O presente trabalho relata a investigação de uma rota reprodutível de obtenção de materiais de carbono a partir do tratamento térmico de pré-polímero fenol formaldeído (resina fenólica) levando em consideração características morfológicas e estruturais.O controle da composição de resina bem como o estabelecimento cuidadoso da rampa de aquecimento foram fatores decisisvos para a obtenção de materiais análogos ao carbono vítreo de maneira reprodutível. Os materiais obtidos apresentaram reduzida presença de poros e condutividade térmica apreciável uma vez que foram testados como eletrodos de trabalho em ensaios eletroquímicos . A análise estrutural e morfológica dos compostos sintetizados demonstrou a presença de estrutura semelhante ao carbono vítreo relatado na literatura com presença de poucos poros superficiais da ordem de micrômetros até nanômetros. Já em relação aos materias de carbono porosos, buscou-se obter compostos com arranjo ordenado de mesoporos. Resultados preliminares demonstraram que os materiais apresentaram poros micrométricos superficiais organizados. / The present work reports on the investigation of reproducible route to synthesize carbon materials from phenolic resin take into account the structural and morphological features. The control or the resin composotion and the careful establinshing of the ramp heating were decisive for achievement the materials analogous to the glassy carbon (vitreous carbon) in a reproducicle way. The materials obtained materials revealed the glassy carbon structure with the presence of the superficial pores in the range of micrometers to nanometrers. In relation to the carbon materilas, they organized arrangement of the porous in the micrometric scale.

A iminente escassez de recursos naturais e de fontes energéticas não renováveis são forças motrizes para a adoção de práticas sustentáveis. Dentre os processos industriais que fazem uso intensivo de recursos naturais, estão os que utilizam processos de usinagem baseados em ferramentas abrasivas para desbaste, esmerilhamento, corte, entre outros. A partir deste panorama geral, é possível enxergar a necessidade de estudar os processos de usinagem com ferramentas abrasivas a fim de aumentar a compreensão sobre eles e de torná-los sustentáveis. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar, por meio do comportamento mecânico de compósitos abrasivos resinoides, o potencial de reciclagem de grãos de alumina oriundos de ferramentas abrasivas. No presente trabalho, foi estudada a preparação e caracterização de compósitos abrasivos resinoides reforçados com grãos alumina reciclada e virgem. Uma das aluminas recicladas é oriunda de rebolos e discos de corte resinoides, outra alumina é oriunda de rebolos vitrificados, e a última, composta por alumina branca, é recuperada de rebolos vitrificados refugados ou usados. As amostras de grãos de alumina reciclada e a de grãos de alumina marrom virgem foram caracterizadas por meio das técnicas de fluorescência de raios X (FRX), difratometria de raios X (DRX), microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). Corpos de prova de compósitos utilizando os quatro tipos de alumina foram preparados por meio da mistura, prensagem e tratamento térmico de grãos de alumina e resinas fenólicas resol e novolaca. Por fim, os compósitos foram caracterizados por meio das técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), módulo elástico por excitação por impulso, impacto Izod, flexão em quatro pontos, análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), dureza por Sand Blasting Penetration (SBP), porosidade pelo método de Arquimedes e microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados dos ensaios mecânicos mostraram que os compósitos de alumina reciclada apresentaram depreciação em todas as propriedades estudadas em relação ao compósito de alumina virgem, exceto a resistência ao impacto Izod, no qual todas as amostras apresentaram baixa resistência. A razão desta baixa resistência ao impacto deveu-se à estrutura formada pelo grão de alumina, ligante (resina fenólica) e porosidade, na qual a baixa proporção de resina fenólica (10% m.) foi a responsável pelo resultado. Por outro lado, a causa da depreciação nas propriedades mecânicas apresentadas pelos compósitos de alumina reciclada foi a menor concentração em alumina e a presença de impurezas oriundas da produção das ferramentas abrasivas. Neste caso, o compósito de alumina branca reciclada apresentou melhores resultados das propriedades mecânicas em relação aos compósitos de alumina oriunda de rebolos vitrificados e os de alumina oriunda de rebolos e discos resinoides. Concluindo, o potencial de reciclagem dos grãos de alumina oriundos de ferramentas abrasivas visando o seu reaproveitamento no processo de fabricação destas ferramentas é limitado pela sua pureza, de modo que se no processo de reciclagem dos grãos for aumentada a concentração de alumina haverá possibilidade de seu reaproveitamento. / The imminent scarcity of natural resources and nonrenewable energy sources are driving forces for the adoption of sustainable practices. Among the industrial processes that make intensive use of natural resources, there are those that use machining processes based on abrasive tools for roughing, grinding, cutting, among others. From this general panorama, it is possible to see the need to study the machining processes with abrasive tools in order to increase the understanding about them. Thus, the objective of this work is to evaluate, through the mechanical behavior of resin-bound abrasive composites, the recycling potential of alumina grits from abrasive tools. In the present work, the preparation and characterization of resinoid abrasive composites reinforced with recycled and virgin alumina grits was studied. One of the recycled aluminas comes from resin-bound grinding wheels and thin wheel cut-off discs, another alumina comes from vitrified grinding wheels, and the latter, composed of white alumina, is recovered from scrapped or used glazed