Esta tese apresenta o estudo da estabilidade estática de placas com uso de novos materiais aeronáuticos, apresentando especificamente o laminado fibra/metal híbrido GLARE, com a aplicação de soluções analíticas, modelos de Elementos Finitos e ensaios de laboratório. A análise da estabilidade estática de placas retangulares do material GLARE submetido a carregamento uniaxial é avaliada de três formas. Na primeira, faz-se uma análise da carga de flambagem através de soluções analíticas, e por se tratar de um laminado com compressão uniaxial nas bordas simplesmente apoiadas e sem carregamento nas bordas descarregadas livres, aplica-se o método de Lévy. Na segunda são gerados modelos de Elementos finitos utilizando o NASTRAN para o cálculo da carga de flambagem do laminado. A terceira forma é a análise da carga de flambagem através de ensaios em laboratório com corpos de provas do laminado GLARE. Os resultados das três análises descritas são comparados com os resultados da carga crítica de flambagem de placas de liga de alumínio AA2024T3 e placas de laminado de material compósito de fibra de vidro/Resina Epóxi 7781, calculados através de soluções analíticas e modelos de Elementos Finitos no NASTRAN. A segunda análise mostra a rápida convergência dos modelos de elementos finitos com um número reduzido de elementos na malha de discretização. Os resultados obtidos mostram a maior resistência à carga de flambagem para o laminado GLARE em comparação com os resultados da placa de liga de alumínio AA2024T3 e placas de laminado de material compósito de fibra de vidro/Resina Epóxi 7781. Esses mesmos resultados podem ser simulados numericamente via Método de Elementos Finitos com diferenças inferiores a 5% com malhas de 1024 elementos.

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Resumo: A utilização de materiais compósitos continua crescendo na indústria, porém, problemas relacionados a sua reciclabilidade, principalmente quando utilizadas fibras cerâmicas contínuas ainda não foram adequadamente solucionados. A utilização de fibras curtas associadas a fibras contínuas consiste em uma alternativa não só para a redução dos custos mas também para auxiliar na reciclagem de tais materiais. Desta forma, este trabalho apresenta como principal objetivo e inovação o processamento e caracterização de compósitos termoplásticos reforçados simultaneamente com fibras contínuas e curtas, visando dar aplicabilidade estrutural a fibras de carbono recicladas. Neste trabalho foram processadas placas de um compósito termoplástico utilizando PPS como matriz e fibras contínuas e descontínuas de carbono, mantendo uma relação matriz/reforço em 1/1 em volume e a relação entre fibras contínuas e descontínuas também em 1/1 em volume. Desta forma, como fibra contínua foi utilizado um tecido plain weave e como fibras curtas, cabos de 2 e 6 cm de comprimento. Estes compósitos foram processados a partir de moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios de excitação por impulso, tração, cisalhamento (IOSIPESCU e ILSS), e compressão (CLC). Com o intuito de avaliar a influência da adição das fibras curtas nestes compósitos, após ensaiados, foi realizada uma análise fractográfica. Após a caracterização do material, foi utilizado o método dos elementos finitos. A partir dos resu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of composite materials continues to grow in the industry, however, problems related to their recyclability, especially when using continuous ceramic fibers have not been adequately solved. The use of chopped fibers alongside continuous fibers is an alternative not only to reducing costs but also to assist in the recycling of such materials. This way, this work presents as main objective and innovation the processing and characterization of thermoplastic laminates reinforced with short and continuous carbon fibers, in order to give structural application for recycling carbon fibers.In this work, plates of a thermoplastic composite were processed using PPS as a matrix and continuous and discontinuous carbon fibers, maintaining a matrix/reinforcement volume ratio of 1/1 and a volume ratio of continuous and discontinuous fibers also of 1/1. Thus, as continuous fiber it was used a plain weave fabric and short fibers of length of 2 to 6 cm. At this moment, an evaluation of the laminates processed by impulse excitation, tensile, shear (IOSIPESCU), compression (CLC) tests is being performed and an evaluation of the fractures will be made by fractographic analysis and the finite element method has been used. From the results found, it is possible to obtain a composite involving continuous and discontinuous fibers with quality, and intermediate mechanical performance those composed only of continuous or discontinuous fibers. Furthermore, from this work, it was observed that the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Fernando Alves Guimarães null (fer.a.guima@hotmail.com) on 2018-04-04T18:37:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernando A Guimaraes Versão Final.pdf: 9476483 bytes, checksum: 0ca194f69c70e7e03177f2ac38012ced (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo Verificar as referências com a Juciene > Solicitar a ficha catalográfica http://www2.feg.unesp.br/#!