Orientador: Jorge Luís Akasaki / Resumo: A indústria cimenteira tem passado por pressões cada vez mais constantes, referentes aos impactos ambientais causados pela emissão de gases na produção de cimento Portland e, atualmente, pela crise econômica que o setor da construção civil vem passando. Estes acontecimentos têm levado pesquisadores a investigarem novas formas de se obter aglomerantes alternativos, de maneira mais sustentável e econômica. Aliada a este problema, está a geração de resíduos de biomassa provenientes da atividade agroindustrial. Uma das alternativas criadas para a redução da emissão de CO2 e do consumo de cimento Portland é a produção de novos aglomerantes à base de argilas calcinadas. Além de reduzir significativamente o teor de cimento em matrizes cimentantes, a utilização destes aglomerantes proporciona economia de energia e menor temperatura de queima, liberando menos CO2 que o cimento durante sua produção. Assim, o objetivo desta pesquisa foi produzir e caracterizar um novo aglomerante formado pela mistura da cinza do bagaço da cana-de-açúcar e argila calcinada, denominada de CBA. A proporções entre bagaço, argila e água foram de 1,000:0,150:0,125, em massa, respectivamente. Após a calcinação, a cinza passou por processo de peneiramento e moagem. O estudo foi divido em três principais etapas: produção e caracterização da CBA; estudo da reatividade da CBA em pastas e; análise do comportamento mecânico de argamassas produzidas com substituição parcial de cimento por CBA. Inicialmente, a cinza p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cement industry has been suffering pressure increasing, related to environments impacts due gas emission promoted by Portland cement production and, furthermore, due the currently crisis in civil construction sector that has been passing through. These events have lad researchers to investigate new forms of obtaining alternative binders more sustainable and economic. Allied to this problem, there is to biomass residues generation from agro-industry activity. One of the alternatives created to reduce the CO2 emissions and Portland cement consumption is the manufacturing of new binders based on thermally calcined clay. Besides it to reduce significantly cement content in cementitious matrix, these binders provides energy saving and lower calcination temperature, realizing less CO2 than Portland cement related to its production. Thus, the main of this objective of this study was to produce and characterize a new binder, composed by sugar-cane bagasse ash and calcined clay (SCA). The content of sugarcane bagasse, clay and water in mixture was 1/0.15/0.125, by mass, respectively. After calcination procedure, SCA passed through sieving and mill process. The study was separated in three stages: characterization of SCA; SCA reactivity study in pastes and; mechanical behavior analysis in cement mortars produced with partial cement replacement by SCA. Initially, SCA was characterized by physicochemical tests, being X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, scanning electron micros... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O trabalho é um estudo experimental do comportamento tensão-deformação, em argila adensada unidirecionalmente, após mistura com água. Para sua execução, foram desenvolvidos equipamentos para adensamento de grandes quantidades de Lama, e medidores eletrônicos específicos para deformações volumétricas e radiais, usados em ensaios de compressão triaxial. O modelo da teoria clássica elasto-linear, para solos com comportamento anisotrópico é utilizado, após desenvolvimento algébrico, na obtenção dos parâmetros da argila. Nos cálculos, são aplicados processos estatísticos de regressões polinomiais. São analisadas as correlações dos parâmetros elásticos iso e anisotrópicos (Módulos de Elasticidade, Coeficientes de Poisson e Módulos de Elasticidade Transversal), com as tensões confinantes dos ensaios triaxiais, e com os Índices de pré-adensamento OCR das Lamas. / This work is an experimental study of the stress-strain behavior on clay one-dimensionally consolidated, after mixing with water. A consolidation equipment designed for great mass of mud and specific electronic apparatus for volumetric and lateral displacements on the triaxial tests were developed for this study. The classical theory of elasto-linear model for anysotropic soils is used, after algebraic manipulation, to obtain clay parameters. Multiple regressions are used for variables computations. Iso and anysotropic elastic parameters (Young modulus, Poisson ratio and shear modulus) are correlated with the confinant stresses and the over-consolidation-ratios (OCR).