grinding wheels. The samples of recycled alumina grits and virgin brown alumina grits were characterized by X-ray fluorescence spectroscopy (XRF), X-ray diffractometry (XRD), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). Composite test bodies using the four types of alumina were prepared by mixing, pressing and heat treatment of alumina grits and resol and novolak phenolic resins. Finally, the composites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), impulse excitation elastic modulus, Izod impact, four-point flexing, dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA), Sand Blasting Penetration hardness (SBP), porosity by the Archimedes method and optical and scanning electron microscopy. The results of the mechanical tests showed that the recycled alumina composites presented depreciation in all the studied properties in relation to the virgin alumina composite, except the Izod impact resistance, in which all the samples presented low resistance. The reason for this low impact strength was due to the structure formed by the alumina grit, binder (phenolic resin) and porosity, in which the low proportion of phenolic resin (10% m) was responsible for the result. On the other hand, the reason for the depreciation in the mechanical properties presented by the recycled alumina composites was the lower concentration in alumina and the presence of impurities from the production of the abrasive tools. In this case, the recycled white alumina composite presented better mechanical properties in relation to alumina composites from vitrified grinding wheels and those from alumina from grinding wheels and resinoid disks. In conclusion, the recycling potential of the alumina grits from abrasive tools aiming at their reuse in the process of manufacturing these tools is limited by their purity, so that if in the grit recycling process the alumina concentration increases it will make possible its reuse.

Com o crescente número de indústrias pertinentes à área química, atrelada a grande quantidade de novos produtos, grande variedade de resíduos tem sido gerado diariamente. A maior parte do descarte dessas indústrias constitui-se de cargas muito poluentes e de difícil degradação, sendo em muitos casos incinerada. Resíduos desta classe, devido ao poder tóxico, devem como primeira etapa passar por um tratamento químico, visto que o tratamento biológico utiliza bactérias decompositoras as quais não suportariam o meio agressivo. Os processos muito utilizados hoje como tratamento químico são os processos oxidativos avançados (POAs), os quais podem ser utilizados de várias formas diferentes, sendo como caracteristica final a formação de radicais hidroxila. Desta forma, os processos heterogêneos têm recebido muito destaque na descontaminação de águas, principalmente industriais. Desta maneira, o presente trabalho teve como delineamento a construção e aplicação de um reator Counpound Parabolic Concentrator (CPC), para posterior tratamento de água de reação da produção de resina fenólica. Como fonte de radiação utilizada pelo reator, foi utilizada a própria radiação solar com o prematuro intuito de redução de custo do processo. Como fonte de radicais hidroxila, optou-se pelo uso de peróxido de hidrogênio, utilizando como catalisador o dióxido de titânio P25 Degussa. O reator teve como tempo de operação uma hora para cada batelada de 20 litros, onde amostras foram coletadas a cada dez minutos. As condições a serem avaliadas neste projeto, foram definidas de acordo com trabalhos previamente consultados pela literatura. A árvore de dados obtida pós-tratamento foi analisada segundo método de Taguchi utilizando assim uma matriz ortogonal com 16 experimentos, todos eles realizados em duplicata. Como variável resposta do processo foram analisadas a redução de Demanda Química de Oxigênio bem como o Carbono Orgânico Total. Entretanto para as condições dos fatores utilizadas neste trabalho, foi observada uma não redução satisfatória dos paramentros analisados, o que pode ser atribuído ao tempo para cada batelada atrelado a elevada carga orgânica inicial. / With the growing number of industries relevant to the chemical area, linked to large amount of new products, great variety of waste has been generated daily. Most of the disposal of these industries is made up of loads very difficult to clean and degradation, and in many cases burned. Waste from this class, due to the toxic power, as a first step must go through a chemical treatment, since the biological treatment uses decomposing bacteria which can not handle the aggressive media. The processes commonly used today as chemical treatment are advanced oxidation processes (AOPs), which can be used in several different ways, as being characteristic final formation of hydroxyl radicals. Thus, the heterogeneous processes have received much emphasis on clean water, mainly industrial. Thus, this study was to design and implement the construction of a reactor Counpound Parabolic Concentrator (CPC) for further treatment of water from the reaction of phenolic resin production. As a source of radiation used by the reactor itself was used solar radiation with the early effort to reduce the cost of the process. As a source of hydroxyl radicals, we chose to use hydrogen peroxide, using as catalyst titanium dioxide Degussa P25. The reactor had the time of operation an hour for each batch of 20 liters, where samples were collected every ten minutes. The conditions to be evaluated in this project were defined in accordance with those previously found in the literature. The tree of data obtained after treatment was assessed by using Taguchi method as an orthogonal matrix with 16 experiments, all performed in duplicate. As response variable of the process were analyzed to reduce Chemical Oxygen Demand and Total Organic Carbon. However for the conditions of the factors used in this study, we observed no satisfactory reduction of paramentros analyzed, which can be attributed to the time for each batch tied to high organic load stage.