/biblioteca/trabalho-conclusao-de-curso/ depois acrescentar ao trabalho após a folha de rosto.  A ficha catalográfica vem após a folha de rosto  Colher com a banca assinaturas na folha de aprovação fornecida pela secretaria da pós-graduação e colocar no trabalho. Veja modelo no template  A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número (15)*, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. > Favor remover páginas em branco e também a página depois da capa que consta apenas o nome da instituição não são necessárias para versão online > As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . A referência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT. Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). > Sobre as referências: palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas.  Sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar ajuda com a bibliotecária Juciene (juciene@feg.unesp.br) Agradecemos a compreensão on 2018-04-06T13:41:48Z (GMT) / Submitted by Fernando Alves Guimarães null (fer.a.guima@hotmail.com) on 2018-04-06T20:34:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Fernando A Guimaraes Versão Final.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-09T13:45:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guimarães_fa_me_guara.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T13:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guimarães_fa_me_guara.pdf: 10293115 bytes, checksum: cee9e9f4bac6c03985f0bfdf2b1dfe57 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização de materiais compósitos continua crescendo na indústria, porém, problemas relacionados a sua reciclabilidade, principalmente quando utilizadas fibras cerâmicas contínuas ainda não foram adequadamente solucionados. A utilização de fibras curtas associadas a fibras contínuas consiste em uma alternativa não só para a redução dos custos mas também para auxiliar na reciclagem de tais materiais. Desta forma, este trabalho apresenta como principal objetivo e inovação o processamento e caracterização de compósitos termoplásticos reforçados simultaneamente com fibras contínuas e curtas, visando dar aplicabilidade estrutural a fibras de carbono recicladas. Neste trabalho foram processadas placas de um compósito termoplástico utilizando PPS como matriz e fibras contínuas e descontínuas de carbono, mantendo uma relação matriz/reforço em 1/1 em volume e a relação entre fibras contínuas e descontínuas também em 1/1 em volume. Desta forma, como fibra contínua foi utilizado um tecido plain weave e como fibras curtas, cabos de 2 e 6 cm de comprimento. Estes compósitos foram processados a partir de moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios de excitação por impulso, tração, cisalhamento (IOSIPESCU e ILSS), e compressão (CLC). Com o intuito de avaliar a influência da adição das fibras curtas nestes compósitos, após ensaiados, foi realizada uma análise fractográfica. Após a caracterização do material, foi utilizado o método dos elementos finitos. A partir dos resultados encontrados conclui-se que é possível a obtenção de um compósito envolvendo fibras contínuas e descontínuas com qualidade, e desempenho mecânico intermediário aqueles constituídos apenas de fibras contínuas ou descontínuas. Ainda, a partir deste trabalho, foi observado que os modos de falhas para o compósito avaliado neste trabalho são similares àqueles encontrados para compósitos constituídos apenas de reforços contínuos e que os modelos utilizados durante as simulações apresentaram resultados similares aos resultados encontrados experimentalmente / The use of composite materials continues to grow in the industry, however, problems related to their recyclability, especially when using continuous ceramic fibers have not been adequately solved. The use of chopped fibers alongside continuous fibers is an alternative not only to reducing costs but also to assist in the recycling of such materials. This way, this work presents as main objective and innovation