Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T03:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho estudou-se a viabilidade econômica e financeira da implantação de um consórcio para extração de argilas pelas empresas cerâmicas do Estado de Rondônia. O setor cerâmico é relevante no contexto estadual e os municípios de Pimenta Bueno e Cacoal que abrigam/detém as jazidas de argila com características apropriadas a produção de telhas, pisos e revestimentos. Jazidas estas que possuem argila em enorme quantidade e de excelente qualidade, ademais, localizam-se próximas às empresas. Assim sendo, nesses municípios estão instaladas todas as empresas que produzem telhas, num total de cinco sendo que uma está em fase pré-operacional. Também existe uma empresa na fase final de implantação que irá produzir revestimentos cerâmicos. Em função disso, optou-se por usar o método de estudo de caso que incluem as quatro empresas que produzem telha e uma que produz tijolos. Para uma maior contribuição do trabalho procedeu-se uma pesquisa com maior amplitude e profundidade apenas na atividade de extração. Adotou-se como ferramenta para avaliar a contribuição e os benefícios da implantação do consórcio, a engenharia econômica e financeira, mediante o cálculo do índice de lucratividade, rentabilidade e taxas de retorno do investimento. No planejamento dos estudos a metodologia adotada foi a seguinte: a) nas duas em que o estudo foi mais aprofundado analisou-se a estrutura da receita, custos, despesas e o investimento total na forma atual. Na seqüência analisou-se quais os reflexos nesta estrutura, da implantação do consórcio, apurando-se os resultados na forma projetada; b) nas demais empresas investigou-se apenas a estrutura de custos, despesas e investimentos, com o "elo", (setor área) de extração de maneira idêntica na forma atual e projetada (caso ocorra a implantação do consórcio); c) finalmente, para as empresas em que o estudo foi mais detalhado, calculou-se os índices econômicos e financeiros na forma atual e projetada, nas demais calculou-se os custos e despesas com a extração na forma atual e projetada. Finalizando o trabalho, os índices apresentaram-se favoráveis, por haver uma maior otimização no uso dos recursos e conseqüentemente uma redução no investimento pelas empresas produzindo recursos que podem ser aplicados na redução do endividamento ou no ciclo operacional para produzir melhores resultados. No referencial teórico pesquisou-se sobre os consórcios, rede de empresas, cadeias produtivas as alianças e parcerias entre empresas e sobre a engenharia econômica e financeira. A pesquisa ressaltou a importância de uma nova visão e postura estratégica pelas empresas, que indicou para a abdicação de um comportamento "isolado" para uma ação coletiva, visualizando todo setor e não apenas o processo, procurando constatar e enfrentar os problemas em conjunto transformando os concorrentes, clientes e colaboradores em parceiros. This work is a study of the economical and financial viability to implant a consortium for clay extraction for the ceramic companies in the State of Rondônia. The ceramic section is relevant in the state context and the municipal districts of Pimenta Bueno and Cacoal that has the clay beds with appropriate characteristics of production of tiles and floor coverings. These places that possess clay in enormous amount and of excellent quality, are located close to the companies too. Like this, in these municipal districts are installed all the companies that produce roofing, tiles and bricks altogether in a total of five. There is also one in a pre-operational phase only that will produce ceramic coverings. In that way, it was chosen to be used the method of case study, that include the four companies which produce roofing and one that produces bricks. For a larger contribution to the work it was proceeded a research with larger width and depth just for the extraction activity. It was adopted as a method to evaluate the contribution and the benefits in the economical and financial engineering implantation of the consortium, by the calculation of the profitability index, profitability and taxes of return in the investment. In the planning of the studies, the following methodology was adopted: a) in the two companies that the study was more deepened, the structure of the income, costs, expenses and the total investment in the current form was analyzed. In the sequence it was analyzed this structure which reflexes, in the implantation of the consortium, improving the results in the projected form; b) in the other companies, it was just investigated the structure of costs, expenses and investment, with the "link", (section area) of extraction in an identical way