Compósitos cerâmicos planares de titanato zirconato de bário, BaTi1-xZrxO3, foram produzidos e os efeitos da quantidade de Zr4+ em suas propriedades funcionais foram estudados. As amostras foram fabricadas pelo método convencional de processamento cerâmico e pela técnica de deposição de fitas cerâmicas a partir de BaTi1-xZrxO3 com x=0, 0,05, 0,1, 0,15 e 0,2 sintetizados pelo método hidrotermal e pelo método dos precursores poliméricos. Foram realizadas caracterizações estrutural (difração de Raios X pelo método do pó e espectroscopia Raman), composicional (espectroscopia por dispersão de energia), microestrutural (microscopia eletrônica de varredura, ensaios de dilatometria) e funcional (permissividade elétrica, coeficiente piezoelétrico d33, coeficiente piroelétrico e histerese ferroelétrica). Além disso, a regra da mistura de fase foi utilizada para prever a permissividade elétrica dos compósitos e as tensões mecânicas internas e seus efeitos na permissividade elétrica e na temperatura de Curie de policristais de BaTiO3 foram simulados. As análises dos dados e as discussões foram realizadas considerando o modelo fenomenológico de Devonshire, a modificação de Forsbergh deste modelo para incluir efeitos de tensões mecânicas bidimensionais e o modelo de policristal tetragonal de BaTiO3 sugerido por Buessem. Os resultados mostram a existência de tensões residuais bidimensionais que surgem após o resfriamento dos compósitos devido às diferenças nos coeficientes de expansão térmica das fases constituintes. Os métodos de obtenção das amostras afetaram o tamanho final dos grãos e as espessuras das interfaces dos compósitos, sendo que, em geral, eles são menores e mais finos nas fitas cerâmicas homogêneas do que nas correspondentes cerâmicas homogêneas. Os compósitos apresentaram deslocamento da Tc para maiores temperaturas e aumento do grau de difusividade da transição. A presença das tensões mecânicas residuais e as características microestruturais, juntamente com os modelos utilizados, explicam qualitativamente a permissividade elétrica obtida. Concluí-se que a quantidade de Zr4+ modifica o comportamento das camadas durante a sinterização e altera o coeficiente de dilatação. Estas mudanças geram tensões mecânicas residuais que afetam a microestrutura e as propriedades funcionais dos compósitos. Portanto, a produção de compósitos cerâmicos ferroelétricos deve considerar a correlação existente entre microestrutura e tensões residuais para que suas propriedades sejam otimizadas. / Planar BaTi1-xZrxO3 ceramic composites had their functional properties investigated. These composites were obtained by the conventional ceramic processing technique and by tape casting technique. Furthermore, BaTi1-xZrxO3 x=0, 0.05, 0.1, 0.15 and 0.2 were synthesized by the polymeric precursors method and by the hydrothermal synthesis to study the synthesis influences and to study the effect of Zr4+ on the functional properties of the composites. Structural characterization (X-Ray powder diffraction and Raman spectroscopy), compositional analysis (energy dispersive X-Ray spectroscopy), microestrutural evaluation (scanning electron microscopy, dilatometry measurements) and functional properties characterization (electrical permittivity, piezoelectric coefficient d33, pyroelectric coefficient and ferroelectric hysteresis) were performed. Furthermore, the composites electrical permittivity was predicted by the simple mixture and the internal mechanical stress distribution and it´s effects on both, electrical permittivity and Curie´s temperature (Tc) of BaTiO3 polycrystals, were simulated. The analyses and discussions were supported by 1- Devonshire´s phenomenological theory, 2- Forsbergh´s modification to Devonshire´s theory to include the two-dimensional stress effects on Tc and 3- Buessem´s BaTiO3 tetragonal polycrystal model. The results show that the sintered composites present two-dimensional residual stresses after cooling due to the constrained sintering of the layers and their thermal expansion coefficient mismatch. The methods of sample preparation led to differences in grain size and interface thickness, with the homogeneous ceramic tapes presenting smaller grain sizes and thinner thickness than the conventional homogeneous ceramics. On the other hand, the composites showed a Tc shift to higher temperatures, a more diffuse phase transition and residual mechanical stresses. Concluding, the Zr4+ substitution of Ti4+ modifies the layer´s sintering behavior and their thermal expansion coefficient. These changes lead to microstructure modifications that affect the functional properties of planar BaTi1-xZrxO3 composites. Thus, the design of ferroelectric composites should take into consideration the correlations between microstructure and residual stresses in order to optimize their functional properties.