the processing and characterization of thermoplastic laminates reinforced with short and continuous carbon fibers, in order to give structural application for recycling carbon fibers.In this work, plates of a thermoplastic composite were processed using PPS as a matrix and continuous and discontinuous carbon fibers, maintaining a matrix/reinforcement volume ratio of 1/1 and a volume ratio of continuous and discontinuous fibers also of 1/1. Thus, as continuous fiber it was used a plain weave fabric and short fibers of length of 2 to 6 cm. At this moment, an evaluation of the laminates processed by impulse excitation, tensile, shear (IOSIPESCU), compression (CLC) tests is being performed and an evaluation of the fractures will be made by fractographic analysis and the finite element method has been used. From the results found, it is possible to obtain a composite involving continuous and discontinuous fibers with quality, and intermediate mechanical performance those composed only of continuous or discontinuous fibers. Furthermore, from this work, it was observed that the failure modes for the composite evaluated in this work are similar to those found for composites processed only with continuous reinforcements and that the models used during the simulations presented results similar to the results found experimentally / CAPES: 1626401

A obtenção de compósitos elastoméricos resistentes a óleos e à abrasão, com propriedades mecânicas melhoradas através da incorporação de fibras naturais pelo processo de calandragem, é uma abordagem promissora que amplia as aplicações tecnológicas destes materiais e permite sua produção em escala industrial. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos de borracha nitrílica com fibras de sisal, e borracha nitrílica com carbonato de cálcio e fibras de sisal. Os compósitos foram processados em moinho de dois rolos, em condições otimizadas de processamento. Estudou−se a influência do teor de carbonato, tamanho e teor das fibras de sisal, bem como do tratamento de mercerização das fibras nas propriedades dos compósitos. Os compósitos, com as fibras curtas aleatoriamente distribuídas, foram caracterizados através de ensaios mecânicos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O tratamento de mercerização promoveu a remoção de lignina e hemicelulose da superfície das fibras de sisal, aumentando sua adesão à matriz de borracha. O tamanho critico de fibras, determinado para reforço nesta matriz nitrílica, foi de 6 mm, sendo que o teor crítico de fibras foi de 11 pcr para a matriz de borracha pura e de 5,5 pcr para a matriz combinada com carbonato de cálcio. Determinou−se que o teor ideal de carbonato é de 67 pcr. As análises térmicas (TG e DSC) mostraram que os compósitos são termicamente estáveis até a temperatura em torno de 300°C. Os materiais obtidos possuem uma boa relação custo⁄beneficio tornando promissora sua utilização / The preparation of elastomeric composites resistent to oils and abrasion, with mechanical properties enhanced through incorporation of natural fibers by calendering processing is a promising, approach that enlarge the technological applications for these materials, and allow their production in industrial scale. In this work, nitrile rubber with sisal fibers composites and nitrile rubber with calcium carbonate and sisal fibers composites were developed. The composites were processed on a two roll mixing mil, in optimized processing conditions. It was studied the influence of calcium carbonate amount, size and amount of sisal fibers, and alkali treatment of the fibers on the composite properties. The composites, with short fibers randomly distributed, were characterized by mechanical analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Mercerization treatment promoted the remotion of lignin and hemicelluloses from the sisal fibers surface, increasing the adhesion between the fiber and the rubber matrix. The critical size of sisal fibers to reinforce the nitrile matrix was 6 milimeters, and the fibers critical volume was 11 phr for the pure rubber matrix, and 5.5 phr for the matrix containing calcium carbonate. The ideal volume of calcium carbonate was 67 phr. The thermal analysis (TG and DSC) demonstrated that the composites are thermally stable up to 300°C. The materials developed have a good cost⁄benefits relation making promising their utilization

