Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roseli R Silva Schmitz.pdf: 26869038 bytes, checksum: 8e0af4ce5f6dd20fbc598a7de0d0684b (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O descarte da areia de fundição representa para as empresas metalúrgicas um grande problema a ser resolvido, para isso elas estão apostando em pesquisas e estudos para o reaproveitamento deste resíduo. O potencial para a reciclagem de areias de fundição, dependendo da sua composição, situa-se entre 50 e 98%. A pesquisa realizada no presente trabalho tem como objetivo, verificar a influência da incorporação do resíduo de macharia regenerado e areia de fundição do processo de moldagem, na fabricação de tijolos de solo-cimento. Os materiais utilizados para o desenvolvimento desta pesquisa foram o solo, a argila, o cimento a areia natural , a areia resíduo de macharia regenerado e areia de fundição do processo de moldagem. Inicialmente foram realizados ensaios de caracterização das matérias-primas utilizadas ( argila e areia descartada de fundição) e, posteriormente, dos tijolos de solo-cimento com adição de ADF. Para a caracterização da argila e ADF, foram utilizados os métodos de ensaio de perda ao fogo, ensaio de resíduo, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise Térmica Diferencial (DTA) e Análise Térmica Gravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura MEV; espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise granulométrica das areias - ADF e natural. Para a areia de fundição também realizou-se os ensaios de solubilização, de lixiviação e toxicidade. Após a caracterização dos materiais, foi realizada a fabricação dos tijolos de solo-cimento. Os tijolos foram confeccionados nas instalações da empresa de fundição da região de Joinville em duas datas distintas. Quatro misturas foram elaboradas, contendo areia de fundição regenerada com uma porcentagem de 100, 75, 50 e 25%, em peso para 100 kg de mistura para cada tipo de resíduo. Os tijolos foram caracterizados utilizando os métodos de resistência à compressão, absorção de água, ensaio de porosidade, ensaio de durabilidade, variação do volume e perda de massa, módulo de elasticidade através do método de excitação por impulso e microscopia eletrônica de varredura MEV. A incorporação dos resíduos de fundição foram considerados adequados para a fabricação de tijolos de solo-cimento. A pesquisa mostra bons resultados das propriedades físicas e químicas do tijolo de solo-cimento e através destes resultados, observou-se que houve melhoras nas características como resistência mecânica, absorção de água, módulo de elasticidade e demais propriedades, viabilizando a incorporação dos resíduos ADF na fabricação deste material.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maressa Budal Arins Bruno.pdf: 5840233 bytes, checksum: 01acb21e863b1fac362408711ebd6277 (MD5) Previous issue date: 2015-01-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The molding process of green sand generates large amount of exhaustion powders. These powders contain silica, carbon, iron oxide, and clay, that is, in their composition are present the elements predominantly found in raw materials employed on the fabrication of: bricks, tiles, cement and ceramic coatings. However, the exhaustion powder is presented as a powder of very fine particle size and higher level of non-plastic materials that can interfere in the performance processing and use of materials in which they are employed. Initially were characterized clays and exhaustion powders from one casting company through analysis of the chemical composition, mineralogy and grain size distribution. In laboratory was used an experimental design to evaluate the influence of the variables: effect of addition exhaustion powder and temperature on the mechanical properties. Thus, test samples were prepared with the adding 0, 10 and 20% powder exhaustion on the ceramic mass and submitted to firing at 800, 900 and 1000 °C. And then were evaluated the properties: linear shrinkage, water absorption, porosity, density and flexural strength at three points. The exhaustion powder was also evaluated as to its environmental classification and the results attended the requirements of the standard. Were produced at the industrial scale holes eight of ceramic blocks with added 0, 10 and 20% exhaustion powder and the ceramic mass burned at 800ºC temperature. The compressive strength and water absorption properties were evaluated. In the laboratory the best strength results were obtained with the addition of 20% of exhaustion powder and temperature of 900ºC. In industrial scale the best strength results were obtained with 10% of exhaustion powder. Finally, the results showed the feasibility of using this waste for the preparation of ceramic materials. / O processo de moldagem em areia verde gera grande quantidade de pós de exaustão. Estes pós contêm sílica, carbono, óxido de ferro, e argila, ou seja, em sua composição estão presentes os elementos predominantemente encontrados em matérias primas empregadas na fabricação de: tijolos, telhas, cimentos e revestimentos cerâmicos. Entretanto, o pó de exaustão apresenta-se como um pó de granulometria muito fina e elevado teor de materiais