in the current projected form (in case it works out, the implantation of the consortium); c) finally for the companies that were studied in more details, it was calculated the economical and financial indexes in the current projected form, in the others it was calculated the costs and expenses with the extraction in the same way as projected. Concluding the work, the indexes came favorable, for existing a larger optimization in the use of the resources and consequently a reduction in the investment for the companies producing resources that can be applied in the reduction of the debt, or in the operational cycle to produce better results. In the theoretical referential it was researched on the consortia, net of companies, the alliances and partnerships among companies and on the economical and financial engineering productive link. The research emphasized the importance of a new vision and strategic posture for the companies, that indicated the abdication of a "isolated" behavior, for a collective action, visualizing every section and not just the process, trying to verify and to face the problems together transforming the contestants, customers and collaborators in partners.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-04-03T19:34:52Z No. of bitstreams: 1 AndersonParodia_DISSERT.pdf: 4327470 bytes, checksum: 6b271a416195c9528f27a2f60bbd49af (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-04-04T22:47:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndersonParodia_DISSERT.pdf: 4327470 bytes, checksum: 6b271a416195c9528f27a2f60bbd49af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T22:47:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonParodia_DISSERT.pdf: 4327470 bytes, checksum: 6b271a416195c9528f27a2f60bbd49af (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Quatro argilas provenientes de jazidas localizadas no norte do estado da Para?ba, Brasil, foram beneficiadas com o intuito de diminuir a quantidade de impurezas presentes naturalmente nestes materiais. Posteriormente, estas argilas foram caracterizadas juntamente com uma amostra de argila natural comercial e submetidas ao procedimento de pilariza??o com polihidr?xidos de alum?nio. Atrav?s da difratometria de raios X observou-se que as amostras beneficiadas (CN Clara, CN Cinza, Bofe e FCN) apresentaram um espa?amento basal de aproximadamente 1,5 nm, enquanto a amostra natural comercial apresentou um valor aproximado de 1,3 nm, ap?s a pilariza??o estes valores foram de ~1,7 nm para amostras beneficiadas e de ~1,8 nm para a amostra comercial. A amostra Bofe aprestou um valor de 126 m2/g de ?rea espec?fica, sendo este o maior valor encontrado entre as amostras naturais, a amostra natural comercial apresentou um valor de 27 m2/g sendo este o menor valor. Ap?s a pilariza??o a amostra que apresentou o maior valor de ?rea espec?fica foi a amostra AP01 (pilarizada a partir da amostra natural comercial), com um valor de 248 m2/g enquanto a amostra AP05 (pilarizada a partir da amostra FCN) apresentou o menor valor sendo este de 177 m2/g. Dessa maneira v?-se que a determina??o das caracter?sticas das argilas naturais e sua origem influenciam os resultados obtidos atrav?s do procedimento de pilariza??o. / Four clays from deposits located in the northern state of Paraiba, Brazil, were processed in order to decrease the amount of impurities naturally presented in these materials. Later these materials were characterized along with a commercial natural clay sample and subjected to a pillaring procedure with aluminum polihidroxide. By X-ray diffraction, it was noted that the benefit samples (CN Clara, CN Cinza, Bofe and FCN) showed a basal spacing of approximately 1.5 nm, while the natural commercial sample showed a value of approximately 1.3 nm, after pillaring these values were ~ 1.7 nm for the benefits sample and ~ 1.8 nm for the commercial sample. The sample Bofe showed a value of 126 m2/g of specific area, which is the highest value found among natural samples, commercial natural sample showed a value of 27 m2/g being the smallest value. After pillarization the sample that showed the highest specific area was the AP01 sample (pillared from commercial natural sample), with a value of 248 m2/g while the AP05 sample (pillared from FCN sample) had the lowest value being 177 m2/g. Thus it is seen that the determination of the characteristics of natural clays and its origin influence the results obtained through the pillaring procedure.