Materiais com gradiente funcional (MGF), a base de aço inoxidável e cerâmica têm despertado interesse em diversas áreas tecnológicas: estrutural, térmica, elétrica, biomédica e militar, e têm inspirado pesquisadores a combinar propriedades e características que não estão presentes em peças convencionais. Têm sido também considerados como uma alternativa na preparação de partes de motores de alta eficiência, ferramentas de corte e revestimentos estruturais para reatores químicos. A incorporação de metal e cerâmica em uma estrutura graduada permite a integração de muitas propriedades desejáveis que combinam ambas vantagens do metal e a cerâmica. Os componentes cerâmicos são capazes de suportar altas temperaturas e possuem alta resistência à corrosão, enquanto os componentes metálicos apresentam uma alta resistência à tração e alta ductilidade, e portanto são menos susceptíveis a fratura catastrófica. Neste trabalho, compósitos com níveis variáveis de aço inoxidável 316L e zircônia estabilizada com ítria, obtidos pelo processo de moagem de alta energia, foram preparados e caracterizados para determinar o comportamento térmico de cada composição, com o objetivo de planejar a sinterização dos MGFs com gradação de composição química. Difração de raios-x (DRX), análises de dilatometria e calorimetria exploratória diferencial (DSC) foram realizadas para os materiais compósitos com proporções diferentes de aço inoxidável e de zircônia, com o objetivo de analisar a influência da composição, como da taxa de aquecimento no comportamento dos compósitos selecionados durante a sinterização. Além disso, foram construídos por metalurgia do pó e caracterizados três peças de MGF. As peças de MGFs foram caracterizadas no microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura (MEV). Microanálise química foi feito pela técnica de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para o MGF1 e EDS - Line scan analysis das peças MGF2 e MGF3. Finalmente, as fases presentes nas peças foram medidas pela técnica de penetração Vickers. Os resultados dos ensaios dilatométricos para compósitos com teores de zircônia superiores a 50% e com taxas de aquecimento de 5ºC/min e 10ºC/min até 1200ºC, apresentaram uma contração linear maior em torno a 900ºC, e para composições com taxa de aquecimento de 15ºC/min em torno a 1000ºC, indicando que o processo de densificação se inicio a temperaturas inferiores que as outras composições observadas nas curvas dilatométricas para essas mesmas taxas de aquecimento. Os DSC dos compósitos apresentaram uma mudança correspondente à precipitação dos carbetos de cromo próprios do aço inox austenítico. A adição de zircônia ao aço inoxidável inibiu a precipitação dos carbetos, indicado pelo aparecimento de um pico nas amostras composta somente pelo aço inoxidável. / Functionally graded materials (FGM) based on stainless steel and ceramics has aroused interest in many technological areas: structural, thermal, electrical, biomedical and military, and has inspired researchers to combine properties and features which are not present in conventional samples, and is considered to be an alternative in the preparation of high efficient motors parts, cutting tools and structural coatings for chemical reactors. The incorporation of metal and ceramic in a graduated structure allows the integration of many desirable properties that combine advantages of metallic and ceramic materials. Ceramic components are capable of withstanding high temperatures and have high corrosion resistance, while the metallic components provide a higher mechanical resistance, in particular ultimate tensile strength and ductility, and therefore less susceptible to catastrophic fracture. In this work, composites with variable levels of 316L Stainless Steel and Yttria Stabilized Zirconia, obtained by high-energy milling process, were prepared and characterized, in order to determine the thermal behavior of each composition, with the aim of planning the sintering of a FGM with gradation of chemical composition. X-rays diffractometry (XRD), dilatometric analyses and differential scanning calorimetry (DSC) were performed for composites materials with distinct proportions of Stainless Steel and Zirconia, with the objective of analyzing the influence of the composition, as the heating rate the behavior of Stainless Steel/Zirconia layers during sintering. Additionally, were built by powder metallurgy and characterized three samples of FGM. The samples of MGFs were characterized in the optical microscope and scanning electron microscope (SEM). Chemical microanalysis was done by the technique of energy dispersive spectroscopy (EDS) of FGM1 and EDS-Line Scan Analysis of samples and FGM2 and FGM3. Finally, the phases present in the samples were measured by Vickers penetration technique. The results of dilatometric tests for composites with levels higher than zirconia to 50% and heating rates of 5°C/min and 10ºC/min up to 1200°C showed a greater linear shrinkage around 900ºC, and compositions at a heating rate of 15°C/min to about 1000°C, indicating that the densification process is starting at temperatures below that observed in other compositions dilatometric curves for these same heating rates. The DSC of the composites showed a change corresponding to the chrome carbides precipitation own austenitic stainless steel. The zirconia addition to stainless steel inhibited the carbides precipitation, indicated by the appearance of a peak in the samples composed only of stainless steel.