Submitted by Alan Henrique Vicentini (vicentini.alanh@gmail.com) on 2018-07-19T12:54:56Z No. of bitstreams: 1 ALAN HENRIQUE VICENTINI - DISSERTAÇÃO - ENGENHARIA CIVIL.pdf: 4878364 bytes, checksum: 78fb1552972193124495e015f63d3b91 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-07-19T13:49:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vicentini_ah_me_ilha.pdf: 4878364 bytes, checksum: 78fb1552972193124495e015f63d3b91 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T13:49:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vicentini_ah_me_ilha.pdf: 4878364 bytes, checksum: 78fb1552972193124495e015f63d3b91 (MD5) Previous issue date: 2018-06-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A indústria cimenteira tem passado por pressões cada vez mais constantes, referentes aos impactos ambientais causados pela emissão de gases na produção de cimento Portland e, atualmente, pela crise econômica que o setor da construção civil vem passando. Estes acontecimentos têm levado pesquisadores a investigarem novas formas de se obter aglomerantes alternativos, de maneira mais sustentável e econômica. Aliada a este problema, está a geração de resíduos de biomassa provenientes da atividade agroindustrial. Uma das alternativas criadas para a redução da emissão de CO2 e do consumo de cimento Portland é a produção de novos aglomerantes à base de argilas calcinadas. Além de reduzir significativamente o teor de cimento em matrizes cimentantes, a utilização destes aglomerantes proporciona economia de energia e menor temperatura de queima, liberando menos CO2 que o cimento durante sua produção. Assim, o objetivo desta pesquisa foi produzir e caracterizar um novo aglomerante formado pela mistura da cinza do bagaço da cana-de-açúcar e argila calcinada, denominada de CBA. A proporções entre bagaço, argila e água foram de 1,000:0,150:0,125, em massa, respectivamente. Após a calcinação, a cinza passou por processo de peneiramento e moagem. O estudo foi divido em três principais etapas: produção e caracterização da CBA; estudo da reatividade da CBA em pastas e; análise do comportamento mecânico de argamassas produzidas com substituição parcial de cimento por CBA. Inicialmente, a cinza passou por ensaios de caracterização físico-química, sendo realizados os ensaios de difração de raios-X, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, fluorescência de raios-X e granulometria a laser. A segunda etapa consistiu em avaliar a ação da cinza em pastas de cal e de cimento, através dos ensaios de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e termogravimetria. A última etapa baseou-se em avaliar a consistência e o comportamento mecânico de resistência à compressão de argamassas produzidas com substituição de cimento por CBA nos teores de 10%, 20%, 30% 40% e 50%. Foi possível substituir cimento por CBA em até 50% em massa, mostrando que o material possui grande potencial de ser utilizado na produção de aglomerantes, além de ser energeticamente viável, devido à geração de calor durante sua produção. / Cement industry has been suffering pressure increasing, related to environments impacts due gas emission promoted by Portland cement production and, furthermore, due the currently crisis in civil construction sector that has been passing through. These events have lad researchers to investigate new forms of obtaining alternative binders more sustainable and economic. Allied to this problem, there is to biomass residues generation from agro-industry activity. One of the alternatives created to reduce the CO2 emissions and Portland cement consumption is the manufacturing of new binders based on thermally calcined clay. Besides it to reduce significantly cement content in cementitious matrix, these binders provides energy saving and lower calcination temperature, realizing less CO2 than Portland cement related to its production. Thus, the main of this objective of this study was to produce and characterize a new binder, composed by sugar-cane bagasse ash and calcined clay (SCA). The content of sugarcane bagasse, clay and water in mixture was 1/0.15/0.125, by mass, respectively. After calcination procedure, SCA passed through sieving and mill process. The study was separated in three stages: characterization of SCA; SCA reactivity study in pastes and; mechanical behavior analysis in cement mortars produced with partial cement replacement by SCA. Initially, SCA was characterized by physicochemical tests, being X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, scanning electron microscope, Fourier transform infrared spectroscopy analysis, X-ray fluorescence spectroscopy and laser granulometry analysis. The second stage consisted of to evaluate SCA behavior in lime/SCA pastes and Portland cement/SCA pastes systems, through Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscope and thermogravimetric analysis. The third and last stage consisted of to evaluate the plastic consistence and mechanical behavior by compressive strength in mortars produced with partial cement replacement by SCA in 10%, 20%, 30%, 40% and 50% contents, by mass. It was possible replace cement by SCA in up to 50% content, showing that this material has potential to be widely utilized in production of binders, besides being energetically viable, due to the heat generation during SCA production. / CNPq: 830017/2001-1

