Les exigences actuelles en terme de lubrification automobile imposent des formulations extrêmement complexes. Parmi tous les additifs présents dans l’huile, on peut noter le dithiocarbamate de molybdène et le dithiophosphate de zinc, additifs à action tribologique, à base de soufre et de phosphore. Pour des raisons environnementales, il est important de diminuer nettement voire d’éliminer la présence de ces deux éléments dans les huiles. Les matériaux à base de carbone présentent des propriétés tribologiques intéressantes mais n’ont jamais été entièrement étudiés. Dans cette étude nous nous sommes intéressés aux propriétés lubrifiantes des nanotubes de carbone (NTCs). Des nanotubes multi-parois ont été dispersés dans l’huile puis les propriétés rhéologiques et tribologiques des « nanolubrifiants » ont été étudiées. Nous nous sommes intéressés à leurs propriétés tribologiques dans deux régimes de lubrification : le régime limite et le régime élastohydrodynamique. Nous nous sommes tout d’abord focalisés sur les propriétés rhéologiques du mélange huile/NTCs.Les nanotubes de carbone possèdent une tendance à s’agréger sous la forme d’un réseau de taille micrométrique ce qui résulte en une nette augmentation de viscosité de l’huile de base. Cet effet épaississant pourrait éventuellement permettre aux NTCs de remplacer une partie de l’Améliorant d’Indice de Viscosité (AVI) habituellement additionné à l’huile de base. Néanmoins, nous avons mis en évidence un effet antagoniste avec les autres additifs de lubrification, tel que le dispersant, qui pourrait être un problème pour une telle utilisation. Nous nous sommes ensuite intéressés aux propriétés des NTCs dans le régime limite de lubrification. Les NTCs présentent des propriétés réductrices de l’usure et du frottement intéressantes sous certaines conditions. Les analyses effectuées laissent supposer un rôle du catalyseur dans le mécanisme de lubrification. Les nanotubes de carbone semblent d’un grand intérêt car, ils possèdent également des propriétés tribologiques en régime élastohydrodynamique (EHD). Le mécanisme de formation des films lubrifiants a été étudié en fonction des paramètres concentrations et vitesses d’entraînement: la propagation des agrégats de NTCs à travers le contact résulte en une augmentation locale de l’épaisseur de film lubrifiant. De plus, une réduction de frottement et un décalage dans l’apparition des premières traces d’usure ont été observés à la suite d’essais tribologiques. Le mécanisme d’action des NTCs en régime de lubrification EHD est proposé dans cette partie. Cependant, les interactions entre les NTCs et les additifs présents dans les lubrifiants entièrement formulés doivent être étudiés pour optimiser la formulation de lubrifiant à base de nanotubes de carbone. / The current requirements in automotive lubrication impose extremely complex formulation. Among all the additives present in oil, one can note the presence of molybdenum dithiocarbamateand zinc dithiophosphate, both tribological additives containing sulfur and phosphorous. For environmental reasons, it is important to reduce or eliminate the presence of these two elements contained in oil. Carbon based materials are expected to present interesting tribological properties but were never really fully investigated. In this study, we are being interested on the lubricant properties of nanometric Carbon NanoTubes (CNT). Multi wall carbon nanotube MWNTs have been dispersed in oil and the behaviour of the blends has been studied in terms of rheology and tribology. We investigated their friction properties in two regims of lubrification : boundary lubrification and elastohydrodynamic (EHD) lubrification. At first, we focused in rheological properties of the blend. Carbon NanoTubes (CNT) present the tendency to aggregate to form micrometric network and this results in an increase in the blend viscosity. This thickening effect could make it possible to replace part of the ViscosityIndex Improver traditionally added to base oil. Nevertheless we reported an antagonist effect with other additives such as dispersant which may be a problem for this purpose. Then we investigated lubricant properties of CNT in boundary regim. CNTs show interesting friction reducing and anti-wear properties in some conditions. The results obtained let suppose a role of the catalyst in the lubrication mechanism. CNT are also of great interest in reason of their potential tribological properties in EHD lubrification regim. The lubricant film formation has been investigated as a function of the speed and the CNT concentration : the propagation of the CNT through the contact results in a local increase in the film thickness. Moreover, a reduction in friction and a drift in the wear onset have been observed under controlled contact kinematics. A potentiel mechanism of lubrification is explained in this last part. However, the interaction between the carbon nanotubes and the other additives present in the fully formulated lubricant need to be carrefully investigated in order to be able in the future to optimise the formulation of new carbon nanotubes based lubricants.