não plásticos que podem interferir no desempenho de processamento e de uso dos materiais em que sejam empregados. Inicialmente foram caracterizados as argilas e o pó de exaustão proveniente de uma mesma empresa de fundição através de análises da composição química, mineralógica e distribuição granulométrica. Em laboratório foi utilizado um planejamento experimental para avaliar a influência das variáveis: efeito da adição de pó de exaustão e temperatura sobre as propriedades mecânicas. Desta forma, foram confeccionados corpos de prova com adição de 0, 10 e 20% de pó de exaustão na massa cerâmica e submetidos à queima a 800, 900 e 1000ºC. Em seguida foram avaliadas as propriedades de retração linear, absorção de água, porosidade, densidade e resistência a flexão a 3 pontos. O pó de exaustão foi avaliado também quanto a sua classificação ambiental e os resultados atenderam aos requisitos da norma. Em escala industrial foram produzidos blocos cerâmicos de oito furos com adição de 0, 10 e 20% de pó de exaustão na massa cerâmica e queimados na temperatura de 800ºC. Foram avaliadas as propriedades de resistência a compressão e absorção de água. Em laboratório os melhores resultados de resistência mecânica foram obtidos com adição de 20% de pó de exaustão e temperatura de 900ºC. Em escala industrial os melhores resultados de resistência mecânica foram obtidos com 10% de pó de exaustão. Por fim, os resultados mostraram a viabilidade do uso deste resíduo para a preparação de materiais cerâmicos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROGER HOEL BELLO.pdf: 5998739 bytes, checksum: 0b20c26be8ef42194c531db9839d0937 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Enhancing the thermal, mechanical and electrical properties of epoxy resin with use of carbon-based nanoparticles there must be a good dispersion in the resin and interfacial interaction with the polymer matrix. Thus, the chemical functionalization incorporates functional groups on their surface which can improve both problems. The silanization has been preferred in the process of functionalization of nanoparticles, succeeding in enhancing the properties of nanocomposites. This work aimed to evaluate the effects of the silanization of multiwalled carbon nanotubes MWCNT and graphene nanoplatelets with organosilane (3-APTES) in the final properties of epoxy nanocomposites. Thus, both nanoparticles were oxidized with a sulfonitric mixture (3:1 by volume) and silanized with the organosilane (3-APTES). To evaluate the effects of the chemical functionalization in thermal, mechanical and electrical properties, nanocomposites containing MWCNT or graphene nanoplatelets at two different concentrations of pristine, oxidized and silanized nanoparticles (0.15 and 0.5% v/v) were prepared by polymerization in situ, without using solvents. The functionalizations were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy techniques. The thermal properties were analyzed by Differential Scanning Calorimetry (DSC), the mechanical by instrumented nanoindentation and the electrical Impedance Spectroscopy. The XPS technique showed the successfully silanization on the the nanoparticles surface that was studied. Regarding the thermal properties, the addition of pristine and functionalized MWCNT or graphene nanoplatelets did not show significant variations, but increased the mobility of polymer chains in the matrix decreasing the values for the glass transition temperature (Tg) compared to pure resin. Increases in stiffness and ductility of the material were obtained when oxidized graphene nanoplatelets were added in the matrix. When was added 0.15% by volume of oxidized graphene nanoplateletes, the modulus of elasticity increased approximately 83%, whereas 0.50% by volume increased greater than 88% compared to the pure resin. Increasing of ductility was reached increasing volume fraction of 0.15 to 0.50% by volume when those nanoparticles were added into the resin, due to the approximately 10% of decreasing the values of nanohardness. The formation of percolating networks has been achieved only by pristine MWCNT with at a concentration of 0.50% by volume. As for the graphene nanoplatelets were added only when silanized graphene nanoplateletes at a concentration of 0.15% by volume, but for both nanoparticles were observed conductivities on the order of 10-7 S/m for frequencies near 100 Hz. / A alteração de propriedades térmicas, mecânicas e elétricas de uma resina epoxídica após a adição de nanopartículas alotrópicas de carbono depende da concentração, orientação, tipo de partícula, seu estado de dispersão e interação destas com a matriz. A funcionalização química pode auxiliar na melhoria de ambos os problemas, com a incorporação de grupos funcionais na superfície, paredes e pontas das nanopartículas. Assim, a silanização tem sido usada em processos de funcionalização química dos nanoreforços, tendo êxito no auxílio à melhoria das propriedades finais dos nanocompósitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da silanização com o organosilano 3-APTES em nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) e nanoplateletes de grafeno nas propriedades finais dos nanocompósitos produzidos com a matriz epoxídica. Para