Submitted by ANGÉLICA DOS SANTOS RABELO DE SOUZA BAHIA null (angelicasantosrabelo@yahoo.com.br) on 2016-11-29T19:00:16Z No. of bitstreams: 1 Tese_Dr_Angélica Bahia.pdf: 3753969 bytes, checksum: 81f8cabc2bcb5658833e4742d2169d1b (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-02T15:03:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bahia_asrs_dr_jabo.pdf: 3753969 bytes, checksum: 81f8cabc2bcb5658833e4742d2169d1b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-02T15:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bahia_asrs_dr_jabo.pdf: 3753969 bytes, checksum: 81f8cabc2bcb5658833e4742d2169d1b (MD5) Previous issue date: 2016-10-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho tem como objetivos: i) caracterizar a mineralogia da fração argila e estudar a variabilidade espacial dos atributos granulométricos, químicos e mineralógicos do solo com base em informações geológicas, pedológicas e geomorfológicas; ii) avaliar o potencial de utilização da espectroscopia de reflectância difusa (ERD) e suscetibilidade magnética (SM) na estimação dos óxidos de ferro hematita (Hm) e goethita (Gt), atributos granulométricos e químicos do solo nos compartimentos da paisagem; iii) utilizar a ERD e a SM no estudo da quantificação e variabilidade espacial da emissão de CO2 do solo (FCO2) e iv) investigar a eficiência da utilização da SM e dos óxidos de ferro em funções de pedotransferência (FPTs) que sejam capazes de estimar a FCO2. A área de estudo, de 870 ha, está localizada no município de Guatapará – São Paulo, e é cultivada com cana-de-açúcar manejada com palha. A área está inserida na província geomorfológica do Planalto Ocidental Paulista, apresentando três materiais de origem relacionados à transição entre Basaltos Serra Geral, Depósito Colúvio Eluvionar e Depósito Aluvionar, quatro tipos de Latossolos e um Neossolo, além de geomorfologia caracterizada por áreas côncavas e convexas. Foram coletadas 372 amostras na profundidade de 0,00-0,25 m para a avaliação dos atributos do solo. Para o estudo da FCO2 foi delimitada uma área de 90 ha. Para avaliar os métodos indiretos ERD e SM, os dados foram comparados com os resultados de análises químicas, granulométricas e mineralógicas. Todos os dados foram submetidos à análise estatística clássica e geoestatística para avaliar a dependência e variabilidade espacial. A variabilidade de alguns atributos do solo foi estratificada por compartimentos (geologia, pedologia e geomorfologia), com o intuito de entender a influência de cada compartimento na variabilidade dos atributos estudados. A estratificação dos atributos do solo por compartimento geológico, pedológico e geomorfológico é eficaz para o estudo da variação dos atributos estudados. A ERD é uma ferramenta eficaz na caracterização de óxidos de ferro e na identificação das diferentes classes de solos. A SM é útil tanto para melhor detalhamento e readequação das classes de solo, quanto ao conteúdo de ferro e aos intervalos de classe textural, auxiliando na identificação de zonas de manejo. Todos os atributos estudados têm dependência espacial. Os mapas interpolados com base na predição dos atributos por SM e ERD apresentam padrão de variabilidade semelhante aos mapas baseados nos dados observados. No entanto, para solos com altos teores de óxidos de ferro, como os Latossolos férricos, a SM mostrou-se mais indicada para predizer os atributos estudados. Dentre os atributos estudados, os óxidos de ferro e a SM foram os principais preditores da FCO2, provando a eficiência destes como pedoindicadores dos fatores e processos de formação do solo. / This study aims: i) to characterize the clay mineralogy and study the spatial variability of the granulometric, chemical and mineralogical attributes of the soil based on geological, pedological and geomorphological information; ii) to evaluate the potential of diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and magnetic susceptibility (MS) in the estimation of hematite (Hm) and goethite (Gt) iron oxides, granulometric and chemical attributes in the landscape compartments; iii) to use DRS and MS in the study of the quantification and spatial variability of soil CO2 emission (FCO2); and iv) to investigate the efficiency of the use of MS and iron oxides in pedotransfer functions (PTFs) for estimate the FCO2. The study area, 870 ha, is located in the municipality of Guatapará-São Paulo, and is cultivated with sugar cane managed with straw. The area is located in the geomorphological province of Plateau Western Paulista, presenting three materials of origin related to the transition between Serra Geral Basalts, Eluvial-Colluvial Deposit and Alluvial Deposit, four types of Oxisols and one Entisols, besides geomorphology characterized by concave and convex areas. A total of 372 samples were collected at a depth of 0.00-0.25 m for soil attributes. For the FCO2 study, an area of 90 ha was delimited. In order to evaluate the indirect methods DRS and MS, the data were compared with the results of chemical, granulometric and mineralogical analyzes. All data were submitted to classical and geostatistical statistical analysis to evaluate spatial dependence and variability. The variability of some soil attributes was stratified by compartments (geology, pedology and geomorphology), in order to understand the influence of each compartment on the variability of the attributes studied. The stratification of soil attributes for geological, pedological and geomorphological compartment is effective to study the variation of the attributes. DRS is an effective tool in the characterization of iron oxides and in the identification of different soil classes. MS is useful both for better detailing and re-adjustment of soil classes, iron content and textural class intervals, helping to identify management zones. All attributes studied have spatial dependence. The interpolated maps based on attribute prediction by MS and DRS show pattern of variability similar to maps based on observed data. However, for soils with high levels of iron oxides, such as ferric Oxisols, the MS was more indicated to predict the attributes studied. Among the attributes studied, iron oxides and MS were the main predictors of FCO2, proving their efficiency as pedoenvironmental of soil formation factors and processes. / FAPESP: 2013/17552-6