Master's thesis topic: Influence of rheological characteristics of muscle tissue by musculus triceps surae by means of AEK practice Author: Bc. Karel Kupec Branch of study: Physiotherapy Disertation Tutor: PhDr. Petr Šifta, Ph.D. Year of Defense: 2013 Abstract: The target of this thesis was find out the effect of agistic-excentric contractions on muscle tension of musculus soleus compared with passive relaxation of musculus soleus. The assumption was, that agistic-excentric contraction reduce muscle tension of musculus soleus after anaerobic load. The contralateral lower limb was control limb for comparison agistic-excentric contraction and passive relaxation. Muscle tension was measured in laboratory in Faculty of Physical Education and Sport, Charles University: five students were measured. As a measurement method was used myotonometry, which simulated palpation. Measured data were displayed by using an analog-digital convertor and consequently evaluated. The results of this study found out positive effect of agistic-excentric contraction on muscle tension. Control form of relaxation, passive relaxation, didn't influence muscle tension so significantly. The results support the principle of hypotheses, that agisctic-exentric contraction approach affect muscle tension more positive than passive...

O desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros tem sido bastante estudado devido aos problemas ambientais causados pelas embalagens de plásticos sintéticos. Dentre os biopolímeros, merece destaque a gelatina, que tem excelente propriedade filmogênica. Entretanto, até o presente momento, os filmes de gelatina apresentam limitações de propriedades mecânicas e, tem elevada sensibilidade à umidade. Uma alternativa para melhorar as propriedades desses filmes pode ser a utilização de nanopartículas como carga de reforço. Assim, os objetivos desta tese foram o desenvolvimento e a caracterização de filmes à base de gelatina, reforçados com nanopartículas. Especificamente, foram objetivos os seguintes estudos: avaliação do efeito da concentração de gelatina sobre as propriedades reológicas das soluções formadoras de filmes e de algumas propriedades físicas de filmes de gelatina, preparados com essas soluções formadoras de filmes com um aplicador automático de filmes; e estudo dos efeitos das concentrações de gelatina e de montmorilonita sobre as propriedades físicas de filmes nanocompósitos e de suas soluções formadoras. Em ambos os estudos, os filmes foram caracterizados imediatamente após a secagem e depois de 7 dias de acondicionamento. As soluções formadoras de filmes (SFF) foram preparadas com gelatina e glicerol, e as soluções formadoras de nanocompósitos (SFN), pela mistura de uma solução de gelatina com uma dispersão de montmorilonita em água, em ambos os estudos, em proporções e temperaturas convenientes. Após a homogeneização, as SFF ou SFN foram resfriadas até a temperatura adequada para aplicação em suportes de plexiglass com a ajuda de um espalhador automático de filmes, acoplado a um banho ultratermostatizado. A altura do espalhador foi mantida constante em 1,5 mm, e a velocidade de espalhamento foi fixada em 35 mm/segundo. Em seguida, as SFF ou SFN foram desidratadas a 30ºC por 24h, em estufa com circulação de ar. No primeiro estudo, as SFF foram preparadas com 5, 8, 11 e 14g de gelatina/100g de SFF e 30 g de glicerol/100g de gelatina, e na segunda parte da tese, as SFN foram preparadas com 5 e 8g de gelatina/100g de SFN, 30 g de glicerol/100g de gelatina e 0, 5, 10 e 15g de montmorilonita/100g de gelatina. As propriedades reológicas das SFF e SFN foram estudadas com testes estacionários e dinâmicos. As propriedades reológicas dasdispersões de montmorilonita em água também foram estudadas, bem como a determinação do tamanho médio das partículas e do potencial zeta. Os filmes foram caracterizados para conhecimento da espessura, umidade, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), transições de fase, microestrutura das superfícies e da criofratura, cristalinidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), hidrofobicidade, isoterma de sorção de vapor de água, solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, ao O2 e CO2, cor, opacidade, brilho e propriedade de barreira a luz/UV, segundo os objetivos específicos de cada estudo. Em relação ao primeiro estudo, observou-se que a concentração de gelatina na SFF influenciou fortemente todas as propriedades reológicas e inclusive, as transições sol-gel e gel-sol, determinadas nos testes dinâmicos com varredura de temperatura. A concentração de gelatina na SFF aumentou linearmente a espessura dos filmes, sem, contudo afetar nitidamente a umidade, as transições de fases e nem as propriedades mecânicas obtidas nos testes de tração. A força na perfuração aumentou, mas esse efeito foi devido ao aumento da espessura dos filmes. Em relação ao estudo sobre nanocompósitos de gelatina, observou-se inicialmente que a montmorilonita dispersa em água apresentou diâmetro médio entre 204 e 344 nm, e potencial zeta variando em torno de -43mV. A carga de nanopartícula não afetou a viscosidade da dispersão em água, mas influenciou fortemente as propriedades reológicas e de transições de fases das SFN. A carga de nanopartículas também influenciou a espessura, as propriedades mecânicas e a hidrofobicidade dos filmes nanocompósitos, sem uma função nítida. Comportamento similar foi observado nos resultados da calorimetria diferencial de varredura, embora o padrão de