A poliamida 6.6 é um dos mais importantes membros da família das poliamidas, principalmente pelas excelentes propriedades de engenharia, como desempenho mecânico e térmico. A sua área de aplicação é ampliada pela adição de cargas inorgânicas. Dentre estas cargas podemos destacar as fibras de vidro, talco, wollastonita e micro esferas de vidro, cargas estas industrialmente conhecidas. Por outro lado, partículas de vidro reciclado provenientes de descarte nunca foram estudadas como reforço de poliamida 6.6, em especial as partículas menores, que são rejeitadas na reciclagem pela indústria do vidro por apresentarem dificuldade de transporte para os fornos, podendo depositar-se nos refratários (fenômeno de arraste), aumentando sua taxa de corrosão, assim reduzindo a vida útil dos fornos. Além disso, essas partículas têm formato irregular. Desse modo, compósitos de poliamida 6.6 reforçados com porcentagens variadas de vidro reciclado e cargas usualmente empregadas pela indústria foram processados em laboratório, com o auxílio de uma extrusora dupla-rosca e as amostras avaliadas foram obtidas por injeção. As seguintes propriedades dos compósitos foram avaliadas: resistência à tração, alongamento na ruptura, módulo na tração, resistência ao impacto Charpy sem entalhe, estabilidade dimensional e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicam que é possível utilizar-se partículas de vidro reciclado numa matriz de PA-6.6 uma vez que as propriedades do compósito final são compatíveis com aquelas proporcionadas pelas cargas comerciais usualmente empregadas. / Polyamide 6.6 is one of the most important members of the polyamide family, mainly for its excellent engineering properties such as good mechanical and thermal performances. Its application area is enlarged by the addition of inorganic fillers. Among these fillers, glass fibers, talc, wollastonite and glass microspheres could be highlighted, which are industrially known fillers. On the other hand, glass particles from glass cullet have never been studied as a polyamide reinforcement, specially the smaller particles, which are rejected by the glass industry because of the carry-over phenomenon, increasing the cost of the smoke washing, as well as the possibility of increasing refractory corrosion, therefore reducing the useful life of the furnaces. Furthermore, these particles present irregular shapes. In this research, polyamide 6.6 composites, reinforced with different percentages of recycled powder glass and other common fillers used by the industry, were processed in laboratory scale with the help of a double screw extruder. Specimens for testing were obtained by injection, and the following composite properties were evaluated: tensile strength, elongation at rupture, elastic modulus, notchless Charpy impact strength, and dimensional stability. The specimens were also observed in a scanning electron microscope. The results indicated that it is possible to use particles of recycled glass in a PA- 6.6 matrix, once the final composite properties are compatible to the ones of composites containing usual commercial fillers.

Eletrodos compósitos à base de grafite/poliuretana foram preparados contendo diferentes quantidades de hexacianoferratos de cobre(II), cobalto(II) e ferro(III). Os complexos foram preparados de acordo como procedimentos descritos na literatura e caracterizados por análise elementar, análise térmica e espectrometria na região do infra-vermelho. A análise térmica mostrou que há 10 moléculas de água de hidratação no hexacianoferrato de cobre(II), 11 no hexacianoferrato de cobalto(II) e 16 no hexacianoferrato de ferro(III). Após desidratação ocorre decomposição exotérmica violenta dos complexos. No caso do cobre a decomposição se dá com formação de CuO seguida da degradação do Fe(CN)3 com formação de Fe2O3. Para o hexacianoferrato de cobalto(II) e o hexacianoferrato de ferro(III) a mistura de Co3O4/Fe2O3 e o Fe2O3, respectivamente, se formaram após uma única etapa de decomposição. Apenas os eletrodos preparados com os complexos de cobalto e cobre apresentaram sinais voltamétricos, enquanto que o complexo de ferro não respondeu, provavelmente devido à sua baixa solubilidade em água. As condições de preparação dos eletrodos, tais como composição, ordem de adição de reagentes, pH, eletrólito suporte e intervalo de potenciais foram otimizadas. Um mecanismo para explicar a não estabilização do sinal voltamétrico, mesmo após ciclagem de potencial foi proposto com base na baixa solubilidade dos sais em água e a sua imobilização no eletrodo sólido a qual dificulta a formação do filme de hexacianoferrato na superfície. Finalmente um método analítico para a determinação de piridoxina, usando o eletrodo de grafite/poliuretana modificado com hexacianoferrato de cobre(II) foi proposto, com base na redução de sinal do complexo, na presença do analito. Neste caso