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tarcisio Sanson Sene.pdf: 3938998 bytes, checksum: 4f0f85a51934cd08bc44991295bfcef1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Interesting changes in mechanical and electrical conductivity properties of polymeric matrixes are provided by dispersing carbon nanotubes, obtaining a nanocomposite. Current researches showed an effect of assisted dispersion of carbon nanotubes (CNT) by montmorilonite clay in an epoxy matrix, in a way that increments of clay provided better dispersion of CNT in the matrix, increasing the nanocomposite electrical conductivity when the same fraction of CNT was kept. This work intended to assess the effect of the simultaneous dispersion of a montmorillonite clay and CNT on a diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) epoxy matrix. Further, the assisted dispersion of CNT was assessed by two different montmorillonite clays: as natural (MMT-Na) and an organoclay (MMT-30B). The nanocomposites were fabricated by in situ polymerization method, using high energy sonication as the dispersion method, without the aid of solvents in the medium. The nanocomposites were molded by casting or by resin transfer molding (RTM), adding 27% v/v of glass-fibers in the latter molding method, obtaining a hybrid micro/nanocomposite. The glass transition temperature (Tg) of the nanocomposites was increased until 10ºC for the samples containing MMT-30B clay, however it practically did not change with the dispersion of MMT-Na clay, when compared to the Tg of the neat epoxy matrix. In the other hand, the simultaneous dispersion of CNT with each one of the clays provided two different Tg behaviors, with the same 10ºC increasing in Tg when the CNT were added with MMT-30B, and a lower increase of 3ºC in the Tg when the MMT-Na and CNT were added, also comparing to the neat sample. The casted samples did not show a significant change in the flexural modulus, though the flexural strength was reduced in the samples containing any of the clays, being this reduction proportional to the agglomerated feature of the nanocomposite. Regarding to the CNT percolation threshold in the epoxy matrix, it was verified to be between 0,04 and 0,10% v/v of CNT. The simultaneous dispersion of CNT with the clays just produced distinct dielectric behaviors when the fraction of CNT was higher than the percolation threshold. Both clays affected the continuity of the CNT percolated network, considering the clay fraction used. The simultaneous adding of MMT-30B clay with CNT was the condition that most reduced the conductivity of the samples, among those containing the same CNT fraction. The MMT-Na clay did not reduce the number of percolated ways of CNT as the MMT-30B, and, above a critical frequency of electrical current, the simultaneous dispersion of MMT-Na and CNT exhibited higher conductivity than the sample containing just the same CNT fraction, suggesting that more polarizable interfaces are being produced at this condition. Regarding to the hybrid micro/nanocomposites produced by RTM, there is a suspect that the low fraction of nanoparticles did not favor the increasing in the flexural modulus of the hybrid composite. The high viscosity of the samples containing any one of the clays caused low impregnation in the glass-fibers, obtaining regions of the composite without fibers dispersed. The MMT-Na clay was filtered though the porous medium during the resin infusion, probably due to its hydrophilic nature, showing lower compatibility with the epoxy matrix. / Nanotubos de carbono dispersos em matrizes poliméricas podem proporcionar interessantes alterações em propriedades mecânicas e de condutividade elétrica no material nanocompósito resultante. Trabalhos atuais demonstram um possível efeito de dispersão de nanotubos de carbono (NTC) assistida pela dispersão simultânea com argila montmorilonita natural em uma matriz epoxídica, de modo que incrementos de argila proporcionariam melhor dispersão dos NTC na matriz, elevando a condutividade elétrica quando mantido constante o teor de NTC. Este trabalho intencionou avaliar o efeito da dispersão simultânea de argila montmorilonita e NTC nas propriedades mecânicas, térmicas e dielétricas de uma matriz de epóxi do diglicidil éter do bisfenol-A (DGEBA). Ainda, foi avaliado o efeito de dispersão de NTC assistido por duas diferentes argilas montmorilonita: natural (MMT-Na) e uma organoargila (MMT-30B). Os nanocompósitos foram fabricados pelo método de polimerização in situ, utilizando sonicação de alta energia como fonte de dispersão e sem a utilização de solventes. Os nanocompósitos foram moldados por casting e por moldagem por