isto, ambas as nanopartículas foram oxidadas com uma mistura sulfonítrica (3:1 em volume) e silanizadas com o organosilano (3-APTES). Para avaliar os efeitos das funcionalizações nas propriedades térmicas, mecânicas e elétricas, nanocompósitos contendo NTCPM ou nanoplateletes de grafeno em duas diferentes concentrações das nanopartículas pristine, oxidadas e silanizadas (0,15 e 0,5% v/v) foram preparados pela técnica de polimerização in situ, sem a utilização de solventes. As nanopartículas funcionalizadas foram caracterizadas pelas técnicas de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de energia dispersa (EDS), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS) e espectroscopia Raman. As propriedades térmicas foram analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), as mecânicas por nanoindentação instrumentada e, as elétricas por espectroscopia de impedância. A técnica de caracterização por XPS comprovou o êxito da silanização na superfície das nanopartículas estudadas. Em relação às propriedades térmicas, a adição de NTCPM ou nanoplateletes de grafeno pristine e funcionalizadas não apresentaram variações significativas, porém aumentaram a mobilidade das cadeias poliméricas da matriz, resultando no decréscimo da temperatura de transição vítrea (Tg) em relação à resina pura. Aumentos na rigidez e ductilidade do nanocompósito foram alcançados quando foram adicionados nanoplateletes de grafeno oxidados na matriz. A adição de 0,15% v/v desta nanopartícula foi observado um aumento de aproximadamente 83% para o módulo de elasticidade, enquanto que 0,50% v/v este aumento foi maior que 88% em relação à resina pura. Foi alcançado aumento da ductilidade com o incremento da fração volumétrica de 0,15 para 0,50% v/v destas nanopartículas, devido ao decréscimo dos valores da nanodureza em aproximadamente 10%. A formação de redes de percolação foi alcançada apenas com a adição de NTCPM pristine para concentração de 0,50% em volume. Enquanto que para os nanoplateletes de grafeno, este fenômeno foi observado apenas quando foram adicionados nanoplateletes de grafeno silanizadas na concentração de 0,15% em volume. Entretanto, para ambas as nanopartículas foram observados valores de condutividade na ordem de 10-7 S/m para frequências próximas a 100Hz.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samoel Schwaab.pdf: 4150224 bytes, checksum: b93ca1d3f7705404e7be4d35e1525060 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of retardant plasticizer additive in concrete has been used in last years. This work investigates the effect of the incorporation of retardant plasticizer additive on concrete mixtures on the mechanical and microstructural properties of mixtures of construction concrete. To better understand the effects and a more detailed analysis of the results, the investigation was performed using a fractional factorial design 33-1 for planning and analyzing of experiments. Three factors were selected for the project, and for each factor three levels: the content of the additive relative to the cement weight (0.60, 0.80 and 1.00 wt. % by weight), water-cement ratio (W/C ratio of 0.6, 0.7 and 0.8 by weight) and aggregate-cement (A/C of 5.8, 6.3 and 6.8 by weight). Properties in the fresh state (slump and setting time) and hardened (7-day and 28-day compressive strength) were evaluated. Mixtures were selected for the physical-chemical and microstructural characterization, using X-ray diffraction, thermal analysis, infrared spectroscopy and scanning electron microscopic. The statistics analysis showed that the retardant plasticizer additive affects the workability and setting time of concrete mixtures. However, it does not influence the compressive strength after 28 days. The microstructural characterization revealed ordinary morphologies in concrete, such as, amorphous and crystalline phases, the interfacial transition zone and porosity. The additive did not changethe behavior related to the phase formation, however, it affected changed the morphological characteristics of portlandite, related to its decomposition temperature, this explains the effects on setting time. / O uso de aditivos plastificantes retardadores em concretos tem sido muito utilizado nos últimos anos. Este trabalho investiga o efeito da incorporação de aditivo plastificante retardador de pega nas propriedades mecânicas e micro estruturais de misturas de concretos para construção. Para uma melhor compreensão dos efeitos e uma análise mais detalhada dos resultados, a investigação foi realizada utilizando um projeto fatorial fracionado 33-1 para o planejamento e análise dos experimentos. Foram selecionados três fatores para o projeto, e para cada fator três níveis: teor do aditivo em relação à massa de cimento (0,6, 0,8 e 1 %, em massa), relações água-cimento (W/C, de 0,6, 0,7 e 0,8 em massa) e agregado-cimento (A/C, de 5,8, 6,3 e 6,8 em massa). Propriedades no estado fresco (abatimento e tempo de pega) e no endurecido (resistência à compressão aos 7 e 28 dias de cura) foram avaliadas. Misturas foram selecionadas para a caracterização físico-química e micro estrutural, por meio de técnicas de difratometria de raios X, analise térmica diferencial e termogravimétrica, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. As análises estatísticas mostraram que o aditivo retardador afeta o abatimento e o tempo de pega das misturas de concreto. Porém, praticamente não influencia a resistência à compressão após 28 dias de cura. A caracterização micro estrutural revelou morfologias comuns em concretos, tais como, fases amorfas e cristalinas, a zona de transição interfacial e porosidade. O aditivo não apresentou mudanças na formação das fases finais do concreto, entretanto afetou as características morfológicas da portlandita, quanto à sua temperatura de decomposição, o que explica o efeito do mesmo no tempo de pega.