Orientador: Vania Silvia Rosolen / Banca: Antenor Zanardo / Banca: Guilherme Taitson Bueno / Resumo: Observações de campo, petrografia, geoquímica e mineralogia em dois perfis de alteração de solo dos arenitos provenientes do Membro Serra da Galga, Formação Marília, foram utilizados para avaliar a possível relação genética entre os materiais lateríticos e os solos enriquecidos com argilas aluminosas (argilas refratárias). O estudo focou um sistema Latossolo-Gleissolo presente na superfície da chapada sedimentar. O afloramento do Latossolo, com crosta ferruginosa, situa-se na borda da chapada e o Gleissolo, onde estão concentradas as argilas aluminosas, está localizado na depressão topográfica hidromórfica. As fácies petrográficas mostram que a couraça ferruginosa é autóctone, formada no nível saprolítico do arenito. O desmantelamento atual deste horizonte está associado com a desferruginização parcial em conseqüência ao aumento da umidade. A estrutura pisolítica é reconhecida tanto no perfil do Latossolo quando do Gleissolo, após a desferruginização. A associação caulinita e gibbsita predomina em todas as profundidades dos dois perfis, porém a caulinita é mais expressiva nas maiores profundidades e a gibbsita nas camadas superficiais. A desferruginização é o processo que acompanha a elevação do nível freático, seja formando horizontes manchados na base do Latossolo ou formando horizontes brancos no Gleissolo nos quais se concentram o alumínio. O enriquecimento de alumínio está associado com a dessilicificação, possivelmente relacionado com a diminuição do pH e a desestabilização da caulinita. Quartzo, raros minerais de turmalina, cianita, zircão e rutilo compõem a fase dos minerais resistentes ao intemperismo químico. A goethita é o óxido de ferro predominante, resultado de meio hidratado. O modelado plano da chapada, que corresponde à Superfície SulAmericana descrita por King (1956), sob ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Field observation, petrography, geochemistry and mineralogy in two weathered soil profiles of the sandstones from Member Serra da Galga, Marilia Formation, were used to evaluate the possible genetic relation between the lateritic material and the soils enriched in aluminous clays (refractory clays). The study focus was an Oxisol-Gleysol system present in the surface of the sedimentary plateau. The Oxisol outcrop, with ferruginous duricrust, is situated on the edge of the plateau and the Gleysol, where the aluminous clay is concentrated, is located in the hydromorphic topographic depression. The petrographical facies show that the ferruginous duricrust is authochthonous, formed in the saprolitic level of the sandstone. The current dismantling of this horizon is associated with the partial deferruginization due to humidity increase. The pisolitic structure is recognized both in the Oxysol profile and Gleysol, after deferruginization. The kaolinite and gibbsite association prevails in all depth of both profiles, albeit kaolinite is more significant in deeper depths and gibbsite in the superficial layers. Deferruginization is a process that accompanies groundwater level rise, might develop mottled horizons at the Oxysol base or forming white horizons at the Gleysol in which the aluminum is concentrated. The aluminum enrichment is associated with the dessilicification, possibly related with decrease in pH and the kaolinite destabilization. Quartz, rare tourmaline, kyanite, zircon and rutile minerals make up the phase of minerals resistant to chemical weathering. Goethite is the dominant iron oxide, outcome of a hydrated environment. The flat shape of the plateau, which corresponds to the South American Surface described by King (1956), under appropriate and prolonged weather conditions, favored the formation of the hard ferruginous coverage. After the end of sedimentary ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Atualmente, nanocompósitos têm sido alvo de grande interesse científico e tecnológico. Além do negro-de-fumo e da sílica, materiais já consagrados como nanopartículas de reforço para uma grande variedade de borrachas, outras nanopartículas funcionalizadas têm sido o centro das atenções. Especialmente, nanopartículas bidimensionais (lâminas) e unidimensionais (tubos ou fibras, com destaque aos nanotubos de carbono) têm surgido como excelentes candidatos a partículas de reforço e apresentando efeito superior, já a frações volumétricas muito pequenas, bem inferiores às aplicadas tradicionalmente. Este trabalho tinha como objetivo investigar a epoxidação de polibutadieno e explorar a potencialidade de sílicas lamelares, especialmente filossilicatos 2:1, como agentes efetivos de reforço e barreira. Para alcançar este objetivo uma nova tecnologia de mistura e dispersão para a argila montmorilonita (MMT) foi desenvolvida. Baseia-se na Coagulação Dinâmica Contínua de Látex (“Continuous Dynamic Latex Coumpounding - CDLC"), na qual MMT é misturada ao látex de borracha e dispersa, adequadamente, em