transferência de resina (RTM resin transfer molding), neste último método sendo utilizados 27% v/v de fibras-de-vidro, obtendo-se um híbrido micro/nanocompósito. A temperatura de transição vítrea (Tg) dos nanocompósitos foi elevada em até 10ºC para os nanocompósitos contendo argila MMT-30B, porém praticamente não se alterou com a dispersão argila MMT-Na, quando comparado com a Tg da matriz sem as nanopartículas. Já a dispersão simultânea de NTC com cada uma das duas argilas promoveu diferentes alterações na Tg, não alterando em relação à Tg do nanocompósito que possuía somente argila MMT-30B e elevando a Tg da amostra que possuía argila MMT-Na em 3ºC em relação à amostra pura. As amostras preparadas por casting não apresentaram significante alteração de módulo de elasticidade, porém, quando presente alguma das argilas na composição da amostra, a resistência à flexão foi reduzida proporcionalmente ao caráter aglomerado das nanopartículas. Com relação ao limiar de percolação de NTC, foi verificado estar situado entre teores 0,04 e 0,10% v/v. A dispersão simultânea de cada argila com NTC somente gerou comportamentos distintos de condutividade quando utilizado teor de NTC acima da ocorrência de percolação. Nos teores utilizados, ambas as argilas afetaram a continuidade da rede percolada de NTC, porém a argila MMT-30B foi a que mais reduziu a condutividade em freqüências abaixo de 100 Hz. A argila MMT-Na já não reduziu o número de caminhos percolados de NTC como no caso da argila MMT-30B, e acima de determinada frequência de corrente elétrica, a dispersão simultânea de argila MMT-Na com NTC exibe maior condutividade do que a amostra contendo somente o mesmo teor de NTC, sugerindo que estão sendo geradas interfaces mais polarizáveis quando dispersos simultaneamente a argila MMT-Na e NTC. Em relação aos híbridos micro/nanocompósitos produzidos por RTM, suspeita-se que o baixo teor de nanopartículas não favoreceu o aumento de módulo de elasticidade do material híbrido. A alta viscosidade das amostras que possuíam alguma argila em sua composição gerou baixa impregnação de fibras e formação de regiões sem fibras-de-vidro no volume do compósito. A argila MMT-Na foi filtrada pelo meio poroso durante a infusão, provavelmente devido à sua natureza hidrofílica, possuindo menor compatibilidade com a matriz epoxídica.

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.

Neste trabalho foram investigadas a morfologia, a estrutura cristalina e as propriedades térmicas e reológicas de uma blenda de polipropileno isotático (i-PP) e copolímero de etileno, propileno e dieno (EPDM), preparada em laboratório, por processo de mistura reativa, com a adição de argila Cloisite 15A e submetida à deformação uniaxial por tração e compressão à temperatura ambiente. As técnicas utilizadas para caracterização foram a Difração de Raios-X (DRX), o Espalhamento de Raios-X de Baixo Ângulo (SAXS), a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), a Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), a Análise Termogravimétrica (TGA) e a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A MEV permitiu observar que ocorreu interação entre a blenda e a argila, o que foi corroborado pelas imagens de MET, a qual permitiu verificar a existência de argila intercalada entre as lamelas da blenda, bem como a existência de alguns pontos de aglomeração da argila na blenda. A análise de DRX também confirmou a intercalação da argila pelo polímero. Da mesma forma, o SAXS nos mostrou que existe um aumento no espaçamento lamelar, com a introdução da argila. Por fim, foi observado também que a deformação uniaxial por compressão do material provocou a quebra de domínios cristalinos na blenda, enquanto na deformação uniaxial por tração o grau de cristalinidade inicial foi mantido. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-07T17:04:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Arthur Thompson.pdf: 2821768 bytes, checksum: 1e4375e8bb47bdeb964a7ef45a77ae48 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-07T17:04:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Arthur Thompson.pdf: 2821768 bytes, checksum: 1e4375e8bb47bdeb964a7ef45a77ae48 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / In this work were investigated the morphological, themal and rheological properties of a isotactic polypropylene/ethylene-propylene-diene terpolymer rubber/nanoclay Cloisite 15A composite, prepared by mixed melt and submitted to uni-axial plane-strain compression and stretching deformations, both at room temperature. The techniques used for characterization were Wide Angle X-ray Diffraction (WAXD), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The SEM images showed that interaction occured between the clay and the blend, which was corroborated by the TEM images, where it was show the intercalation between blend and clay, as well as the existence of some points of clay’s aglomeration in the blend. The WAXD analysis also confirmed the intercalation of the clay in the blend. Furthermore, the SAXS showed an increase in the lamellar long period with the addition of clay. With the mapping of chemical elements we could see the dispersion of clay’s organometalics into the blend. Finally, it was verified that the uni-axial plain strain compression deformation of the composites contribute to the break of crystalline domains in the blend, while in the uniaxial stretching deformation the degree of initial cristallinity was sustained.