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iury.pdf: 24951 bytes, checksum: 2940126ad384e071aa040115b3667855 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O estado de dispersão das nanopartículas na matriz está diretamente ligado às propriedades físicas dos nanocompósitos. Assim técnicas que visam um estado de dispersão mais homogêneo das nanopartículas na matriz são constantemente estudadas. Funcionalização não covalente, ou física, é uma técnica que utiliza-se de interações Coulombianas e/ou barreira estérica com o objetivo de estabilizar a interação entre nanopartícula/matriz e consequentemente obter um estado de dispersão homogêneo. Utilizando copolímero em bloco BYK- 9077® como agente funcionalizante não covalentemente, este trabalho teve como objetivo produzir nanocompósitos de matriz epoxídica Novolac® reforçados com nanoplateletes de grafeno ou nanotubos de carbono funcionalizados não covalentemente. Foram analisadas a influência da adição do copolímero em bloco nas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas dos nanocompósitos produzidos. Utilizou-se frações volumétricas de nanopartículas nos valores de 0,15%, 0,50% e 1,50%. A partir destes valores foi adicionado copolímero em bloco nas quantidades de 1, 5 e 10 vezes a quantidade em massa das nanopartículas. Foram realizadas espectroscopia Raman para caracterização das nanopartículas, verificando o grau de pureza das mesmas, assim como o número de plateletes empilhados. Analisando os resultados, estado de dispersão das nanopartículas na matriz sem a adição de copolímero em bloco não foi homogêneo, assim foram encontrados aglomerados de nanopartículas em Microscopia Eletrônica de Transmissão. Também os valores de Tg s não variaram significativamente em comparação com a resina pura, indicando dispersão não homogênea. Já ao adicionar copolímero em bloco, em quantidades baixas, 1x, foi possível observar aumentos de 8% no módulo de elasticidade, indicativo de que a adição de copolímero em bloco nesta quantidade tornou a dispersão das nanopartículas mais homogênea na matriz. Esta afirmação foi verificada em Microscopia Eletrônica de transmissão. Em contrapartida, conforme foi aumentado a quantidade de copolímero em bloco, 5 e 10x, foram observadas formação de uma segunda fase, que por consequência diminuiu o módulo de elasticidade, tensão de ruptura e Tg.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciele Cunico.pdf: 3433679 bytes, checksum: d1b2f4bdf3c2cb1319aec0d878accf90 (MD5) Previous issue date: 2015-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The search for different alternatives for using solid waste contributes to effective sustainable development of industries and the generation of new consumer goods. Under this scenario this paper proposes an alternative to the use of exhaust dust generated in the in the green sand molding and demolding process in the foundry industry, bringing alternative uses for this by-product in more noble applications such as ceramic coating. The ceramic industry has assumed the role of consumer-products generated by industries, especially the existence of some similarity between the composition of by-products and raw materials used in the industry. This study aimed to show the effect of exhaust dust addition in a ceramic matrix for development of ceramic coatings. A preliminary study was performed which determined the parameters for use in a Design of Experiments model. The raw materials used were characterized by Scanning Electron Microscopy, X-ray diffraction, X-Ray Fluorescence, grain size, pycnometry density, Loss Fire, Differential Scanning Calorimetry and thermal gravimetric analysis. In addition, the variables used in the statistical model and its respective upper and lower limits have been defined in the preliminary study too. In order to obtain better efficiency of the data, a factorial project with 3³ Statistic software for the analysis of the results was performed. Three factors have been selected for the project, and for each factor three levels were chosen, with residue content (0%, 20% and 40%), compacting pressure (10MPa, 30MPa and 50MPa) and sintering temperature (1000°C, 1100°C and 1200°C ). Cylindrical specimens were made to determine the technological and mechanical properties and rectangular specimens for the three-point bending test. In order to achieve reliability of the experimental data using the average values, a replica of the experiment was carried out. The results confirmed the feasibility of using the residue in the ceramic body and it show effectively in the