Com o crescente número de indústrias pertinentes à área química, atrelada a grande quantidade de novos produtos, grande variedade de resíduos tem sido gerado diariamente. A maior parte do descarte dessas indústrias constitui-se de cargas muito poluentes e de difícil degradação, sendo em muitos casos incinerada. Resíduos desta classe, devido ao poder tóxico, devem como primeira etapa passar por um tratamento químico, visto que o tratamento biológico utiliza bactérias decompositoras as quais não suportariam o meio agressivo. Os processos muito utilizados hoje como tratamento químico são os processos oxidativos avançados (POAs), os quais podem ser utilizados de várias formas diferentes, sendo como caracteristica final a formação de radicais hidroxila. Desta forma, os processos heterogêneos têm recebido muito destaque na descontaminação de águas, principalmente industriais. Desta maneira, o presente trabalho teve como delineamento a construção e aplicação de um reator Counpound Parabolic Concentrator (CPC), para posterior tratamento de água de reação da produção de resina fenólica. Como fonte de radiação utilizada pelo reator, foi utilizada a própria radiação solar com o prematuro intuito de redução de custo do processo. Como fonte de radicais hidroxila, optou-se pelo uso de peróxido de hidrogênio, utilizando como catalisador o dióxido de titânio P25 Degussa. O reator teve como tempo de operação uma hora para cada batelada de 20 litros, onde amostras foram coletadas a cada dez minutos. As condições a serem avaliadas neste projeto, foram definidas de acordo com trabalhos previamente consultados pela literatura. A árvore de dados obtida pós-tratamento foi analisada segundo método de Taguchi utilizando assim uma matriz ortogonal com 16 experimentos, todos eles realizados em duplicata. Como variável resposta do processo foram analisadas a redução de Demanda Química de Oxigênio bem como o Carbono Orgânico Total. Entretanto para as condições dos fatores utilizadas neste trabalho, foi observada uma não redução satisfatória dos paramentros analisados, o que pode ser atribuído ao tempo para cada batelada atrelado a elevada carga orgânica inicial. / With the growing number of industries relevant to the chemical area, linked to large amount of new products, great variety of waste has been generated daily. Most of the disposal of these industries is made up of loads very difficult to clean and degradation, and in many cases burned. Waste from this class, due to the toxic power, as a first step must go through a chemical treatment, since the biological treatment uses decomposing bacteria which can not handle the aggressive media. The processes commonly used today as chemical treatment are advanced oxidation processes (AOPs), which can be used in several different ways, as being characteristic final formation of hydroxyl radicals. Thus, the heterogeneous processes have received much emphasis on clean water, mainly industrial. Thus, this study was to design and implement the construction of a reactor Counpound Parabolic Concentrator (CPC) for further treatment of water from the reaction of phenolic resin production. As a source of radiation used by the reactor itself was used solar radiation with the early effort to reduce the cost of the process. As a source of hydroxyl radicals, we chose to use hydrogen peroxide, using as catalyst titanium dioxide Degussa P25. The reactor had the time of operation an hour for each batch of 20 liters, where samples were collected every ten minutes. The conditions to be evaluated in this project were defined in accordance with those previously found in the literature. The tree of data obtained after treatment was assessed by using Taguchi method as an orthogonal matrix with 16 experiments, all performed in duplicate. As response variable of the process were analyzed to reduce Chemical Oxygen Demand and Total Organic Carbon. However for the conditions of the factors used in this study, we observed no satisfactory reduction of paramentros analyzed, which can be attributed to the time for each batch tied to high organic load stage.