foi observada uma resposta linear entre 1,08 x 10-6 a 1,07 x 10-5 mol L-1, com limite de detecção de 8,78 x 10-7 mol L-1 (3 x S/N) e o método foi aplicado na determinação de piridoxina em duas formulações comerciais. Coeficientes de recuperação entre 98-120% foram observados sem interferência dos componentes das formulações e sem necessidade de renovação da superfície do eletrodo. / Graphite-poliurethane solid composite electrodes were prepared containing different amounts of copper(II), cobalt(II) and iron(III) hexacianoferrates. The complexes were synthesized according to procedures previously described and characterized using elemental analysis, infrared spectrometry and the thermal analytical techniques: thermogravimetry/derivative thermogravimetry and differential thermal analysis. The thermal analysis revealed that there are 10 hydration water molecules in the copper(II) hexacianoferrate, 11 in the cobalt(II) and 16 in the iron(III) complexes. After dehydration, a strong exothermal degradation occurred in all cases. The copper complex decomposed in two steps with generation of CuO, followed by degradation of the Fe(CN)3 and formation of Fe2O3. The cobalt(II) and iron(III) hexacianoferrates decomposed in a single step with generation of Co3O4/Fe2O3 mixture and Fe2O3 as residues respectively. Only the electrodes prepared with copper and cobalt complexes presented voltammetric signals, while the iron complexes did not responded, probably due to its very low solubility in water. The conditions for the electrode preparation such as composition, order of addition of the components supporting electrolyte, pH and useful potential window were optimized. A mechanism to explain the non-stabilization of the voltammetric signal even after 200 cycles has been proposed on the basis of the complexes solubility in water as well as the immobilization of the complex in the solid electrode that turns difficult the formation of the hexacianoferrate film on the electrode surface. Finally, a graphite polyurethane electrode modified with the Cu(II) hexacianoferrate has been used in the voltammetric determination of pyridoxine, based on the diminution of the voltammetric signal of the modifier in the presence of the analyte. In this case a linear dynamic range of 1.08 x 10-6 to 1.07 x 10-5 mol L-1, with a detection limit of 8.78 x 10-7 mol L-1 (3 x S/N). The proposed electrode was used in the determination of pyridoxine in two solid pharmaceutical formulations with recoveries of 98 - 120% without interference of the other substances present in the formulation and no adsorption on the electrode surface.

Neste trabalho estudou-se o efeito de três diferentes tratamentos químicos utilizando- se soluções aquosas de LiCl, NaCl, e HCl sobre o inchamento, a distribuição de tamanho de partículas e a capacidade de troca catiônica (CTC) de uma vermiculita proveniente da jazida de Paulistana, localizada no Estado do Piauí, visando seu uso em compósitos de matriz polimérica. Para os tratamentos com sais inorgânicos foram utilizadas várias concentrações de LiCl e NaCl a 90°C por 144 horas, permitindo a secagem da solução de tratamento. Para o tratamento ácido foram utilizadas soluções 2M de HCl à temperatura ambiente, utilizando tempos de tratamento de 2 a 10 horas. Após os tratamentos, as amostras foram submetidas a agitação mecânica intensa em dispersor de alta energia de cisalhamento (24000 RPM). Todos os tratamentos empregados resultaram em aumentos nos índices de inchamento e reduçães nos tamanhos de partícula em diferentes graus. Os maiores inchamentos antes da agitação mecânica foram observados nas amostras tratadas com soluções 0,8M de LiCl sem lavagem (4 a 5 vezes a da prova em branco). Após agitação mecânica, os maiores inchamentos foram observados nas amostras tratadas com soluções 2M de HCl por 5 horas (11 vezes a da prova em branco). No entanto, após o processo de secagem não foi possível atingir-se os mesmos valores de inchamento. A diminuição mais importante no tamanho de partícula foi observada nas amostras tratadas com soluções 2M de HCl durante 5 horas, enquanto que as quedas mais significativas nos valores de CTC foram obtidas com as amostras tratadas com soluções 2M de HCl (CTC crescentes com o aumento do tempo de tratamento). Foi analisado o efeito da incorporação de vermiculita tratada acidamente em uma matriz polimérica de polipropileno (PP). A presençaa dessa vermiculita provocou um alto nível de degradação na matriz de PP, com a consequentemente perda de propriedades mecânicas. Esta degradação pode ser atribuída à formação de sítios ácidos nas partículas de vermiculita gerados