interaction between the variables and the importance of controlling the fire temperature, the amount of waste used, and the compaction pressure. / A busca por alternativas para o uso de resíduos sólidos contribui para o efetivo desenvolvimento sustentável das indústrias e a geração de novos bens de consumo. Dentro deste cenário este trabalho propõe uma alternativa para uso do pó de exaustão gerado no processo de moldagem e desmoldagem em areia a verde na indústria de fundição, trazendo alternativas de uso deste subproduto em aplicações mais nobres como o revestimento cerâmico. A indústria cerâmica já assumiu o papel de consumidor de subprodutos gerados pelas indústrias, principalmente pela existência de alguma similaridade entre a composição dos subprodutos e das matérias-primas empregada no setor. Este estudo procurou mostrar o efeito da adição deste pó de exaustão em uma matriz cerâmica para desenvolvimento de revestimentos cerâmicos. Foi realizado um estudo preliminar que determinou parâmetros para a utilização em um modelo de Planejamento de Experimentos. As matérias-primas empregadas foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Varredura, Difratometria de Raios X, Fluorescência de Raios X, Granulometria, Densidade picnométrica, Perda ao Fogo, Análise Térmica Diferencial e Termogravimétrica. As variáveis utilizadas no modelo estatístico e seus respectivos limites inferiores e superiores, foram definidos no estudo preliminar. Para obter uma melhor eficiência dos dados obtidos foi realizado o projeto fatorial 33 com software Statistic, para a análise dos resultados. Foram selecionados três fatores para o projeto, e para cada fator três níveis, sendo teor de resíduo (0%, 20% e 40%), pressão de compactação (10MPa, 30MPa e 50MPa) e temperatura de sinterização (1000ºC, 1100ºC e 1200ºC). Foram confeccionados corpos de prova cilíndricos para determinar as propriedades tecnológicas e retangulares para ensaio mecânico de resistência a flexão em três pontos. Para atender com confiabilidade os dados experimentais com o uso dos valores médios, foi realizado uma réplica do experimento. Os resultados confirmaram a viabilidade do uso do resíduo na formulação da massa cerâmica e mostraram efetivamente a interação entre as variáveis e a importância do controle da temperatura de queima, a quantidade de resíduo utilizada e a pressão de compactação.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sara F Da Costa.pdf: 4048373 bytes, checksum: 81bb7b57c2e425cdcfcc5039f74fae1f (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The change of mechanical properties of epoxy resins after the addition of nanoparticles (f. ex. graphite oxide) depends on its concentration, state of dispersion and interaction with the polymer matrix. To improve dispersion and avoid agglomeration of the GO nanoplatelets, due to van der Waals interactions, these nanoparticles can be functionalized using organosilanes as coupling agents. This study aimed to evaluate the effect of functionalization of graphite oxide by 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane in the final properties of nanocomposites of epoxy matrix DGEBA with OG and OGS. The functionalized nanoparticles and nanoparticles without functionalization were characterized by spectroscopic and microscopic techniques, CHN elemental analysis and X-ray diffraction. The presence of silicon on the surface of OG was confirmed by analysis of energy dispersive spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy along with X-ray photoelectron spectroscopy confirmed the functionalization GO with GLYMO by rise of new bands assigned to the Si-O-C bond. Images from scanning electron microscopy and transmission electron microscopy showed that nanoplatelets OG were clustered and after functionalization with silane the nanoplateletes were exfoliated, indicating larger interaction with the epoxy matrix. The dispersion of nanoparticles in the polymer matrix was also studied by microscopy and spectroscopy techniques where noted that the functionalized nanoparticles were well dispersed. To evaluate the effect of the nanoparticles in the mechanical properties, nanocomposites containing 0.1 ,0.25, 0.5 e 1.0 wt% were prepared by in situ polymerization techniques, with the use of a solvent for better dispersion. It was observed that the addition of GO nanoparticles decrease the modulus of elasticity relative to the epoxy resin, and nanocomposites containing 0.25% and 1.0 wt% presented the highest stress decreases. For nanocomposites with GO nanoparticles silanized (GOS) a linear increase of the modulus of elasticity with the mass fraction and maximum stress higher than the epoxy resin and GO nanocomposites was observed, except OGS 1.0wt%, where the maximum stress is lower than of the epoxy resin, which is explained by the existence of larger agglomerates. Thus, the silanized GO provided a more homogeneous dispersion and larger interaction with the epoxy matrix when compared to the GO. / A alteração das propriedades mecânicas da resina epoxídica após a adição de nanopartículas de óxido de grafite (OG) depende da concentração, de seu estado de dispersão e da interação com a matriz polimérica. O OG pode formar aglomerados na matriz polimérica