um regime especial de fluxo. O método vale-se do potencial que a água possui de enfraquecer os contatos interlamelares da MMT. Látices de NR, SBR, NBR e XNBR foram investigados. As condições de processo afetam a morfologia dos nanocompósitos, determinada por MET e DRX. A polaridade das borrachas influencia a dispersão da MMT e, consequentemente, as propriedades finais dos nanocompósitos. Comparando-se estes nanocompósitos com compósitos obtidos com negro-de-fumo, sílica precipitada ou mesmo com argila obtidos pelo processo da incorporação no estado fundido, os de CDLC exibem desempenho de reforço e uma resistência à permeação superiores, mesmo aplicando-se frações volumétricas de carga bem inferiores. Paralelamente, mostrou-se que é possível epoxidar polibutadieno comercial, a partir do meio reacional de polimerização, em ciclohexano, limitando-se em 30% em mol, face ao limite de solubilidade da borracha epoxidada no solvente. Nanocompósitos de polibutadieno epoxidado com argila foram preparados obtendose também propriedades melhores do que a borracha epoxidada pura. Com estes resultados, o presente trabalho mostra novas oportunidades para a obtenção de nanocompósitos elastoméricos. / Nowadays, polymer nanocomposites received an increasing scientific and technological interest. Besides carbon black and silica which have been proven reinforcing nanofillers for a large variety of rubber, other types of functional nanoparticles are coming in the center of this attention. Especially two-dimensional nanoparticles (platelets) and one-dimensional tubes or fibers (i.e. carbon nanotubes) are serious candidates to determine large reinforcing effects as for less volume fraction than traditional fillers. This work had as objective to investigate the epoxidation of polybutadiene and to explore the potential of layered silicas, especially 2:1 phylosilicates, as reinforcing agents and effective permeation barriers. In order to achieve this objective a new mixing and dispersion technology for montmorillonite (MMT) was developed in this work. This technology is based on “Continuous Dynamic Latex Compounding” (CDLC), in which MMT is mixed with a rubber latex and well dispersed in particular flow regime. Due to the coagulation of the latex, it was possible to prepare superior types of rubber nanocomposites. One important fact is that the interlayer contacts in the MMT tactoids are weakened by swelling in water. Latices of NR, SBR, NBR and XNBR have been used. It is shown that the process conditions affect the phase morphology of nanocomposites characterized by transmission electron microscopy and x-ray diffraction. The polarity of rubbers influence the dispersion of MMT as well as the properties of the resulting nanocomposites. Compared to nanocomposites filled with carbon black, precipitated silica, or those obtained by melt mixing, nanocomposites by CDLC demonstrate a better reinforcement and permeation resistance at far less volume fractions. The epoxidation of commercial polybutadiene with high cis content, from its commercial solution (cyclohexan), was possible, but due to the solubility of epoxidized polymer, the system coagulated and gelated when a epoxidation degree of 30 mol% was reached, independent of the initial concentrations of reagents. Nanocomposites from polybutadiene, 14 and 19 mol% epoxidation degree, and organoclay were prepared. The mechanical and barrier properties had been superior to those compositions of epoxidized polybutadiene without clay. By this achievements, the present work demonstrate new opportunities for polymeric nanocomposites.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

Orientador: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Lucy Gomes Sant'Anna / Banca: José Francisco Marciano Motta / Banca: Antonio Carlos Artur / Banca: Antenor Zanardo / Resumo: Apesar do processo por via seca não permitir grandes quantidades de aditivos na composição das massas cerâmicas em relação ao processo por via úmida, nada impede que sejam utilizados outros materiais, a fim de melhorar propriedades químicas, reduzir ciclos de queima e economizar energia e combustível, além de racionalizar o uso de jazidas de argila, impedindo que os rejeitos dessas minas contribuam como poluentes para o meio ambiente. O objetivo principal deste trabalho consiste em adicionar filitos do Grupo São Roque, granitos dos Complexos Graníticos Itu e São Roque, rochas intrusivas básicas da região de Limeira, gnaisses e quartzitos do Complexo Itapira e siltitos argilosos da Formação Tatuí às argilas da mina Sartori (Formação Corumbataí) procurando-se melhorar as propriedades cerâmicas dessa massa e demonstrar que a adição de aditivos naturais pode contribuir na solução de muitos problemas