pelo ataque do HCl, bem como à presença de HCl residual da solução de tratamento. / In the present work, the effect of three different chemical treatments using inorganic solutions of LiCl, NaCl, and HCl on the swelling, particle size distribution, and cation exchange capacity (CEC) of a vermiculite clay was studied. The clay is originary from Paulistana mine, located in the State of Piauí, Northeastern Brazil, and the final purpose of the treatment of the clay was its use in polymer-matrix composites. For the inorganic salts treatments, several solutions of NaCl and LiCl at different concentrations were used, at 90°C for 144 hours, allowing the treatment solution to dry out. For the acid treatment, 2M HCl solutions at room temperature were used, using treatment times of 2 to 10 hours. After the treatments, all the samples were subjected to intense mechanical stirring in the high shear energy disperser (24000 RPM). The results showed that all treatments resulted in increases in the rates of swelling and reduction in the mean particle sizes, in different degrees. The largest swelling before mechanical stirring was observed in samples treated with solutions of 0.8M LiCl without washing (4 to 5 times that of the untreated sample). After mechanical desagglomeration, the highest swelling was observed in samples treated with solutions 2M HCl for 5 hours (11 times that of the untreated sample). However, after drying, it was no longer possible to achieve the same values of swelling. The most significant decrease in particle size was observed in samples treated with solutions 2M HCl for 5 hours, whereas the most significant reduction in the CEC values were also obtained with the samples treated with solutions 2M HCl (CEC increasing with the time of treatment). Finally, the effect of the addition of the acid treated vermiculite to a polymeric matrix of polypropylene (PP) was examined. The evaluation of the resultant composite specimens indicated that the presence of vermiculite caused a high level of degradation of the PP matrix, with the consequent loss of mechanical properties. This degradation can be attributed to the formation of acidic sites on the vermiculite particles, generated by the direct attack of HCl, and the presence of residual HCl from the treatment solution.

O polímero Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) é um dos polímeros mais versáteis disponíveis nos dias de hoje. Atualmente o Brasil não produz o ABS, o que limita a indústria brasileira de plásticos a utilizar as variações deste polímero importadas, ofertadas no mercado nacional por distribuidores locais. Este estudo avaliou os efeitos da adição das argilas Cloisite Na® e Branca de Cubati na matriz polimérica ABS e também os efeitos decorrentes do tratamento por radiação ionizante no ABS e nos compósitos ABS/Argila como formas de modificação de um ABS convencional. Visando avaliar a diferença entre uma argila organofílica e uma organofóbica, a argila Branca de Cubati foi organofilizada e a argila Cloisite Na® foi utilizada como recebida. Foram preparados, utilizando uma extrusora dupla rosca, concentrados a 30 % em massa da argila Branca de Cubati, previamente organofilizada e da Cloisite Na® em Estireno Acrilonitrila (SAN). Os concentrados foram adicionados ao ABS a 1, 3 e 5 % em massa das argilas e foram injetados corpos de prova. Parte dos corpos de prova foi submetida à irradiação por feixe de elétrons à uma dose de 600 kGy. Os compósitos irradiados e não irradiados foram caracterizados por meio de ensaios de resistência a tração, resistência a flexão, resistência ao impacto, temperatura de distorção térmica, ponto de amolecimento Vicat, análise de termogravimétrica (TG), difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEVFEG) e a correlação entre os resultados foi discutida. Foram observadas melhorias nas propriedades mecânicas, exceto resistência ao impacto, nos materiais aditivados com as argilas, sendo os melhores resultados obtidos com a argila Branca de Cubati. O tratamento por radiação ionizante favoreceu o processo de reticulação do ABS. / The polymer Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) is one of the most versatile polymers available today. Currently, Brazil does not produce ABS, which limits the Brazilian plastics industry to use the variations of this polymer imported, offered in the national market by local distributors. This study evaluated the effects of adding Cloisite Na® and Cubati Light Cream clays to the ABS polymer matrix and also the effects of ionizing radiation treatment on ABS and ABS/Clay composites as a way to modify a conventional ABS. Clays