cristalinidade, os espectros de FTIR e as microestruturas dos filmes tenham variado com a carga de montmorilonita. O filme nanocompósito produzido com 5g de gelatina/100g de SFN e 5g de montmorilonita/100g de gelatina apresentou melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água. Esse filme foi submetido a caracterizações complementares com resultados típicos de filmes de gelatina. No geral, pode-se concluir que a montmorilonita pode melhorar as propriedades dos filmes de gelatina, porém, mais estudos serão necessários para se garantir perfeita dispersão da nanopartícula na matriz do filme. / The development of films based on biopolymers has been widely studied due to the environmental problems caused by synthetic plastic packaging. Among biopolymers, gelatin has to be outlined as it has excellent filmogenic properties. However, until now, the gelatin films have mechanical properties limitations and, high humidity sensitive. An alternative to improve the properties of these films may be the use of nanoparticles as load. Thus, the objectives of this thesis were the development and characterization of gelatin-based films, charged with nanoparticles. Specifically, the objectives were the following studies: evaluation of the effect of gelatin concentration on the rheological properties of the film-forming solutions and on some physical properties of the gelatin films prepared with those film forming solutions using a automatic spreader; and the study of the effect of the gelatin and montmorillonite concentrations on the physical properties of nanocomposite films and their film forming solutions. In both studies, the films were characterized immediately after drying and then after 7 days of conditioning. The film forming solutions (FFS) were prepared with gelatin and glycerol, and the nanocomposite film forming solutions (NFS), by blending the gelatin solution with the montmorillonite dispersion in water, for both studies, in convenient proportions and temperatures. After homogenization, the FFS or NFS were cooled to a proper temperature and applied on plexiglass plates with the help of an automatic spreader, attached to an ultra thermostatized bath. The height of the spreader was kept constant at 1.5 mm, and the spreading speed fixed at 35 mm/second. After that, the FFS or NFS were dehydrated at 30ºC for 24h, in an oven with air circulation. In the first study, the FFS were prepared with 5, 8, 11 and 14g of gelatin/100g of FFS and 30g of glycerol/100g of gelatin, and in the second part of the thesis, the NFS were prepared with 5 and 8g of gelatin/100g of NFS, 30 g of glycerol/100g of gelatin and 0, 5, 10 and 15g of montmorillonite/100g of gelatin. The rheological properties of the FFS and NFS were studied by steady and dynamic tests. The rheological properties of the montmorillonite dispersions in water were also studied, along with the average particle size and zeta potential determinations. The films were characterized to determine thickness, water content, mechanical properties (tensile and puncture tests), phase transitions, surface and cryo-fracture microstructure, crystallinity, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrophobicity, water vapor sorption isotherm, solubility in water, water vapor, O2 and CO2 permeabilities, color, opacity, gloss, and light/UV barrier properties, according to the objectives of each study. Regarding the first study, it was observed that the gelatin concentration in the FFS strongly influenced the rheological properties and even the sol-gel and gel-sol transitions, determined by the dynamic temperature scanning tests. The gelatin concentration provoked linear increasing of films thickness without, however, affecting discernibly the water content, the phase transitions neither the mechanical properties determined by the tensile tests. The puncture force increased, but this effect was due to the thickness increasing of the films. Regarding the gelatin nanocomposites study, it was initially observed that the montmorillonite dispersed in water had average diameter between 204 and 344 nm, and zeta potential varying around -43mV. The nanoparticle filling did not affect the viscosity of the water dispersion, but strongly influenced the rheological properties and the phase transitions of the NFS. The nanoparticle filling also affected the thickness, the mechanical properties and the hydrophobicity of the films, without a clear function. Similar behavior was observed for the differential scanning calorimetry results, although the crystalline pattern, the FTIR spectra and the microstructure of the films varied with the montmorillonite filling. The nanocomposite film produced with 5g of gelatin/100g of NFS and 5g of montmorillonite/100g of gelatin showed better mechanical properties and lower solubility in water. That film was submitted to further characterizations rendering results typical of gelatin films. In general, it can be concluded that the montmorillonite can improve the properties of gelatin films, however more studies will be necessary to guarantee the perfect dispersion of the nanoparticles within the film matrix.