devido às interações de van der Waals e, para melhorar a dispersão e distribuição do mesmo na matriz polimérica pode ser feita a funcionalização utilizando agentes de acoplamento, como os organosilanos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da funcionalização via silanização do óxido de grafite pelo organosilano 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano nas propriedades finais de nanocompósitos de matriz epoxídica DGEBA com OG e OGS. As nanopartículas com e sem funcionalização foram caracterizadas por técnicas de espectroscopia e microscopia, análise elementar CHN e difração de raios-X. A presença de silício na superfície do OG foi confirmada pela análise de espectroscopia de energia dispersiva e a análise de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier juntamente com a análise de espectroscopia de fotoelétrons por raios-X confirmou a funcionalização do OG com o GLYMO através do surgimento de novas bandas atribuídas à ligação Si-O-C. As imagens de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo e microscopia eletrônica de transmissão mostraram que nanoplateletes de OG se apresentavam mais empacotados e após a funcionalização com o silano os nanoplateletes estavam esfoliados, indicando maior interação com a matriz epoxídica. A dispersão das nanopartículas na matriz polimérica foi também estudada por técnicas de microscopia e espectroscopia onde se observou que as nanopartículas funcionalizadas estavam mais bem dispersas. Para avaliar o efeito das nanopartículas com e sem funcionalização nas propriedades mecânicas, nanocompósitos contendo 0,1; 0,25; 0,5 e 1,0% (m/m) de nanopartículas foram preparados pelas técnicas de polimerização in situ , com a utilização de solvente para melhorar a dispersão. Foi observado que a adição das nanopartículas de OG diminuiu o módulo de elasticidade e a tensão máxima à tração em relação à resina epoxídica, e que nanocompósitos contendo 0,25% e 1,0% apresentaram as maiores diminuições de tensão. Para os nanocompósitos com as nanopartículas de óxido de grafite silanizado foi observado um aumento linear no módulo de elasticidade com o aumento da porcentagem mássica e apresentaram tensão máxima maior que da resina e dos nanocompósitos com OG, com exceção da porcentagem mássica de OGS 1,0%, onde a tensão máxima foi menor do que a tensão da resina epóxi, o que é explicado pela existência de aglomerados maiores. Assim, o OG silanizado proporcionou uma dispersão mais homogênea e assim, maior interação com a matriz epoxídica quando comparado ao OG.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JULIA GASCHO.pdf: 2752130 bytes, checksum: ac987e92d5bc395ba52a7917285e8cf8 (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Materiais condutores transparentes, ou CTs, são aqueles que apresentam as propriedades de elevada condutividade elétrica e transparência. Na fabricação de diversos dispositivos eletrônicos, tais como células solares, monitores de cristal líquido e telas sensíveis ao toque, esses materiais são componentes críticos, devido a não existirem muitos materiais condutores e transparentes. O óxido de índio e estanho (ITO) é o material mais utilizado como CT, devido à sua elevada condutividade elétrica e transparência. Porém, a utilização deste possui algumas desvantagens, como custo elevado e fragilidade. Devido a isto, novos materiais estão sendo estudados para a sua substituição, tais como grafeno e polímeros conjugados. Sistemas grafeno/polímero conjugado exibem, normalmente, elevada condutividade elétrica, estabilidade química e são capazes de armazenar energia. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo produzir filmes de óxido de grafeno (OG) e óxido de grafeno reduzido (OGR), verificando a eficiência dos métodos de oxidação e redução utilizados. Também foram estudados filmes de OG e OGR com poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), verificando as alterações nas propriedades destes após a deposição do polímero sobre os mesmos, com vistas a uma possível utilização desses sistemas como condutores transparentes. O OG foi produzido a partir da grafite pelo método de Hummers modificado e, posteriormente reduzido quimicamente, com NaBH4, ou termicamente, em forno tubular. Os filmes poliméricos foram preparados por casting a partir de uma solução de P(3HT) em clorofórmio, depositada sobre os filmes de OG. As caracterizações por ângulo de contato, FTIR, DRX, e espectroscopia de impedância comprovaram a eficiência na oxidação da grafite. Os filmes de OG produzidos se apresentaram translúcidos e semicondutores, com condutividade da ordem de 10-6 a 10-4 S/m. Foram obtidos filmes finos com uma superfície lisa e praticamente sem defeitos. Os filmes de OG apresentaram ângulo de contato com a água de 31,5 e 38,9° e tensão superficial de 63,6 e 59,2 mJ/m², o que indica a hidrofilicidade dos mesmos. Observou-se uma redução parcial do OG, tanto na redução química quanto térmica, com filmes menos translúcidos e mais condutores do que os filmes de OG (condutividade próximas à 10-3 e 10-1 S/m, respectivamente). Foram obtidos filmes de OG reduzido quimicamente finos, lisos e praticamente sem defeitos, porém, os filmes de OG reduzidos termicamente se mostraram irregulares e mais espessos. Através da redução química foram obtidos filmes hidrofóbicos, com ângulo de contato com a água acima de 90° e tensão superficial de 30,1 mJ/m². Enquanto a redução térmica produziu filmes com ângulo de contato com a água um pouco abaixo de 90° e tensões superficiais de 31,2 e 32,1 mJ/m², bem menos hidrofílicos do que os filmes de OG. A adição do filme polimérico sobre os filmes de OG não alterou significativamente as propriedades de condutividade elétrica e diminuiu minimamente a transparência destes.