apresentados pelas industrias cerâmicas .da região. A metodologia baseou-se na caracterização química (determinação da quantidade de elementos maiores e menores, Capacidade de Troca Catiônica e carbono orgânico), mineralógica (descrição microscópica, Difração de Raios X e análise térmica) e física (ensaios tecnológicos cerâmicos) das referidas argilas, assim como dos aditivos citados, buscando relacionar essas características mineralógicas e químicas com o bom ou péssimo desempenho das massas cerâmicas nos ensaios físicos. Todas as massas aditivadas , apresentaram bons resultados segundo as Normas 13817 e 13818 da ABNT, podendo ser utilizados como pisos e revestimentos cerâmicos. Destacam-se com os melhores resultados de propriedades cerâmicas os corpos de prova aditivados com diabásio, gnaisse, quartzito e o siltito argiloso da Formação Tatuí. A amostra pura de siltito argiloso da Formação Tatuí foi testada como material para revestimento...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In spite of the dry way process does not require great amounts of addictive in the composition of the ceramic masses, in relation to the wet way process, nothing prevents that other materials can be used, in order to improve chemical properties, reduce firing cycles and save energy and fuel, besides rationalizing the usage of the clay mines, preventing that the wastes of these mines contribute as poluents to the environment. The main objective of this work consists of adding phyllites from São Roque Group, granites from the Itu and São Roque Granitic Complex, basic intrusive rocks from the region of Limeira, gnaisses and quartzites from the Itapira Complex and siltstones from the Tatuí Formation to the clays from the Sartori mine (Corumbataí Formation), in order to improve the ceramical properties of this ceramic mass and display that the add of natural materials may contribute in the solution of many problems faced by the ceramic industries of the region. The approach based on the chemical characterization (determination of the amount of larger and smaller elements, Cathionic Exchange Capacity and organic carbon), mineralogical (microscopic description, X-Ray Diffraction and thermal analysis) and physical (ceramic technological assays) of the referred clays, as well as of the addictives mentioned above, trying to relate the chemical and mineralogical characters with the good or bad performance of the ceramic masses at the physical assays. All the materials added in the masses from Corumbataí Formation presented good results according to ABNT Norms, and they can be used as floor and wall tiles as well. The best ceramic mass were those added with diabase, gnaisse, quartzit and clay siltstone from Tatuí Formation. The sample of Tt pure was analyzed as raw material for the floor tiles, and it didn't present good results. This sample has a great potential for heavy clay proudcts (bricks and roof tiles). / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:27:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre o efeito do grau de afinidade pelo estireno de diferentes argilas organofílicas nas propriedades de nanocompósitos de poliestireno / argila obtidos por incorporação in-situ. As reações foram realizadas por polimerização em massa. A afinidade da argila pelo estireno foi medida por inchamento Foster. Os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios-X e por microscopia eletrônica de transmissão. A taxa de liberação de calor foi obtida por calorimetria de cone e os nanocompósitos foram avaliados pelo teste de queima horizontal UL94. Testes mecânicos e análises termogravimétricas também foram realizados. Os resultados mostraram que nanocompósitos exfoliados e intercalados foram obtidos dependendo do grau de afinidade da argila pelo estireno. Foi observado também uma melhora acentuada nas propriedades do material com a incorporação de 3% de argila organofílica a matriz polimérica, com exceção do teste UL94, que é em essência um teste de ignição. / In this work the effect of different organophilic clays with different grades of affinity for the styrene on the properties of PS/clay nanocompósitos obtained through in-situ incorporation was investigated. The reactions were carried out in bulk polymerization. The grade of affinity of the clays for styrene were obtained by Foster swelling. The nanocomposites were characterized by X-ray diffraction and Transmission Electronic Microscopy. The heat release rate was obtained by Cone Calorimeter and the nanocomposites were tested through UL94 horizontal burn test. Mechanical tests and thermogravimetric analysis were also performed. Results showed that intercalated and exfoliated nanocomposites were obtained depending on the affinity of the clay for styrene. It was also observed that the performance of the material improved with the incorporation of 3% of organophilic clay to the polymer matrix, with the exception of the UL94 burn test that is essentially an ignition test.