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeilaRS_TESE.pdf: 2025404 bytes, checksum: f62ed0f0a6e3ff3ceed81829e8165b40 (MD5) Previous issue date: 2014-05-16 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / The role of carboxymethylcellulose (CMC) in association to calcium carbonate particles (CaCO3) in most water-based drilling fluids is to reduce the fluid loss to the surrounding formation. Another essential function is to provide rheological properties capable of maintaining in suspension the cuttings during drilling operation. Therefore, it is absolutely essential to correlate the polymer chemical structure (degree of substitution, molecular weight and distribution of substituent) with the physical-chemical properties of CaCO3, in order to obtain the better result at lower cost. Another important aspect refers to the clay hydration inhibitive properties of carboxymethylcellulose (CMC) in drilling fluids systems. The clay swelling promotes an undesirable damage that reduces the formation permeability and causes serious problems during the drilling operation. In this context, this thesis consists of two main parts. The first part refers to understanding of interactions CMC-CaCO3, as well as the corresponding effects on the fluid properties. The second part is related to understanding of mechanisms by which CMC adsorption occurs onto the clay surface, where, certainly, polymer chemical structure, ionic strength, molecular weight and its solvency in the medium are responsible to affect intrinsically the clay layers stabilization. Three samples of carboximetilcellulose with different molecular weight and degree of substitution (CMC A (9 x 104 gmol DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 gmol DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 gmol DS 1.2)) and three samples of calcite with different average particle diameter and particle size distribution were used. The increase of CMC degree of substitution contributed to increase of polymer charge density and therefore, reduced its stability in brine, promoting the aggregation with the increase of filtrate volume. On the other hand, the increase of molecular weight promoted an increase of rheological properties with reduction of filtrate volume. Both effects are directly associated to hydrodynamic volume of polymer molecule in the medium. The granulometry of CaCO3 particles influenced not only the rheological properties, due to adsorption of polymers, but also the filtration properties. It was observed that the lower filtrate volume was obtained by using a CaCO3 sample of a low average size particle with wide dispersion in size. With regards to inhibition of clay swelling, the CMC performance was compared to other products often used (sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) and quaternary amine-based commercial inhibitor). The low molecular weight CMC (9 x 104 g/mol) showed slightly lower swelling degree compared to the high molecular weight (2.5 x 105 g/mol) along to 180 minutes. In parallel, it can be visualized by Scanning Electron Microscopy (SEM) that the high molecular weight CMC (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoted a reduction in pores formation and size of clay compared to low molecular weight CMC (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), after 1000 minutes in aqueous medium. This behavior was attributed to dynamic of interactions between clay and the hydrodynamic volume of CMC along the time, which is result of strong contribution of electrostatic interactions and hydrogen bounds between carboxylate groups and hydroxyls located along the polymer backbone and ionic and polar groups of clay surface. CMC adsorbs on clay surface promoting the skin formation , which is responsible to minimize the migration of water to porous medium. With the increase of degree of substitution, it was observed an increase of pores onto clay, suggesting that the higher charge density on polymer is responsible to decrease its flexibility and adsorption onto clay surface. The joint evaluation of these results indicate that high molecular weight is responsible to better results on control of rheological, filtration and clay swelling properties, however, the contrary effect is observed with the increase of degree of substitution. On its turn, the calcite presents better results of rheological and filtration properties with the decrease of average viii particle diameter and increase of particle size distribution. According to all properties evaluated, it has been obvious the interaction of CMC with the minerals (CaCO3 and clay) in the aqueous medium / O papel da carboximetilcelulose (CMC) em associa??o com o carbonato de c?lcio (CaCO3) na maioria dos fluidos de perfura??o base ?gua ? reduzir a perda de fluido para a forma??o. Outra fun??o essencial ? promover propriedades reol?gicas capazes de manter em suspens?o os cascalhos durante a opera??o de perfura??o. Dessa forma, ? absolutamente essencial correlacionar a estrutura qu?mica do pol?mero (grau de substitui??o, massa molar e distribui??o do substituinte) com as propriedades f?sicoqu?micas do CaCO3, de forma a obter o melhor resultado a mais baixo custo. Outro importante aspecto refere-se ?s propriedades de inibi??o da CMC em rela??o ? hidrata??o de argilas presentes na forma??o rochosa. O inchamento de argilas promove um dano indesej?vel que reduz a permeabilidade da forma??o e causa s?rios problemas durante a perfura??o. Nesse contexto, essa Tese consiste de duas partes principais. A primeira parte refere-se ao entendimento das intera??es CaCO3-CMC, assim como os efeitos correspondentes ?s propriedades do fluido. A segunda parte est? relacionada ao entendimento dos mecanismos pelos quais a adsor??o da CMC ocorre na aresta da argila, onde, certamente, a estrutura qu?mica do pol?mero, for?a i?nica, massa molar e sua