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-10T16:47:26Z No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T16:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSEANE DAMASCENO MOTA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3916496 bytes, checksum: b5339c38dab725355adc81c735faac81 (MD5) Previous issue date: 2017-10-05 / Capes / Neste trabalho foram produzidas membranas tubulares poliméricas (Polietileno de ultra alto peso molecular - PEUAPM) e compósitas (PEUAPM/argila Chocolate B organofílica e PEUAPM/zeólita Mordenita) por sinterização visando sua utilização e reutilização no processo de separação de emulsão óleo/água. O mesmo trata do efeito da incorporação de 1, 3 e 5% em massa de argila Chocolate B organofílica ou zeólita Mordenita e diferentes tempos de sinterização (60, 90 e 120 min) no desempenho de membranas a base de PEUAPM. O PEUAPM foi caracterizado por meio das técnicas de Difratometria de raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A argila Chocolate B natural e organofílica foi caracterizada por meio das técnicas de DRX, Capacidade de troca catiônica (CTC) Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourrier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TG), MEV e Espectroscopia de Fluorescência de raios X por Energia Dispersiva (FRX-ED), enquanto que a zeólita Mordenita foi caracterizada por DRX, FRX-ED e MEV. O DRX confirmou que o PEUAPM é um polímero semicristalino, assim como o MEV provou que este é composto basicamente por aglomerados de partículas com tamanhos diferentes. O TG evidenciou que as membranas poderão resistir a variações de temperaturas moderadas sem perder sua integridade estrutural. As técnicas de caracterização (DRX, FTIR, TG) evidenciaram a efetiva intercalação dos cátions quaternários de amônio nas camadas interlamelares da argila. A partir dos resultados obtidos para a síntese de zeólita mordenita confirmou que a sua obtenção foi efetiva com formação da zeólita mordenita em fase pura e cristalina. Foram realizados testes de resistência química, capacidade de absorção de água e porosidade, além de caracterização de DRX e MEV das membranas tubulares poliméricas e compósitas. Os resultados das membranas permitiram inferir que tanto a incorporação de argila Chocolate B quanto da zeólita Mordenita provocaram melhorias nas membranas compósitas, tendo em vista que pelo DRX houve a confirmação do processo de intercalação das cadeias poliméricas entre as camadas da argila Chocolate B organofílica. Quando comparado com os resultados das membranas poliméricas, percebeu-se que as membranas tubulares compósitas apresentaram melhor estabilidade e resistência química e física com testes de capacidade de absorção de água, resistência química e porosidade. Verificou-se que a incorporação da argila Chocolate B organofílica e da zeólita Mordenita ocasionaram o aumento dos fluxos como também um acréscimo no percentual de rejeição (até 90,67%) das membranas quando comparadas com as membranas tubulares poliméricas. O processo de limpeza das membranas reutilizadas provou-se eficiente, com obtenção de mais de 99% de seu fluxo recuperado, assim como mais de 95% de seu potencial de rejeição restaurado. Dessa maneira, as membranas compósitas configuram-se como materiais promissores no tratamento de efluentes oleosos. / In this work, polymeric tubular membranes (PEUAPM) and composites (PEUAPM/ organophilic Chocolate B and PEUAPM/zeolite Mordenite) were produced by sintering for their use and reuse in the oil/water emulsion separation process. The same deals with the effect of the incorporation of 1, 3 and 5% by mass of organophilic Chocolate B clay or Mordenite zeolite and different sintering times (60, 90 and 120 min) in the performance of PEUAPM based membranes. The PEUAPM was characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The natural and organophilic Chocolate B clay was characterized by the techniques of XRD, Cation Exchange (CTC), Infrared Spectroscopy by Fourrier Transform (FTIR), Thermogravimetric (TG), SEM and X-ray Fluorescence Spectroscopy by Energy Dispersive (FRX-ED), while the Mordenite zeolite was characterized by DRX, FRX-ED and MEV. The XRD confirmed that PEUAPM is a semi-crystalline polymer, as well as SEM has proved that it is basically composed of particle agglomerates of different sizes. TG evidenced that membranes will be able to withstand moderate temperature variations without losing their structural integrity. Characterization techniques (XRD, FTIR, TG) evidenced the effective intercalation of the quaternary ammonium cations in the interlamellar layers of the clay. From the results obtained for the synthesis of mordenite zeolite confirmed that its obtaining was effective with formation of pure and crystalline phase mordenite zeolite. Tests of chemical resistance, water absorption capacity and porosity were performed, as well as characterization of XRD and MEV of polymeric and composite tubular membranes. The results of the membranes allowed to infer that both the incorporation of Chocolate B clay and the Mordenite zeolite caused improvements in the composite membranes, considering that by the XRD there was confirmation of the intercalation process of the polymer chains between the layers of the organophilic Chocolate B clay. When compared to the results of the polymer membranes, it was observed that the composite tubular membranes presented better stability and chemical and physical resistance with tests of water absorption capacity, chemical resistance and porosity. The incorporation of the organophilic Chocolate B clay and the Mordenite zeolite resulted in an increase in the fluxes as well as an increase in the rejection percentage (up to 90.67%) of the membranes when compared to the polymeric tubular membranes. The process of cleaning the reused membranes has proved to be efficient, obtaining more than 99% of its recovered flux, as well as more than 95% of its restored rejection potential. In this way, the composite membranes are configured as promising materials in the treatment of oily effluents.