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267246.pdf: 5170005 bytes, checksum: 7ccb6bd48f2bba36a6420df5eaa03c9e (MD5) / A área de pesquisa de materiais nanoestruturados tem recebido destacada atenção nos últimos anos por parte da comunidade científica. Os nanocompósitos de argila/polímero tem sido igualmente bastante estudados, visando o completo conhecimento de todos os fenômenos que envolvem a síntese e propriedades destes novos materiais. Na presente Tese de Doutoramento é apresentada a síntese de nanocompósitos de argila/poliestireno para a obtenção de um material com propriedades realçadas frente ao poliestireno puro. Para se alcançar este objetivo, foram selecionadas e estudadas diversas argilas organofílicas comerciais, assim como algumas argilas foram preparadas a partir de argilas hidrofílicas. As argilas foram devidamente caracterizadas e empregadas na obtenção dos nanocompósitos de argila/poliestireno via polimerização in situ. Entre as técnicas empregadas em reações de polimerização de monômeros orgânicos, foram utilizadas neste estudo, para a obtenção dos nanocompósitos, a polimerização via radicais livres em massa, em suspensão e em meio supercrítico. A polimerização via radicais livres em massa permitiu a obtenção de híbridos de argila/poliestireno. Estes híbridos foram devidamente caracterizados, e pôde-se comprovar que foram obtidos nanocompósitos exfoliados, intercalados e parcialmente intercalados, dependendo da argila organofílica utilizada. Também foi verificado que para algumas argilas não foi possível obter-se um nanocompósito, tendo em vista a não intercalação das cadeias de polímero entre as camadas interfoliares das argilas. Foi também mostrado que os nanocompósitos obtidos apresentaram uma maior estabilidade térmica quando comparados ao poliestireno puro. A polimerização in situ de nanocompósitos via radicais livres em suspensão foi estudada com o intuito de se mapear uma rota de obtenção de nanocompósitos particulados. A vantagem de se obter polímeros particulados consiste na facilidade de transformação posterior, bem como na possibilidade de impregnação de um agente de expansão física, para a obtenção de nanocompósitos expansíveis. Esta etapa apresentou muitos desafios para o estabelecimento e manutenção da estabilidade das reações de polimerização em suspensão com a presença de argilas organofílicas. Foi possível realizar a síntese de nanocompósitos em reações em suspensão para algumas das argilas estudadas. Para completar o trabalho foram obtidos nanocompósitos em meio supercrítico. As reações foram conduzidas em dióxido de carbono supercrítico e foram obtidos nanocompósitos exfoliados e parcialmente exfoliados de argila/poliestireno. A polimerização em meio supercrítico é uma técnica que permite a obtenção de polímeros sem a utilização de solventes orgânicos, particularidade muito explorada atualmente para o obtenção de polímeros para aplicação biomédica. Nestas reações, foi possível a obtenção de nanocompósitos expandidos de argila/poliestireno, pois o dióxido de carbono supercrítico apresentou papel duplo: primeiramente como meio reacional e ao final da reação como agente de expansão física, com a simples despressurização controlada do sistema reacional, permitindo a obtenção de espumas sem o uso de agentes físicos ou químicos de expansão. / The nanostructured materials research area has received great attention in the last years from the world scientific community. At the same time, polymer/clay nanocomposites has been studied to achieve the complete knowledge about all the phenomena that involves the new materials attainment and its properties. In this Doctorate study, is presented the polystyrene/clay nanocomposites synthesis to obtain a material with better properties when compared to the pure polystyrene. To reach this objective, were selected and studied different commercial organophilic clays and some clays were prepared from hydrophilic clays. These clays were characterized and used to obtain polystyrene/clay nanocomposites by in situ polymerization. Among the techniques used in organic monomers polymerization reactions, in this study were used to obtain the nocomposites, bulk and suspension free radical polymerization and polymerization in supercritical carbon dioxide. The free radical bulk polymerization provided to obtain polystyrene/clay hybrids. These hybrids were characterized, and was possible to confirm that exfoliated, intercalated end partially intercalated nanocomposites