solubilidade no meio s?o respons?veis por afetar intrinsecamente a estabiliza??o das camadas da argila. Foram utilizadas no estudo tr?s amostras de carboximetilcelulose com diferentes massas molares e graus de substitui??o: CMC A (9 x 104 gmol DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 gmol DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 gmol DS 1.2)) e tr?s amostras de calcita (CaCO3), com diferentes di?metros m?dios de part?culas e curvas de distribui??o em tamanho. O aumento do grau de substitui??o da CMC contribuiu para o aumento da densidade de carga do pol?mero e dessa forma, reduziu sua estabilidade em salmoura, promovendo agrega??o e o aumento do volume de filtrado. Por sua vez, o aumento da massa molar promoveu um aumento das propriedades reol?gicas com a redu??o do volume de filtrado. Ambos os efeitos est?o diretamente ligados ao volume hidrodin?mico da mol?cula do pol?mero no meio. A granulometria das part?culas do CaCO3 influenciou n?o somente as propriedades reol?gicas, devido ? adsor??o de pol?meros em sua superf?cie, mas tamb?m as propriedades de filtra??o. Foi observado que o menor volume de filtrado foi obtido pelo uso da amostra de CaCO3 de menor tamanho de part?cula com a faixa mais ampla de dispers?o em tamanho. Com rela??o ? inibi??o de inchamento de argilas, a efici?ncia da CMC foi comparada a outros produtos comumente empregados (cloreto de s?dio (NaCl), cloreto de pot?ssio (KCl) e um inibidor comercial ? base de amina quatern?ria). A CMC de baixa massa molar (9 x 104 g/mol) propiciou grau de inchamento da bentonita ligeiramente mais baixo que a CMC de alta massa molar (2.5 x 105 g/mol), no decorrer de 180 minutos. Por outro lado, p?de ser visualizado por microscopia eletr?nica de varredura que a CMC de maior massa molar (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoveu uma redu??o na forma??o e no tamanho dos poros da argila comparada ? CMC de menor massa molar (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), ap?s 1000 minutos em meio aquoso. Esse comportamento foi atribu?do ? din?mica das intera??es entre a argila e a cadeia polim?rica da CMC ao longo do tempo, que ? resultado da forte contribui??o das intera??es eletrost?ticas e liga??es de hidrog?nio entre os grupos carboxilato e hidroxila localizados ao longo da cadeia polim?rica e os s?tios i?nicos e polares da superf?cie da argila. A CMC adsorve na superf?cie da matriz de argila promovendo a forma??o de uma pel?cula , a qual ? respons?vel por minimizar a migra??o da ?gua para o meio poroso. Com o aumento do grau de substitui??o, foi observado aumento de poros na matriz de argila, sugerindo que a maior densidade de cargas no pol?mero diminui a sua flexibilidade e a adsor??o sobre a matriz argilosa. A an?lise conjunta dos resultados vi indica que altas massas molares da CMC propiciam melhores resultados no controle das propriedades reol?gicas, de filtra??o e de inchamento de argilas, entretanto, efeito contr?rio ? observado com o aumento do grau de substitui??o. Por sua vez, o CaCO3 apresenta melhores resultados de propriedades reol?gicas e de filtra??o com a diminui??o do di?metro m?dio das part?culas e aumento da distribui??o em tamanho. Em todas as propriedades analisadas, foram evidentes os sinais de intera??o da CMC com os minerais (carbonato de c?lcio e argila) presentes no meio aquoso

Orientador: Maria da Consolação Fonseca de Albuquerque / Resumo: A inserção de resíduos de borracha de pneu no concreto, embora traga melhoras em propriedades acústicas, térmicas e redução da fadiga e da vibração no concreto, tem como consequência negativa a queda da resistência à tração e à compressão. Tendo em vista tal problema, admitiu-se uma mistura de Concreto de Alto Desempenho (CAD) como referência e a partir desta, substituíram-se diferentes granulometrias de areia por resíduos de borracha, em volume. Ao encontrar a melhor resistência respectiva ao tamanho dos grãos de resíduos, aumentaram-se as proporções de substituição do material, a fim de encontrar a viabilidade do uso. Com os dados obtidos, observou-se que até 10% de substituição de areia pelo resíduo (na granulometria e traço adotado) a interferência na resistência é mínima, ou praticamente nula. Com 15% de substituição, ocorre queda drástica na resistência à compressão axial. Neste ponto, portanto, decide-se realizar adições na mistura, a fim de diminuir a queda na resistência, ocasionada pelo resíduo. Pôde-se ainda comparar os comportamentos relacionados aos diferentes processos de curas no concreto e tratamentos superficiais nos corpos de prova para ensaios de resistência (com e sem resíduos). As substituições de areia por resíduos em até 10% ocasionaram pequena queda na resistência à compressão axial. A utilização de partículas de borracha separadas na faixa granulométrica de 0,6 mm até 1,19 mm foi a melhor solução para a diminuição da queda na resistência, quando compa... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Nowadays, with the development of the construction industry, mortars are produced in factory by specifically designed dry-mix plants, in which mineral binders and aggregates are mixed together in the appropriate way. These dry-mix mortars (ready to use) are characterized by a very complex formulation involving various constituents. In addition to the basic components (cement, lime, sand), different additives and admixtures are often added in the mortar formulations to improve their characteristic and to achieve different technical properties. Indeed, when applying an adhesive mortar, the product must adhere to the application support instead of to the working tool. Depend on their application purposes, the usage of these additives and admixtures must be fully investigated in order to observe the most effective contributions. Based on current standards, the adhesive properties of cement-based mortars are often measured at the early age. However the adhesive properties of mortar is usually said to be open in a relatively short duration (several hours) depending on the type of the mortar used. It is therefore necessary to examine the evolution of adhesive properties in the fresh state as well as the rheological properties with the variation of polymer concentrations. An adhesive mortar in fresh state can be considered as a granular suspension in a complex fluid. The study of the rheological behavior of such materials involves the rheology of complex fluids, including granular suspensions, colloidal dispersions, etc. Many scientific questions still exist in this domain, for example: the problem of shear localization and interpretation of the corresponding rheological measurements. The investigation of these problems in the variation of different types of additives and admixtures help answer these questions. To characterize the rheological behavior of an adhesive mortar, in quasi-static regime, we use a three-parameter behavior law that includes a yield stress, a viscosity coefficient and a fluidity index. The adhesiveness of the mortar can be characterized by identifying the evolution of the adhesive force, the cohesive stress and the adherence force. The objective of this thesis is to determine the roles of various additives of organic origin (cellulose ethers, re-dispersible resins powders) and/or mineral (clays, silica fume, etc.) on the fresh state properties of these mortars, including their adhesive properties and rheological behaviors.

Submitted by Thiago Pastre Pereira null (thiago92301@aluno.feis.unesp.br) on 2017-01-07T13:45:29Z No. of bitstreams: 1 Thiago Pastre Pereira.pdf: 3565652 bytes, checksum: f908be241d51fc3da5875b01c35f0e60 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-01-11T12:57:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pereira_tp_me_ilha.pdf: 3565652 bytes, checksum: f908be241d51fc3da5875b01c35f0e60 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T12:57:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pereira_tp_me_ilha.pdf: 3565652 bytes, checksum: f908be241d51fc3da5875b01c35f0e60 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A inserção de resíduos de borracha de pneu no concreto, embora traga melhoras em propriedades acústicas, térmicas e redução da fadiga e da vibração no concreto, tem como consequência negativa a queda da resistência à tração e à compressão. Tendo em vista tal problema, admitiu-se uma mistura de Concreto de Alto Desempenho (CAD) como referência e a partir desta, substituíram-se diferentes granulometrias de areia por resíduos de borracha, em volume. Ao encontrar a melhor resistência respectiva ao tamanho dos grãos de resíduos, aumentaram-se as proporções de substituição do material, a fim de encontrar a viabilidade do uso. Com os dados obtidos, observou-se que até 10% de substituição de areia pelo resíduo (na granulometria e traço adotado) a interferência na resistência é mínima, ou praticamente nula. Com 15% de substituição, ocorre queda drástica na resistência à compressão axial. Neste ponto, portanto, decide-se realizar adições na mistura, a fim de diminuir a queda na resistência, ocasionada pelo resíduo. Pôde-se ainda comparar os comportamentos relacionados aos diferentes processos de curas no concreto e tratamentos superficiais nos corpos de prova para ensaios de resistência (com e sem resíduos). As substituições de areia por resíduos em até 10% ocasionaram pequena queda na resistência à compressão axial. A utilização de partículas de borracha separadas na faixa granulométrica de 0,6 mm até 1,19 mm foi a melhor solução para a diminuição da queda na resistência, quando comparado com o aumento do teor de partículas finas. / Although the rubberized concrete has advantages in the acoustic, thermal properties and reduction of fatigue and vibration in the concrete, has as disadvantage the fall of the resistance to the traction and the compression. In view of such a problem, a mixture of High-Performance Concrete (HPC) was allowed as reference and from this, different grit sizes of sand were replaced with rubber waste, in volume. By finding the best resistance to the size of the ground rubber grains, the proportions of substitution of the material were increased in order to study the feasibility of such a concrete for structural uses. For view the results, it was observed that the decay of strength is minimal or practically null when replacing grains by waste (in granulometry and mix adopted) up to 10%. Fiften percent residue replacement causes a drastic drop the strength. At this point, additions in the mixture, in order to reduce the decrease in strength caused by the residue. It was also possible to compare the behaviors related to different processes of curing in concrete, and treatments on the surface of the specimens for strength test (with and without ground rubber). The substitutions up to 10% caused a low decay in strength. The use of ground rubber of size range from 0.6 mm to 1.19 mm was the best use to reduce the decay in strenght, when compared to the increase in fine particles ratio.

O desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros tem sido bastante estudado devido aos problemas ambientais causados pelas embalagens de plásticos sintéticos. Dentre os biopolímeros, merece destaque a gelatina, que tem excelente propriedade filmogênica. Entretanto, até o presente momento, os filmes de gelatina apresentam limitações de propriedades mecânicas e, tem elevada sensibilidade à umidade. Uma alternativa para melhorar as propriedades desses filmes pode ser a utilização de nanopartículas como carga de reforço. Assim, os objetivos desta tese foram o desenvolvimento e a caracterização de filmes à base de gelatina, reforçados com nanopartículas. Especificamente, foram objetivos os seguintes estudos: avaliação do efeito da concentração de gelatina sobre as propriedades reológicas das soluções formadoras de filmes e de algumas propriedades físicas de filmes de gelatina, preparados com essas soluções formadoras de filmes com um aplicador automático de filmes; e estudo dos efeitos das concentrações de gelatina e de montmorilonita sobre as propriedades físicas de filmes nanocompósitos e de suas soluções formadoras. Em ambos os estudos, os filmes foram caracterizados imediatamente após a secagem e depois de 7 dias de acondicionamento. As soluções formadoras de filmes (SFF) foram preparadas com gelatina e glicerol, e as soluções formadoras de nanocompósitos (SFN), pela mistura de uma solução de gelatina com uma dispersão de montmorilonita em água, em ambos os estudos, em proporções e temperaturas convenientes. Após a homogeneização, as SFF ou SFN foram resfriadas até a temperatura adequada para aplicação em suportes de plexiglass com a ajuda de um espalhador automático de filmes, acoplado a um banho ultratermostatizado. A altura do espalhador foi mantida constante em 1,5 mm, e a velocidade de espalhamento foi fixada em 35 mm/segundo. Em seguida, as SFF ou SFN foram desidratadas a 30ºC por 24h, em estufa com circulação de ar. No primeiro estudo, as SFF foram preparadas com 5, 8, 11 e 14g de gelatina/100g de SFF e 30 g de glicerol/100g de gelatina, e na segunda parte da tese, as SFN foram preparadas com 5 e 8g de gelatina/100g de SFN, 30 g de glicerol/100g de gelatina e 0, 5, 10 e 15g de montmorilonita/100g de gelatina. As propriedades reológicas das SFF e SFN foram estudadas com testes estacionários e dinâmicos. As propriedades reológicas dasdispersões de montmorilonita em água também foram estudadas, bem como a determinação do tamanho médio das partículas e do potencial zeta. Os filmes foram caracterizados para conhecimento da espessura, umidade, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), transições de fase, microestrutura das superfícies e da criofratura, cristalinidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), hidrofobicidade, isoterma de sorção de vapor de água, solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, ao O2 e CO2, cor, opacidade, brilho e propriedade de barreira a luz/UV, segundo os objetivos específicos de cada estudo. Em relação ao primeiro estudo, observou-se que a concentração de gelatina na SFF influenciou fortemente todas as propriedades reológicas e inclusive, as transições sol-gel e gel-sol, determinadas nos testes dinâmicos com varredura de temperatura. A concentração de gelatina na SFF aumentou linearmente a espessura dos filmes, sem, contudo afetar nitidamente a umidade, as transições de fases e nem as propriedades mecânicas obtidas nos testes de tração. A força na perfuração aumentou, mas esse efeito foi devido ao aumento da espessura dos filmes. Em relação ao estudo sobre nanocompósitos de gelatina, observou-se inicialmente que a montmorilonita dispersa em água apresentou diâmetro médio entre 204 e 344 nm, e potencial zeta variando em torno de -43mV. A carga de nanopartícula não afetou a viscosidade da dispersão em água, mas influenciou fortemente as propriedades reológicas e de transições de fases das SFN. A carga de nanopartículas também influenciou a espessura, as propriedades mecânicas e a hidrofobicidade dos filmes nanocompósitos, sem uma função nítida. Comportamento similar foi observado nos resultados da calorimetria diferencial de varredura, embora o padrão de cristalinidade, os espectros de FTIR e as microestruturas dos filmes tenham variado com a carga de montmorilonita. O filme nanocompósito produzido com 5g de gelatina/100g de SFN e 5g de montmorilonita/100g de gelatina apresentou melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água. Esse filme foi submetido a caracterizações complementares com resultados típicos de filmes de gelatina. No geral, pode-se concluir que a montmorilonita pode melhorar as propriedades dos filmes de gelatina, porém, mais estudos serão necessários para se garantir perfeita dispersão da nanopartícula na matriz do filme. / The development of films based on biopolymers has been widely studied due to the environmental problems caused by synthetic plastic packaging. Among biopolymers, gelatin has to be outlined as it has excellent filmogenic properties. However, until now, the gelatin films have mechanical properties limitations and, high humidity sensitive. An alternative to improve the properties of these films may be the