Neste trabalho de Dissertação de Tese, composições do copolímero de butadieno-acrilonitrila (NBR) foram vulcanizadas utilizando como agentes de vulcanização, a resina fenólica e o enxofre, com diferentes proporções de resina fenólica e uma única proporção de enxofre. O sistema ativador foi composto por policloropreno e óxido de zinco para as composições com resina fenólica, enquanto que por ácido esteárico e óxido de zinco para a composição com enxofre. Os materiais foram vulcanizados em uma temperatura de 190C. Foi avaliada a influência da variação dos componentes das composições sobre as propriedades reométricas, físico-mecânicas e reológicas dos materiais. Para auxiliar na interpretação dos resultados obtidos para as propriedades reométricas e físico-mecânicas, foi utilizado um planejamento estatístico de análise de variância para verificar a possibilidade da influência das variáveis e suas possíveis combinações nas propriedades avaliadas. Para as composições vulcanizadas com resina fenólica, os resultados mostraram que a composição de borracha nitrílica se tornou mais rígida com a presença da resina. Também foi observada a ocorrência de pós-cura nas composições vulcanizadas com resina fenólica. Os ensaios reológicos revelaram uma homogeneidade nas amostras submetidas aos testes de varredura de deformação, com desvio de linearidade a partir de 10% de deformação. / In this Thesis Dissertation, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) compositions were vulcanized using phenolic resin and sulfur as vulcanization agents with different proportions of phenolic resin and only one proportion of sulfur. The activator system was composed of polycloroprene and zinc oxide to phenolic resin compositions, while stearic acid and zinc oxide to sulfur composition. The materials were vulcanized in a temperature of 190C. The influence of the components content on rheometric, physico-mechanical and rheological properties of the materials was evaluated. In order to assist in the interpretation of the to physico-mechanical and rheometric properties results, a statistical planning of variant analysis was used to observe a possible influence of the variables and also their possible associations into the evaluated properties. The results showed that the nitrile rubber become more stiffness with the presence of phenolic resin. It was also observed the occurrence of post-vulcanization on the compositions vulcanized with phenolic resin. The rheological results showed homogeneity of the samples submitted to a strain sweep test, with a linear plateau until 10% of strain.

Neste trabalho de Dissertação de Tese, composições do copolímero de butadieno-acrilonitrila (NBR) foram vulcanizadas utilizando como agentes de vulcanização, a resina fenólica e o enxofre, com diferentes proporções de resina fenólica e uma única proporção de enxofre. O sistema ativador foi composto por policloropreno e óxido de zinco para as composições com resina fenólica, enquanto que por ácido esteárico e óxido de zinco para a composição com enxofre. Os materiais foram vulcanizados em uma temperatura de 190C. Foi avaliada a influência da variação dos componentes das composições sobre as propriedades reométricas, físico-mecânicas e reológicas dos materiais. Para auxiliar na interpretação dos resultados obtidos para as propriedades reométricas e físico-mecânicas, foi utilizado um planejamento estatístico de análise de variância para verificar a possibilidade da influência das variáveis e suas possíveis combinações nas propriedades avaliadas. Para as composições vulcanizadas com resina fenólica, os resultados mostraram que a composição de borracha nitrílica se tornou mais rígida com a presença da resina. Também foi observada a ocorrência de pós-cura nas composições vulcanizadas com resina fenólica. Os ensaios reológicos revelaram uma homogeneidade nas amostras submetidas aos testes de varredura de deformação, com desvio de linearidade a partir de 10% de deformação. / In this Thesis Dissertation, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) compositions were vulcanized using phenolic resin and sulfur as vulcanization agents with different proportions of phenolic resin and only one proportion of sulfur. The activator system was composed of polycloroprene and zinc oxide to phenolic resin compositions, while stearic acid and zinc oxide to sulfur composition. The materials were vulcanized in a temperature of 190C. The influence of the components content on rheometric, physico-mechanical and rheological properties of the materials was evaluated. In order to assist in the interpretation of the to physico-mechanical and rheometric properties results, a statistical planning of variant analysis was used to observe a possible influence of the variables and also their possible associations into the evaluated properties. The results showed that the nitrile rubber become more stiffness with the presence of phenolic resin. It was also observed the occurrence of post-vulcanization on the compositions vulcanized with phenolic resin. The rheological results showed homogeneity of the samples submitted to a strain sweep test, with a linear plateau until 10% of strain.