were gotten, depending on the organophilic clay used. Also was verified that some clays were not possible to obtain a nanocomposites, because the polymer chains were not intercalated between the clays sheets. It was showed that all nanocomposites obtained presented higher thermal stability when compared to pure styrene. The free radical suspension polymerization was studied to describe a way of obtaining particle nanocomposites. The advantage in producing particle polymer is the easier later transformation, as well as the possibility of blowing agent impregnation, resulting in expandable nanocomposites. This step represented many challenges to establish and keep the suspension reaction stability with organophilic clays. It was possible to lead the nanocomposites synthesis in suspension reactions only to some of the clays studied. To complete this research, were studied the nanocomposites polymerization attainment in supercritical media. The reactions were carried on in supercritical carbon dioxide and were obtained exfoliated and partially exfoliated polystyrene/clay nanocomposites. The supercritical polymerization is a technique that allows obtaining polymers without using organic solvents, peculiarity required in polymers to medical applications. It was possible to obtain expanded polystyrene/clay, due to the double function of supercritical carbon dioxide: first as a reaction medium and after, at the end of the reaction, as blowing agent with a simple depressurization controlled system, allowing expanded nanocomposites attainment without using physics or chemicals growth agents.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232851.pdf: 953023 bytes, checksum: 948addf2528d97a23b6bc7ea13d663d9 (MD5) / Neste trabalho sintetizamos algumas bentonitas organofílicas, a partir de argilas esmectíticas sódicas (MMT-Na+), com o objetivo de incorporá-las em nanocompósitos de poliestireno-argila organofílica (PS-MMT). As argilas organofílicas foram obtidas pela reação de troca catiônica da argila esmectítica sódica (bentonita) com alguns sais quaternários de amônio. Primeiramente, foram caracterizados os materiais esmectíticos sódicos, através do inchamento de Foster, difração de raios-X (DRX) e capacidade total de troca de cátions (CTC). Em seguida foi feita reações de troca catiônica da argila esmectítica sódica com os sais quaternários de amônio selecionados. As argilas emectíticas sódicas e as organofílicas foram caracterizadas por DRX e pela espectroscopia de infravermelho (IR), respectivamente. Adicionalmente à essas análises, foram realizados os testes de inchamento de Foster. Os difratogramas das argilas organofílicas mostraram um deslocamento do espaçamento basal com relação a argila esmectítica sódica. Além disto, as argilas organofílicas apresentaram bandas de IR típicas dos radicais nitrogênio e alquila. Após a devida caracterização das argilas organofílicas, foram feitas polimerizações em massa do estireno juntamente com a argila organofílica. Nesta polimerização é incorporada argila organofílica formando o nanocompósito de poliestireno-argila organofílica (PS-MMT). O PS-MMT apresentou características antichamas com relação ao poliestireno puro, ilustrado nas curvas de termogravimetria (TGA). Este comportamento retardante de chamas proporciona ponteciais aplicações dos materiais organofílicos modificados. In this work we synthesized some organophilic bentonites derived of sodium smectite clays (MMT-Na+) for incorporing them into polystyrene-organoclay nanocomposites (PS-MMT). The organoclays was obtained by cation exchange reaction of sodium smectite clay (bentonite) with some quaternary ammonium salts. Firstly, we characterize the starting sodium smectitic materials by Foster swelling, X-ray diffratometry (XRD), and total cation exchange capacity (CEC). Following, we performed the controlled cation exchange reaction of the sodium smectitic clay with the chosen quaternary ammonium salts. We characterize both sodium smectitic clay and the organoclay by XRD and infrared spectroscopy (IR). Additionally, in the same materials we performed the Foster swelling tests. The diffratograms of the organoclays showed basal spacement expansion in relation to the sodium smectitic clay. Besides this, the organophilic clays pointed out some typical bands of nitrogen and alkyl radicals. After the proper organoclay synthesized, were conducted bulk polymerizations of the monomer styrene with in situ incorporation of the organoclay into the polystyrene-organoclay nanocomposite. The nanocomposite polymer-organoclay formed showed markedly flame retardant increasing in relation to the pure polystyrene according to TGA plots. This flame retardant behavior inducted the high potential applications of the modified organoclay materials.