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-10T17:12:31Z No. of bitstreams: 1 ROCHELIA SILVA SOUZA CUNHA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3859616 bytes, checksum: 9dc6f57db82d6f9d21eed20973fe15ff (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-10T17:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROCHELIA SILVA SOUZA CUNHA - TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3859616 bytes, checksum: 9dc6f57db82d6f9d21eed20973fe15ff (MD5) / Capes / A separação emulsão óleo água utilizando membranas é um processo muito importante e muito utilizado, neste sentido a busca por novos materiais e novas técnicas para produção de membranas é fonte de interesse industrial. A inovação deste estudo se dá na síntese de membranas compósitas a base de polietileno de ultra-alta massa molar (PEUAPM) por sinterização e argila organofílica Brasgel e nanocompósito para separação de emulsão óleo/água. Sendo assim, este trabalho tem como objetivos: (i) preparar membranas poliméricas tubulares de polietileno de ultra-alta massa molar (PEUAPM) sob distintas condições experimentais e suas superfícies internas foram modificadas por impregnação com solução diluída de polietileno de alta densidade (PEAD) em tolueno; (ii) preparar membranas compósitas tubulares a base de PEUAPM adicionando argila Brasgel organofílica ou nanocompósito; (iii) investigar parâmetros de processo de síntese das membranas, tais como, tempo de sinterização e percentagem do material (argila organofílica ou nanocompósito) que irão influenciar no desempenho das membranas no processo; (iv) avaliar estas membranas no processo de emulsão óleo água. As técnicas de caracterização usadas para avaliar a organofilização da argila organofílica foram Difratometria de raios X (DRX), Espectroscopia e Fluorescência de raios X por energia dispersiva (FRX-ED), Adsorção física de Nitrogênio, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Análise Térmica Diferencial e Termogravimétrica (ATD/TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Todas as membranas foram caracterizadas por DRX, MEV, capacidade de absorção de água, porosidade e resistência química. Todas as membranas foram avaliadas no processo de separação emulsão óleo/água. Os ensaios foram realizados nas condições de concentração inicial do óleo 100 mg.L-1, temperatura igual a 25ºC, pressão atmosférica, que possibilitou observar os fluxos (m3.m-2.h-1) e a percentagem de rejeição. A organofilização da argila Brasgel foi evidenciada por DRX, FTIR e ATD/TG. As membranas compósitas foram obtidas com sucesso a partir do polímero PEUAPM e argila organofílica Brasgel ou nanocompósito. Foi observado a partir de análises por DRX que as membranas compósitas apresentaram estruturas esfoliadas. A caracterização por MEV evidenciou que as superfícies das membranas foram modificadas com a deposição do filme de PEBD, conduzindo a redução no tamanho de poros. A partir de estudos realizados sobre o efeito dos parâmetros, tais como, tempo de sinterização (60, 90 e 120 minutos) e percentual do material (argila organofílica Brasgel ou nanocompósito) na síntese das membranas compósitas concluiu-se que esses dois fatores são importantes. Este fato foi evidenciado pelos testes de capacidade de absorção de água e testes de porosidade. Baseado nos resultados obtidos por processo de separação por membranas (PSM) da emulsão óleo/água, pode-se concluir que a inserção dos materiais (argila organofílica Brasgel ou nanocompósito) às membranas poliméricas melhoraram os seus desempenhos, consequentemente aumentando a percentagem de rejeição. Estes resultados corroboraram com os testes de absorção de água e porosidade das respectivas membranas. Como conclusão geral, as performances das membranas compósitas foram superiores aos resultados das membranas poliméricas evidenciando que a incorporação da argila organofílica ou do nanocompósito afeta positivamente. / The separation of emulsion oil water using membranes is a very important and very used process, in this sense the search for new materials and new techniques for the production of membranes is a source of industrial interest. The innovation of this study is the synthesis of composite membranes based on ultra-high molar mass polyethylene (UHMWPE) by sintering and organophilic Brasgel or nanocomposite for oil / water emulsion separation. The objective of this work is to: (i) prepare ultra-high molar mass polyethylene tubular polymer membranes (UHMWPE) under different experimental conditions and their internal surfaces were modified by impregnation with a solution of HDPE in toluene; (Ii) prepare PEUAPM-based tubular composite membranes by adding organophilic Brasgel or nanocomposite clay; (Iii) investigate process parameters for membrane synthesis, such as sintering time and percentage