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDA APARECIDA JOAO.pdf: 13614051 bytes, checksum: 7d071a80e981abbf95a9074b2c139bba (MD5) Previous issue date: 2016-09-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cracks in concrete are a problem caused by the shrinkage of the mixture. This retraction can be plastic, autogenous, by drying or carbonation may occur and more than one type of retraction. One of the retraction methods of warfare is by curing of the concrete, the usual method of healing with external wetting, causes waste of water. Thus a new curing method has been studied via light aggregates or saturated superabsorbent polymer, inserted into the concrete mass, known as internal cure. The research in this paper aims to verify the influence of superabsorbent polymer as an internal curing agent to combat the decline in conventional concrete. The materials used for the development of this research were cement, natural sand, coarse aggregate (gravel), water and superabsorbent polymer of sodium polyacrylate. Initially it was performed characterization tests of the raw materials used, then made the specimens and then the characterization of concrete specimens with and without superabsorbent polymer. Properties in the fresh state (consistency) and hardened (compressive strength and shrinkage) were evaluated. The samples were subjected to physical-chemical and structural micro, through techniques of X-ray diffraction, infrared spectroscopy Fourier transform (FTIR), stereoscopic images and scanning electron microscopy. Six mixtures were prepared, a reference superabsorbent polymer with five levels (PSA). The PSA was inserted into the concrete as addition and replacement of mixing water with different grades and sizes. The tests showed that the superabsorbent polymer has affected the workability of concrete mixtures, the compressive strength after 28 and 60 days of curing and shrinkage. The polymer did not change the phases of the concrete, and microstructure was possible to see that the PSA was not crowded. The test results in some mixtures showed improved mechanical properties over the internal cure with superabsorbent polymer. / As fissuras no concreto são um problema ocasionado pela retração da mistura. Esta retração pode ser plástica, autógena, por secagem ou carbonatação, e pode ocorrer de forma combinada. Um dos métodos de combate à retração é realizado durante a cura do concreto. O método usual de cura com molhagem externa ocasiona desperdício de água. Desta forma, um novo método conhecido como cura interna vem sendo estudado, por meio da utilização de agregados leves ou polímeros superabsorventes saturados, inseridos na massa de concreto. A pesquisa realizada no presente trabalho tem como objetivo verificar a influência do polímero superabsorvente como agente de cura interna para combater a retração em concreto convencional. Os materiais utilizados para o desenvolvimento desta pesquisa foram: cimento CP-II 32 Z, agregado miúdo (areia natural média), agregado graúdo (brita no 0 e no 1), água e polímero superabsorvente de poliacrilato de sódio. Inicialmente, foram realizados ensaios normalizados de caracterização das matérias primas utilizadas para produzir os corpos de prova. Em seguida, realizou-se a caracterização dos corpos de prova de concreto com e sem polímero superabsorvente. Posteriormente, foram avaliadas as propriedades no estado fresco (consistência) e no endurecido (resistência à compressão e retração). Os corpos de prova foram submetidos à caracterização físico-química e micro estrutural, por meio de técnicas de difratometria de raios X, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), imagens de estereoscópio e microscopia eletrônica de varredura. Foram produzidas seis misturas, uma de referência e cinco com teores diferentes de polímero superabsorvente (PSA). O PSA foi inserido no concreto tanto como adição quanto como substituição da água de amassamento, com diferentes teores e tamanhos. Os ensaios mostraram que o polímero superabsorvente afetou a trabalhabilidade das misturas de concreto, a resistência à compressão aos 28 e aos 60 dias de cura e a retração. O polímero não interferiu no processo de hidratação do concreto, além disso, foi possível visualizar que o PSA não ficou aglomerado na microestrutura. Os resultados dos ensaios em algumas misturas mostraram melhora nas propriedades mecânicas por meio da cura interna com o polímero superabsorvente estudado.