Atualmente, nanocompósitos têm sido alvo de grande interesse científico e tecnológico. Além do negro-de-fumo e da sílica, materiais já consagrados como nanopartículas de reforço para uma grande variedade de borrachas, outras nanopartículas funcionalizadas têm sido o centro das atenções. Especialmente, nanopartículas bidimensionais (lâminas) e unidimensionais (tubos ou fibras, com destaque aos nanotubos de carbono) têm surgido como excelentes candidatos a partículas de reforço e apresentando efeito superior, já a frações volumétricas muito pequenas, bem inferiores às aplicadas tradicionalmente. Este trabalho tinha como objetivo investigar a epoxidação de polibutadieno e explorar a potencialidade de sílicas lamelares, especialmente filossilicatos 2:1, como agentes efetivos de reforço e barreira. Para alcançar este objetivo uma nova tecnologia de mistura e dispersão para a argila montmorilonita (MMT) foi desenvolvida. Baseia-se na Coagulação Dinâmica Contínua de Látex (“Continuous Dynamic Latex Coumpounding - CDLC"), na qual MMT é misturada ao látex de borracha e dispersa, adequadamente, em um regime especial de fluxo. O método vale-se do potencial que a água possui de enfraquecer os contatos interlamelares da MMT. Látices de NR, SBR, NBR e XNBR foram investigados. As condições de processo afetam a morfologia dos nanocompósitos, determinada por MET e DRX. A polaridade das borrachas influencia a dispersão da MMT e, consequentemente, as propriedades finais dos nanocompósitos. Comparando-se estes nanocompósitos com compósitos obtidos com negro-de-fumo, sílica precipitada ou mesmo com argila obtidos pelo processo da incorporação no estado fundido, os de CDLC exibem desempenho de reforço e uma resistência à permeação superiores, mesmo aplicando-se frações volumétricas de carga bem inferiores. Paralelamente, mostrou-se que é possível epoxidar polibutadieno comercial, a partir do meio reacional de polimerização, em ciclohexano, limitando-se em 30% em mol, face ao limite de solubilidade da borracha epoxidada no solvente. Nanocompósitos de polibutadieno epoxidado com argila foram preparados obtendose também propriedades melhores do que a borracha epoxidada pura. Com estes resultados, o presente trabalho mostra novas oportunidades para a obtenção de nanocompósitos elastoméricos. / Nowadays, polymer nanocomposites received an increasing scientific and technological interest. Besides carbon black and silica which have been proven reinforcing nanofillers for a large variety of rubber, other types of functional nanoparticles are coming in the center of this attention. Especially two-dimensional nanoparticles (platelets) and one-dimensional tubes or fibers (i.e. carbon nanotubes) are serious candidates to determine large reinforcing effects as for less volume fraction than traditional fillers. This work had as objective to investigate the epoxidation of polybutadiene and to explore the potential of layered silicas, especially 2:1 phylosilicates, as reinforcing agents and effective permeation barriers. In order to achieve this objective a new mixing and dispersion technology for montmorillonite (MMT) was developed in this work. This technology is based on “Continuous Dynamic Latex Compounding” (CDLC), in which MMT is mixed with a rubber latex and well dispersed in particular flow regime. Due to the coagulation of the latex, it was possible to prepare superior types of rubber nanocomposites. One important fact is that the interlayer contacts in the MMT tactoids are weakened by swelling in water. Latices of NR, SBR, NBR and XNBR have been used. It is shown that the process conditions affect the phase morphology of nanocomposites characterized by transmission electron microscopy and x-ray diffraction. The polarity of rubbers influence the dispersion of MMT as well as the properties of the resulting nanocomposites. Compared to nanocomposites filled with carbon black, precipitated silica, or those obtained by melt mixing, nanocomposites by CDLC demonstrate a better reinforcement and permeation resistance at far less volume fractions. The epoxidation of commercial polybutadiene with high cis content, from its commercial solution (cyclohexan), was possible, but due to the solubility of epoxidized polymer, the system coagulated and gelated when a epoxidation degree of 30 mol% was reached, independent of the initial concentrations of reagents. Nanocomposites from polybutadiene, 14 and 19 mol% epoxidation degree, and organoclay were prepared. The mechanical and barrier properties had been superior to those compositions of epoxidized polybutadiene without clay. By this achievements, the present work demonstrate new opportunities for polymeric nanocomposites.