of material (organophilic clay or nanocomposite) that will influence the performance of the membranes in the process; (Iv) evaluate this membranes in the water-oil emulsion process. The characterization techniques used to evaluate the organophilic clay composition were X-ray diffraction (XRD), Spectroscopy and X-ray Fluorescence (FRX-ED), Physical Nitrogen Adsorption, Cation Exchange Capacity (CTC) Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential and Thermogravimetric Thermal Analysis (ATD/TG) and Scanning Electron Microscopy (SEM). All membranes were characterized by DRX, MEV, water absorption capacity, porosity and chemical resistance. All membranes were evaluated in the oil/water emulsion separation process. The tests were carried out at the initial concentration of 100 mg.L-1 oil, temperature at 25ºC, atmospheric pressure, which allowed to observe the flows (m3.m-2.h-1) and the percentage of rejection. The organophilization of Brasgel clay was evidenced by XRD, FTIR and ATD/TG. Composite membranes were successfully obtained from the polymer PEUAPM and organophilic Brasgel or nanocomposite. It was observed from XRD analyzes that the composite membranes presented exfoliated structures. The characterization by SEM showed that the surfaces of the membranes were modified with the deposition of the LDPE film, leading to the reduction in pore size. Based on studies on the effect of the parameters, such as sintering time (60, 90 and 120 minutes) and percentage of the material (organophilic Brasgel or nanocomposite clay) in the synthesis of the composite membranes, it was concluded that these two factors are important This fact was evidenced by tests of water absorption capacity and porosity tests. Based on the results obtained by membrane separation process (PSM) of the oil/water emulsion, it can be concluded that the insertion of the materials (organophilic Brasgel or nanocomposite) to the polymer membranes improved their performances, consequently increasing the percentage of rejection. These results corroborate with the water absorption and porosity tests of the respective membranes. As a general conclusion, the performances of the composite membranes were superior to the results of the polymer membranes, evidencing that the incorporation of the organophilic clay or the nanocomposite affects positively.

Orientador: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Tamar Milca Bortolozzo Galembeck / Banca: Antenor Zanardo / Banca: José Francisco Marciano Motta / Banca: Shirley Cosin / Resumo: O pólo cerâmico de Russas está localizado no estado do Ceará e representa uma das bases da economia do município, voltada para produção de telhas e tijolos estruturais. A maioria dos ceramistas do Pólo faz uso de métodos empíricos para formulação de massa cerâmica, tendo como consequência uma desuniformização dos produtos acabados. O objetivo desta pesquisa foi identificar um parâmetro de controle funcional, a ser usado na preparação de misturas, para obtenção de uma massa homogênea e consequentemente uma melhor uniformização das peças fabricadas. O método aplicado baseia-se nos valores de: absorção de água dos componentes individuais e pré-determinados para as misturas além da temperatura de queima. A preparação das massas foi realizada com componentes plásticos (granulometria fina) e não-plásticos (partículas mais grossas) utilizados em quatro cerâmicas, determinando absorção de água em corpos-de-prova prensados com 8% de umidade e densidade de prensagem de 2.0 g.cm-3. A partir desses valores foram calculadas as proporções dos componentes, visando absorção d'água de 14%. Os resultados determinaram a distribuição granulométrica padrão adequada para uso como parâmetro de controle na preparação da mistura do material plástico e não plástico e permitiram obter, através de um método gráfico complementado por um algoritmo de otimização, a proporção necessária para adquirir uma massa cerâmica homogênea nas condições em que as amostras foram processadas. / Abstract: The Ceramic center of Russas has been located in Ceará State and represents one of the county economy base, aimed to produce structural bricks and roofing tiles. Most of the Pole potters make use of empirical methods for the formulation of ceramic body resulting in disuniform finished products. The objective of this research was to identify a functional control parameter, to be used in the preparation of mixtures, to obtain a homogeneous mass and therefore a better uniformity of the manufactured pieces. The method applied is based on the water values absorption of the individual components, pre-determined values for the water values absorption from the mixture and burning temperature. The preparation of the mass had been made with plastic components (thin granularity) and non-plastics (thicker particles) used in four ceramics, determining water values absorption in sample bodies pressed with 8% moisture and density of pressing of 2.0 g.cm-3. From these values the water components proportions were calculated to water absorption of 14%. The results determined the granulometric distribution pattern suitable for using as a parameter control in the preparation of the plastic and non-plastic material mixture and they allowed to get, through a graphical method supplemented by an algorithm of optimization, the proportion required to obtain a homogeneous ceramic body, under conditions where the samples had been processed. / Doutor