are naturally hydrophilic. Thus, in order to evaluate the difference between an organophilic clay and an organophobic, the Light Cream of Cubati was organophilized and the Cloisite Na® clay was used as received. A pre-organophilized Light Cream of Cubati and Cloisite Na® in Styrene Acrylonitrile (SAN) were prepared using a double screw extruder. The concentrates were added to the 1, 3 and 5% by weight ABS of the clays and specimens were injected. Part of the specimens was subjected to electron beam irradiation at a dose of 600 kGy. The irradiated and non-irradiated composites were characterized by tests of tensile strength, flexural strength, impact strength, thermal distortion temperature, Vicat softening point, thermogravimetric (TG) analysis, X-ray diffraction and electron microscopy of Field-emission scanning (SEM-FEG) and the correlation between the results was discussed. Improvements in mechanical properties were observed, except for impact resistance, in the materials added with the clays, and the best results were obtained with Cubati White clay. The treatment by ionizing radiation favored the ABS crosslinking process

Este trabalho tem o objetivo de determinar as constantes elásticas de laminados compósitos de carbono/epóxi através do método não destrutivo de ultrassom, utilizando a técnica da imersão. Foram implementados dois métodos de imersão em água para a determinação das constantes elásticas. Um que utiliza o percurso na água sem a amostra como referência (FRM), e outro que utiliza o percurso com incidência normal na amostra como referência (SRM). Laminados unidirecionais e biaxiais foram ensaiados em um goniômetro com elevada precisão de movimento angular, e a aquisição de sinais feita com alta taxa de amostragem e grande resolução de amplitude. Uma análise da influência da variação da temperatura e espessura foi feita e comprovada a superioridade do método SRM sobre o FRM. A compensação da temperatura através de um par de transdutores, bem como através de um termômetro com resolução de 0.01°C foi implementada e comparada. As curvas de velocidade foram obtidas com transdutores de diferentes frequências centrais e comparadas. Foi realizada uma análise detalhada da sensibilidade das constantes elásticas com relação as velocidades em cada plano de medição, e através desta análise foram utilizados os planos mais adequados para reconstrução das constantes elásticas. Também foi verificada a polarização das ondas de cisalhamento para cada plano de medição, uma vez que é necessária a correta associação da velocidade experimental com a velocidade calculada para o procedimento de otimização. Um algoritmo de otimização foi utilizado para reconstruir as constantes elásticas dos laminados compósitos a partir da medição experimental das velocidades, onde foi avaliada a convergência utilizando a equação de Christoffel na forma implícita e explícita, para os materiais de simetria tetragonal e hexagonal. / The objective of this work is to obtain the elastic constants of carbon/epoxy composite laminates using ultrasonic non destructive testing, with immersion technique. Two immersion methods were implemented. One method uses as reference the path without sample, called fluid reference method (FRM), the second method uses the path with the specimen in normal incidence, called self-reference method (SRM). Unidirectional and biaxial laminates were tested using a goniometer with high angular resolution, and the signals were acquired with a high sample rate and amplitude resolution. Analyses of the influence of temperature and thickness variations were performed and concluded the superiority of the SRM over the FRM method. Temperature compensation using a pair of transducers and a 0.01° resolution thermometer was implemented and compared. Velocity curves were obtained and compared using transducers with different frequencies. A detailed analysis was performed to evaluate the sensitivity of the elastic constants to each velocity in different acquisition planes, and the results were used to reconstruct the elastic constants in the planes/velocities which they were most sensible to. As the correct association of each experimental velocity with the calculated velocities from Christoffel\'s equation is necessary, an analysis of the polarization mode of each velocity in the acquisition planes was also performed. An optimization algorithm was used to reconstruct the elastic constants of composite laminates from experimental velocities. Its convergence was evaluated for the implicit and explicit form of Christoffel\'s equation, and for materials with tetragonal and hexagonal symmetry.

