é uma alternativa atrativa, pois aproveita o potencial energético investido e alivia as pressões para o plantio de novas áreas. A desvulcanização da Borracha Natural da banda de rodagem de pneus automotivos foi realizada por meio do processo de extrusão em rosca dupla co-rotacional e interpenetrante. A direcionalidade e a magnitude das tensões cisalhantes alcançadas no processo são capazes de superar a energia das ligações químicas que constituem as ligações cruzadas da BN vulcanizada. A desvulcanização se configura na conversão da estrutura tridimensional em bidimensional pela cisão seletiva das ligações cruzadas preservando-se as ligações entre carbonos da cadeia macromolecular da BN. Compostos de Borracha Natural virgem e resíduos da banda de rodagem de pneus de carga pós-consumo foram submetidos ao processo de desvulcanização após serem moídos criogenicamente. A desvulcanização foi realizada avaliando-se a influência dos parâmetros do processo de extrusão, o a faixa granulométrica, presença de material termoplástico e adição de antioxidante. Após a extrusão, foi avaliada a magnitude da fração solúvel dos extrudados. Os solúveis foram avaliados quanto à estabilidade térmica, comportamento térmico e grupos químicos presentes. Foram obtidos teores de solúveis superiores a 50%. O mais expressivo foi obtido para o composto de BN extrudado sem material termoplástico. As análises térmicas e químicas indicaram a presença de moléculas de Borracha Natural não vulcanizada. Compósitos de Borracha Natural virgem e Borracha Natural desvulcanizada foram preparados e vulcanizados. As propriedades mecânicas de resistência à tração e dureza medidas foram comparáveis àquelas do material virgem, evidenciando que a extrusão em rosca dupla co-rotacional e interpenetrante apresenta grande potencial de desvulcanização para a Borracha Natural.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4579.pdf: 18742148 bytes, checksum: 1608773daed18a47b7aa9187cd4ea6b5 (MD5) Previous issue date: 2012-08-09 / The aim of this work is to conjugate a sort of known processing techniques in to a machining chips recycling route. These are generate during airframe primary parts from AA 7050-T7451, purchased according to AMS 4050H. The main processes assessed in this work were sprayforming, thermomechanical processes and heat treatments. According to the gathered data, the homogenization heat treatment after sprayforming has improved the investigated material properties significantly. The use of hot torsion test was fundamental in order to define the best processing route in order to define a refined microstructure. Beside the hot torsion tests survey, a methodology of experimental data treatment and analysis was developed and used accordingly. And based on these analyses, a new extrusion matrix was designed and manufactured. The new average grain size about 4.0 m obtained has presented good correlation with the size predicted by the method developed. Tensile test data has presented higher than the values specified in AMS 4050 H. Preliminary fatigue data has showed a dispersion within the MMPDS-06 (former MIL-HDBL-5), for similar testing condition, and fulfill the AMS 4050H fatigue requirements. / O objetivo deste trabalho é avaliar a conjugação de técnicas conhecidas de processamento para a definição de uma rota de reciclagem de cavacos de usinagem. Estes são gerados durante a manufatura de peças primárias a partir de placas da liga de alumínio 7050-T7451, adquiridas conforme AMS 4050H. Os principais processos utilizados nesta rota de reciclagem dos cavacos foram: refusão por conformação por spray, processamentos termomecânicos e tratamentos térmicos. O tratamento térmico de homogeneização antes da extrusão e a solubilização antes do envelhecimento melhorou significativamente a resposta do material ao tratamento térmico. A utilização do ensaio de torção a quente foi fundamental para definir a melhor condição de processamento para a obtenção de uma microestrutura refinada. Juntamente com os ensaios de torção a quente, uma metodologia de tratamento e análise dos dados de torção a quente foi desenvolvida. Baseado nos dados obtidos, uma nova matriz de extrusão foi projetada. O tamanho médio de grão de 4,0 m que foi obtido apresentou boa correlação com as análises do ensaio de torção a quente, para condições semelhantes de processamento. Os resultados obtidos durante a realização dos ensaios mecânicos de tração apresentaram resultados superiores aos especificados na AMS 4050 H. Da mesma forma, os dados preliminares de fadiga do material, mostraram que os dados obtidos estão na mesma nuvem de dispersão dos dados do MMPDS-06 (antigo MIL-HDBK-5), para condições semelhantes de ensaios, e atende aos critérios de fadiga da AMS 4050 H.