use of nanoparticles as load. Thus, the objectives of this thesis were the development and characterization of gelatin-based films, charged with nanoparticles. Specifically, the objectives were the following studies: evaluation of the effect of gelatin concentration on the rheological properties of the film-forming solutions and on some physical properties of the gelatin films prepared with those film forming solutions using a automatic spreader; and the study of the effect of the gelatin and montmorillonite concentrations on the physical properties of nanocomposite films and their film forming solutions. In both studies, the films were characterized immediately after drying and then after 7 days of conditioning. The film forming solutions (FFS) were prepared with gelatin and glycerol, and the nanocomposite film forming solutions (NFS), by blending the gelatin solution with the montmorillonite dispersion in water, for both studies, in convenient proportions and temperatures. After homogenization, the FFS or NFS were cooled to a proper temperature and applied on plexiglass plates with the help of an automatic spreader, attached to an ultra thermostatized bath. The height of the spreader was kept constant at 1.5 mm, and the spreading speed fixed at 35 mm/second. After that, the FFS or NFS were dehydrated at 30ºC for 24h, in an oven with air circulation. In the first study, the FFS were prepared with 5, 8, 11 and 14g of gelatin/100g of FFS and 30g of glycerol/100g of gelatin, and in the second part of the thesis, the NFS were prepared with 5 and 8g of gelatin/100g of NFS, 30 g of glycerol/100g of gelatin and 0, 5, 10 and 15g of montmorillonite/100g of gelatin. The rheological properties of the FFS and NFS were studied by steady and dynamic tests. The rheological properties of the montmorillonite dispersions in water were also studied, along with the average particle size and zeta potential determinations. The films were characterized to determine thickness, water content, mechanical properties (tensile and puncture tests), phase transitions, surface and cryo-fracture microstructure, crystallinity, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrophobicity, water vapor sorption isotherm, solubility in water, water vapor, O2 and CO2 permeabilities, color, opacity, gloss, and light/UV barrier properties, according to the objectives of each study. Regarding the first study, it was observed that the gelatin concentration in the FFS strongly influenced the rheological properties and even the sol-gel and gel-sol transitions, determined by the dynamic temperature scanning tests. The gelatin concentration provoked linear increasing of films thickness without, however, affecting discernibly the water content, the phase transitions neither the mechanical properties determined by the tensile tests. The puncture force increased, but this effect was due to the thickness increasing of the films. Regarding the gelatin nanocomposites study, it was initially observed that the montmorillonite dispersed in water had average diameter between 204 and 344 nm, and zeta potential varying around -43mV. The nanoparticle filling did not affect the viscosity of the water dispersion, but strongly influenced the rheological properties and the phase transitions of the NFS. The nanoparticle filling also affected the thickness, the mechanical properties and the hydrophobicity of the films, without a clear function. Similar behavior was observed for the differential scanning calorimetry results, although the crystalline pattern, the FTIR spectra and the microstructure of the films varied with the montmorillonite filling. The nanocomposite film produced with 5g of gelatin/100g of NFS and 5g of montmorillonite/100g of gelatin showed better mechanical properties and lower solubility in water. That film was submitted to further characterizations rendering results typical of gelatin films. In general, it can be concluded that the montmorillonite can improve the properties of gelatin films, however more studies will be necessary to guarantee the perfect dispersion of the nanoparticles within the film matrix.

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yes / Novel natural fibre composites of nylon-6 reinforced with coconut shell (CS) particles and empty fruit bunch (EFB) fibres have been investigated. Fillers were alkali treated before melt compounding with nylon-6. Mechanical, thermal and rheological properties of composites were measured. Tensile modulus was found to improve with both fillers up to 16% for nylon-6/CS composite and 10% for nylon-6/EFB composite, whereas a moderate increase in tensile strength was observed only with CS composites. Differences in the strengthening mechanisms were explained by the morphology of the two fillers, empty fruit bunch fibres having a weaker cellular internal structure. Observation of composite morphology using SEM showed that both fillers were highly compatible with nylon-6 due to its hydrophilic nature. Both fillers were found to cause a slight drop in crystallinity of the nylon matrix and to lower melt viscosity at typical injection moulding strain rates. Moisture absorption increased with addition of both fillers.