Neste trabalho é elaborada uma solução analítica do campo de temperatura em um material opaco, contendo dois cilindros subsuperficiais paralelos e acoplados, iluminado por um feixe de luz modulado. O método é baseado na expansão de ondas térmicas planas e cilíndricas em série de funções de Bessel e Hankel. Primeiramente, o trabalho mostra o modelo da propagação de ondas térmicas planas em um material homogêneo, infinito, opaco e termicamente isotrópico. Então, para um melhor entendimento da abordagem matemática, iniciamos com o modelo mais simples, que é um material contendo apenas um cilindro. Após, ampliamos o modelo colocando dois cilindros separados neste material, onde aparecem os efeitos de múltiplos espalhamentos. Em seguida, tratamos os modelos descritos em meios semi-infinitos, no qual levamos em consideração a condição adiabática na fronteira da amostra com o ar, ou seja, o meio não perde calor para o ambiente. Esta condição é representada pelo método das imagens. A heterogeneidade do meio é alcançada com a generalização do modelo para um meio com N cilindros separados. Finalmente, incluimos as modificações dos modelos prévios devido ao acoplamento de dois cilindros. Este modelo é geral, no sentido que não existem restrições com respeito aos diâmetros e posições dos cilindros dentro do material, nem com relação às propriedades térmicas dos cilindros e matriz. Além disso, serve para calcular a temperatura em qualquer ponto da amostra. As ondas térmicas levam informações sobre a estrutura interna e propriedades térmicas do material compósito que, na prática, podem ser obtidas através das medidas da temperatura na superfície da amostra através de técnicas fototérmicas. Com isto, somos capazes de caracterizar estruturalmente um material compósito reforçado por fibras. Também podemos caracterizá-los termicamente obtendo suas propriedades térmicas efetivas. Medidas experimentais com amostras calibradas usando a técnica de termografia infravermelho lock-in (radiometria fototérmica), com frequência fixa, confirmam a validade do modelo. Além disso, um estudo da distribuição de ondas térmicas em materiais contendo esferas também estão discutidos teoricamente aqui. / In this work we elaborate an analytical solution of the temperature field of an opaque material containing two overlapping and parallel subsurface cylinders, illuminated by a modulated light beam. The method is based on the expansion of plane and cylindrical thermal waves, in series of Bessel and Hankel functions. Firstly, the work shows the model of propagation of plane thermal waves in homogeneous, infinite, opaque and thermally isotropic materials. Then, for a clearer mathematical study, we initiate with a simpler method, which is a material containing only one cylinder. After that, we expanded the model by placing two separated cylinders inside of this material where the multiple scattering effects appeared. In the sequence we will treat the described model in semi-infinite materials, in which we take into consideration the adiabatic condition at the border of the sample with the air, that is, the material does not loose heat to the environment. This condition is represented through method of images. The heterogeneity of the medium is achieved with the generalization of the model for a medium with N separated cylinders. Finally, we include the modifications to the previous model due to the overlapping of these cylinders. This model is general, in the sense that there are no restrictions when considering the diameters and positions of the cylinders inside the material nor with respect to the thermal properties of the cylinders and matrix. Besides, it can be used to calculate the temperature at any point of the sample. The thermal waves carry informations about the composite materials internal structure and thermal properties that, in practice, can be obtained with the measurement of the temperature in the surface of the sample, through photothermal techniques. Considering this, we are able to structurally characterize a composite material of fibers. We are also capable of characterizings them thermally, obtaining their effective thermal properties. We have performed measurements on calibrated samples using lock-in infrared thermografy (photothermal radiometry) with a fixed frequency which confirms the validity of the model. Furthermore, a study of thermal waves distributions on materials containing spheres are also discussed theoretically here.