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samara Bohn.pdf: 2670870 bytes, checksum: 4b9de8d71921764eee1942da211fad27 (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The poly (vinyl chloride) (PVC) is one of thermoplastic polymers most consumed worldwide, because it has a broad scope and can be used from rigid pipes and profiles up toys and extremely flexible films obtained with the addition of plasticizers. The addition of nanofillers in polymer matrices has aroused the interest of many researchers seeking to improve properties of materiais and reduce the cost of producing them. In this work, the objective was to evaluate the effect of plasticizer in the nanoclays dispersion in the polymer matrix of poly (vinyl chloride) (PVC). Three different plasticizers ware used, one being the family of phthalate (dioctyl phthalate DOP), on the family of adipate (dioctyl adipate DOA) and the third, called by some green plasticizers poly (e-caprolactone) PCL. Furthermore, it was also evaluated the effect of clay pre-dispersion in the plasticizer in the properties of the nanocomposites. The samples were prepared in single screw extruder and characterized by means of scanning electron field effect (SEM FEG) and transmission electron microscopy (TEM), diffraction X-ray (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) tensile and swelling test. The morphology shows a heterogeneous distribution in the matrix, since phase separation, ocorred and clay agglomerates. However it was found that the use of the pre-dispersion can reduce the agglomerates and form small regions interleaving and further reduce the size of the phases, and found that even if different plasticizers would provide different results. By DRX it was found that the inclusion of clay pre-dispersed by sonication on the matrix promotes increased crytallinity of 75% compared with the sample without DOP clay, other samples had smaller increases. In differential scanning calorimetry it was observed over a Tg heterogeneity in the plasticization of PVC. In tensile teste it was found that inclusion of clay plasticized PVC promoted 5% and 10% in Young s modulus for PVC/DOP samples with sonification and PVC/PCL respectively with magnetic stirring. While the samples decreased with DOA Young s modulus within 19%, and the samples were also had smaller reduction in the migration of the plasticizer during the swelling test. According to the results found was that the clay pre-dispersion in theplasticizer may facilitate intercalation of the some but dosen t eliminate large amounts of agglomerates in the nanocomposity which can have great influence on the properties mechanical, thermal and migration, and the type of palsticizer has a remarkable effect on the nanocomposite. / O poli (cloreto de vinila) (PVC) é um dos polímeros termoplásticos mais consumidos mundialmente, pois o mesmo tem um vasto campo de aplicação podendo ser utilizado desde tubos e perfis rígidos até brinquedos e filmes extremamente flexíveis obtidos com a adição de plastificantes. A adição de nanocargas em matrizes poliméricas tem despertado interesse de muitos pesquisadores, que buscam melhorar propriedades dos materiais e reduzir o custo de produção dos mesmos. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar o efeito do plastificante na dispersão de nanoargilas em matriz polimérica de poli (cloreto de vinila) (PVC). Foram utilizados três diferentes plastificantes, sendo um deles da família dos ftalatos (dioctil ftalato - DOP), um da família dos adipatos (dioctil adipato - DOA) e o terceiro, chamado por alguns de plastificante verde poli (ε-caprolactona) PCL. Além disso, também foi avaliado o efeito da pré-dispersão da argila nos plastificantes nas propriedades dos nanocompósitos. As amostras foram preparadas em extrusora monorosca e caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo (MEV-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios de tração e ensaio de intumescimento. A morfologia apresentou uma distribuição heterogênea na matriz, pois ocorreu separação de fase e aglomerados de argila. No entanto, verificou-se que a utilização da pré dispersão pode reduzir os aglomerados e formar pequenas regiões de intercalação, e ainda reduzir o tamanho das fases, e ainda constatou-se que diferentes plastificantes promovem resultados diferentes. Por meio de DRX constatou-se que a inserção de argila pré-dispersa por sonicação na matriz promove aumento de 75% na cristalinidade em relação a amostra com DOP sem argila, as demais amostras tiveram aumento menores. Na calorimetria exploratória diferencial foi observado mais de uma Tg indicando heterogeneidade na plastificação do PVC. Nos ensaios de tração foi verificado que a inserção de argila no PVC plastificado promoveu aumentos de 5% e 10% no módulo de Young para as amostras PVC/DOP com sonicação e PVC/PCL com agitação magnética, respectivamente. Enquanto que as amostras com DOA apresentaram redução do módulo de Young em até 19%, e também foram as amostras que tiveram a menor redução na migração do plastificante durante os ensaios de intumescimento. De acordo com os resultados foi verificado que a pré-dispersão da argila no plastificante pode facilitar a intercalação da mesma, mas não elimina a grande quantidade de aglomerados nos nanocompósitos o que pode ter grande influência sobre as propriedades mecânicas, térmicas e de migração, bem como o tipo de plastificante influencia de forma considerável sobre os nanocompósitos.