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2338.pdf: 7848442 bytes, checksum: b474c4043dd5e8ce035696429d3b159c (MD5) Previous issue date: 2008-08-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this work is to monitor in-line, using an optical detector fitted at the extruder die exit, the formation of PP/MMT nanocomposites during polymer melt compounding. The intensity of the detector´s signal is dependent of the clay type (organofilization treatment), concentration and particle size, and so it is possible to monitor the presence of the clay tactoids due to their light extinction. The MMT clay is added as a pulse with constant weight into the PP extrusion flow and its presence is followed by the optical detector at the die exit. The data comes out as the common residence time distribution curves having its maximum intensity dependent upon the clay average particle size. On clay exfoliation the size of the tactoids are reduced to levels below the minimum particle size for producing light extinction and so the signal intensity reduces as the nanosize composite is formed. X-Ray diffraction analyses are used as offline monitoring of the nanocomposite formation. The results show that it is possible to use the optical detector to monitoring in-line the formation of nanocomposites. / O objetivo desse trabalho é avaliar e acompanhar em tempo real (in-line) o efeito da formulação e do perfil de rosca de uma extrusora dupla rosca no nível de desagregação, intercalação e esfoliação no estado fundido de uma argila montimorilonita (MMT) tratada e não tratada, na formação de nanocompósitos á base de polipropileno (PP). Por ser um polímero apolar, com pouca afinidade com a carga inorgânica, para que seja possível a esfoliação da argila, será utilizado um compatibilizante de polipropileno grafitizado com anidrido maleico (PP-g-MA). As argilas que foram utilizadas são as argilas comerciais Cloisite® (Na+, 15A, 20A e 30B) e uma outra argila proveniente da sinterização da argila Cloisite® 20A. A produção do nanocompósito foi realizada em uma extrusora dupla rosca Werner&Pfleiderer ZSK 30. Acompanhou-se a eficiência de produção do nanocompósito em tempo real in-line com o uso de um turbidímetro. Para quantificar o grau de esfoliação foi utilizado o método convencional off-line de análise por difração de raios X. Os resultados mostram que o turbidímetro é capaz de acompanhar as mudanças em tempo real da estrutura dos nanocompósitos obtidos a partir de um estímulo pulsado. O sinal obtido é dependente da concentração, do tipo de sal utilizado no tratamento de organofilização e da compatibilidade polímero/argila, modificada com o uso do compatibilizante.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4729.pdf: 10882358 bytes, checksum: 1355e0996ed8344ec0c886ce1e8e44e0 (MD5) Previous issue date: 2011-06-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / At the present work several properties of PBT/ABS blends processed with different extrusion conditions as feed rate, screw speed and profile and die geometry were studied in order to verify how these parameters affect their properties. The specimens were obtained directly from the extruded blends to keep extrusion characteristics on the results. The main reason to add ABS to the PBT was to have tough PBT/ABS blends. It was verified that even without a compatibilizer, impact strength of the blends was higher than the impact strength of neat components. In addition, the ductile brittle temperature transition (DBTT) has decreased almost 60ºC when compared to the neat PBT. It was also verified that differences on processing parameters affect mostly DBTT, exhibiting values in the range of -5ºC to 40ºC. The best results were obtained using higher feed rates, low screw speed rotation, kneading blocks lagged 90º and shorter dies. It was also developed a degradation evaluation method and showed that the thermal mechanical degradation of the blend components can be verified by analyzing the consumption of the double bonds of the polybutadiene rich phase from ABS and the reduction of molecular weight of PBT. Although adequate results were obtained on preliminary degradation analyses of the components mixed in a torque rheometer, the method was insufficiently sensitive to identify significant differences on the degradation of blend components processed in a twin screw extruder. / Neste trabalho diversas propriedades de blendas PBT/ABS processadas com diferentes parâmetros de extrusão como taxa de alimentação, velocidade de rotação e perfil de rosca e geometria da matriz foram estudadas para compreender como estes parâmetros afetam suas propriedades. Como não houve injeção de corpos de prova foram mantidas assim as características da extrusão, diferenciando este trabalho de anteriores em que as propriedades também dependiam da injeção. Como o intuito principal desta blenda é a tenacificação do PBT, a principal propriedade estudada foi a resistência ao impacto em diversas temperaturas. Foi verificado que mesmo sem a presença de compatibilizantes a resistência ao impacto a temperatura ambiente apresenta resultados superiores aos dos dois componentes puros e que a temperatura de transição dúctil frágil (TTDF) do PBT é reduzida em quase 60ºC. Foi verificado também que as condições de processo afetam principalmente a TTDF das blendas havendo variações entre -5ºC e 40ºC. Os melhores resultados de impacto foram obtidos utilizando maiores vazões, menores velocidades de rotação de rosca, blocos de malaxagem defasados 90º e menor comprimento de secção paralela da matriz. Além disso foi desenvolvido um método de avaliação da degradação dos componentes da blenda que comprovou que a degradação termomecânica experimentada pelos componentes durante seu processo de mistura pode ser verificada pela quebra das duplas ligações da fase rica em polibutadieno do ABS e pela redução de massa molecular do PBT.