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-09-27T12:42:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_HeltonPereira_M.pdf: 2762504 bytes, checksum: 2a6c093233b2870f10da6a8408841655 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As cargas de carbono, tais como grafite, nanotubos de carbono, fulerenos e mais recentemente o grafite tem atraído a atenção de inúmeros pesquisadores, que buscam formas de aproveitar suas excepcionais propriedades elétricas no desenvolvimento de compósitos com potenciais aplicações nas áreas de sensores eletroquímicos, células solares, barreira eletromagnética entre outras. Neste trabalho teve-se como objetivo o desenvolvimento de compósitos baseados em poli(estireno-co-butadieno-co-estireno) ¿ SBS e as cargas de carbono, grafite e grafite. Para tanto, o grafite foi obtido pela oxidação do grafite empregando-se a metodologia de Hummers, seguida de redução por hidrazina. Os compósitos de grafite e "grafite¿ foram preparados por mistura mecânica e por casting de soluções em diferentes solventes na faixa de composição de 0,5 a 10 % em massa de carga. O processamento mecânico resultou em compósitos que apresentaram comportamento mecânico dependente do tipo e quantidade de carga. Porém, esses compósitos apresentaram-se como isolantes elétricos devido a não formação de uma rede de percolação. A matriz de SBS nos compósitos obtidos por casting apresentou morfologia dependente do solvente empregado, o que se deve aos parâmetros de solubilidade dos solventes e dos blocos de poliestireno e polibutadieno do SBS, e a dispersão da carga pela matriz foi mais uniforme do que no caso de compósitos preparados por mistura mecânica, promovendo uma melhora nas propriedades mecânicas e conferindo propriedades de condução elétrica / Abstract: Carbon fillers such as graphite, carbon nanotubes, fullerenes and currently graphene have attracted the attention of many researchers, due to their exceptional and useful electrical properties for the development of composites with potential applications in electrochemical sensors, solar cells, electromagnetic barrier, and so on. The objective of the herewith work is the development of composites made up of poly(styrene-co-butadiene-co-styrene) ¿ SBS and carbon fillers (graphite or graphene). The graphene was obtained by oxidation of the graphite by the Hummers¿ method, followed by hydrazine¿s reduction. The graphite and graphene - based composites were prepared by melt compounding and by solvent casting using different organic solvents in a composition range of 0,5 to 10% in weight of filler. The results showed that the melt compounding produced composites with mechanical properties dependent on the type and amount of filler. Also, these composites behave as electrical insulators due to the absence of percolation thresholds. The morphology of SBS matrix in the composites obtained by solvent casting is determined by the organic solvent, more specifically by the interaction paramenter of solvent and of the polybutadiene and polystyrene blocks of the SBS. The filler dispersion throughout the matrix in the composites obtained by solvent-casting was more uniform than the dispersion level in the composites obtained by melt compounding. Therefore, the first materials showed higher mechanical performance and electrical conducting / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Dante Luis Chinaglia / Banca: Marian Rosaly Davolos / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Com o progresso da ciência e da tecnologia, a cada ano, torna-se cada vez mais freqüente o estudo e a aplicação de novos materiais. Um exemplo de aplicação destes novos materiais são os mostradores e dispositivos luminescentes, e.g., LCDs, OLEDs, PDPs. Visto a importância e a aplicabilidade dos mostradores em nossa sociedade, propomos para este trabalho a construção de um mostrador de sete-segmentos e dispositivos eletroluminescentes. Tendo o objetivo traçado, fez-se um mostrador de sete-segmentos de um compósito polimérico de poli(o-metoxianiliana) (POMA) protonada com ácido ρ-tolueno sulfônico (TSA), poli(fluoreto divinilideno-co-trifluor etileno) (P(VDF-TrFE)) e micro partículas de Zn2ZSi04:Mn. Para os dispositivos eletroluminescentes os materiais utilizados foram: POMA, P(VDF-TrFE), Zn2Si04:Mn, ZnS:Ag, Y2O2S:Eu, Y203:Eu, ZnAl204:Tb, ZnAl204:Eu e Y2Si05:Ce. A análise das amostras empregadas nesta dissertação, com base em técnicas conhecidas da literatura como: microscopia eletrônica de varredura, medidas de impedância e espectroscópicas propiciaram um maior entendimento sobre os processos relacionados à operação, construção e morfologia dos dispositivos e mostradores. Tais parâmetros foram fundamentais para nortear a confecção das amostras, e.g., relação entre a massa de POMA na blenda e a aderencia ao substrato de ITO. As amostras contendo P(VDF­TrFE)/(Zn2Si04:Mn ou ZnS:Ag)/P(VDF-TrFE) apresentaram luminescência por aproximadamente 48 minutos na região espectral correspondente a cor verde e azul, respectivamente. Há de se destacar o dispositivo flexível luminoso feito de P(VDF­TrFE)/ZnS:Ag/P(VDF-TrFE), confeccionada sem o uso do substrato de ITO, apresentando um pico de emissao luminosa situado no comprimento de onda de 480 nm. / Abstract: With the progress of science and technology, new materials in condensed matters are available to be applied at the industry and science. An example of such application is the new displays and luminescent devices available at the market such as: OLEDs, LCDs and PDPs. The goal of this work is to construct a display of seven-segments and luminescent devices. A seven-segment display was made of polymeric composite, poly(o-methoxyaniline) (POMA) doped with ρ-toluene sulfonic acid (TSA), and poly(vinylidene fluoride-trifluorethylene) (P(VDF-TrFE), in which micro particles of willemite doped with manganese, (Zn2Si04:Mn), was added to the blend. For the luminescent devices the materials used were POMA, P(VDF-TrFE), Zn2Si04:Mn, ZnS:Ag, Y202S:Eu, Y203:Eu, ZnAl2O4:Tb, ZnAl204:EU e Y2Si05:Ce. The analyses of the samples used in this work, based on previous literature and techniques such as: scanning electron microscopy, impedance measurement and spectroscopy yielded an understanding of the process involved in construction, morphology and operation of the devices and the displays. Such parameters were fundamentals to lead the way to how to construct the sample, e.g., the relation between mass of POMA in blend and the adherence to substrate of ITO. The samples made of P(VDF- TrFE)/(Zn2Si04:Mn or ZnS:Ag)/P(VDF-TrFE) shown luminescence approximately for 48 minutes in the correspondent spectral range to green and blue colors, respectively. It is interesting to detach de flexible luminescent device made of (VDF-TrFE)/ZnS:Ag/P(VDF-TrFE) without ITO substrate, which shown a peak of emission to wavelength of 480 nm. The devices made of POMA/P(VDF-TrFE)/Zn2Si04:Mn shown luminescence approximately for 1100 minutes, which it was observed a high dependence of the luminescent intensity with the thickness of devices. / Mestre

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Clóvis Augusto Ribeiro / Banca: Welingtom Dinelli / Banca: Wagner Luiz Polito / Banca: Adhemar Colla Ruvolo Filho / Resumo: O presente trabalho de tese envolveu o estudo de formulações e o desenvolvimento de compósitos orgânicos/inorgânicos, fotopolimerizáveis, para uso em odontologia, tomando-se por base formulações comerciais. Estudou-se o efeito do tipo dos monômeros nas propriedades mecânicas e na cinética de polimerização de compósitos experimentais, utilizando-se como fotoiniciador o BAPO (Irgacure 819®), que foi escolhido com base em resultados de fotocalorimetria. O compósito com a maior resistência e módulo flexural foi obtido utilizando-se como monômeros uma mistura de bisfenol A diglicidil éter dimetacrilato (Bis-GMA), trietilenoglicol dimetacrilato (TEGDMA) e uretano dimetacrilato (UDMA), na proporção mássica de 40:40:20, contendo 50% (m/m) de partículas de sílica funcionalizadas. Foram sintetizadas esferas de sílica opalescentes, monodispersas, com tamanho médio de 160 nm, através da metodologia de Stöber. Estas foram funcionalizadas superficialmente com grupos metacrílicos para serem utilizadas como reforço. Posteriormente, foi preparada uma segunda classe de compósitos contendo oxoclusters de zircônio modificados por grupos metacrílicos, sintetizados pela mistura de alcoóxidos de zircônio, em meio alcoólico, e ácido metacrílico, em diferentes proporções molares. A adição de 5% (m/m) do oxocluster formado pela mistura de 1:5 (mol/mol) de n-butóxido de zircônio (em solução de n-butanol) e ácido metacrílico, respectivamente, fez com que a resistência à flexão do polímero puro aumentasse de 62,70 MPa para 129,9 MPa (aumento de 107%) e seu módulo passasse de 1770 MPa para 3260 MPa (aumento de 84,2%). Resultados de Espalhamento de raios X em Baixo Ângulo (SAXS) levaram à identificação dos oxoclusters no meio polimérico com padrões de dispersão bem definidos. Como resultado tecnológico do trabalho de tese foi proposta uma empresa através... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present thesis is showed the study and development of experimental dental photopolimerizable organic/inorganic composites, based upon commercial formulations. It was studied the influence of the monomers types on the mechanical and kinetical behavior of some experimental composite formulations, using BAPO (Irgacure 819®) as photoinitiator, that was prior chosen through photocalorimetry measurements. The most resistant composite was obtained using as monomers a mixing of bisphenol A diglycidyl ether dimethacrylate (Bis-GMA), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) and urethane dimethacrylate (UDMA) in the mass proportion of 40:40:40, containing 50% (w/w) of functionalized silica particles. It was synthesized monodisperse silica spheres, with an average size of 160 nm, through Stöber's methodology. It receives a methacrylic surface treatment to be used as reinforcement. Afterwards, a second group of composites were prepared using as reinforcement methacrylic modified zirconium oxoclusters prepared through the mixing of zirconium alkoxides, in alcoholic medium, and methacrylic acid, in different molar ratios. The addition of 5% (w/w) of the oxocluster synthesized through the mixture of 1:5 (mol/mol) of the zirconium n-butoxide (in n-butanol solution) and methacrylic acid, respectively, in the polymer, makes it flexural strength raises from 62.70 MPa to 129.9 MPa (increase of 107%) and the Young's modulus changes from 1170 MPa to 3260 MPa (increase of 84.2%). Small Angle X ray Scattering (SAXS) measurements allow the identification of the oxoclusters in the polymeric medium with a well defined dispersion pattern. As result of this thesis a company was proposed through the Program of Innovative Research in the Small Company (PIPE) fomented by the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) that is a government foundation which supports the research in the São Paulo State - Brazil. / Doutor

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientadora: Michelle Leali Costa / Banca: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Lilia Muller Guerrini / Banca: Luiz Claudio Pardini / Resumo: Neste trabalho, compósitos de poli(sulfeto de fenileno) reforçados com nanotubos de carbono (MWCNT) puros e funcionalizados foram obtidos a partir da técnica de mistura em fusão. Os compósitos nanoestruturados foram caracterizados através de ensaios elétricos, térmicos, mecânicos reológicos e morfológicos. A condutividade elétrica do PPS apresentou um aumento de 11 e 9 ordens de magnitude quando 3,0 e 4,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram incorporados na matriz polimérica, respectivamente. Além disso, os limites de percolação elétrica encontrado para esses sistemas foram de 2,1 e 3,6 m/m%, o que sugere a formação de uma rede tridimensional condutora no interior da matriz polimérica. A temperatura máxima de cristalização do PPS apresentou aumentos de 19°C e 13°C devido a incorporação dos reforços puros (p-MWCNT) e funcionalizados (f-MWCNT), respectivamente, evidenciando o efeito nucleante das nanopartículas. A análise dinâmico mecânica mostrou um aumento no módulo de armazenamento e na temperatura de transição vítrea a partir do aumento da concentração de MWCNT, com um incremento maior para o sistema p-MWCNT/PPS. A temperatura máxima de degradação do PPS aumentou 14°C e 6°C devido a incorporação de 4,0 e 2,0% em massa de p-MWCNT e f-MWCNT, respectivamente, sugerindo a formação de sistemas termicamente mais estáveis. O módulo de armazenamento (G') do PPS apresentou um aumento de 2 ordens de magnitude quando 2,0 e 3,0% em massa de MWCNT puros e funcionalizados foram considerados, com a formação de uma estrutura interconectada de nanotubos, destacando o comportamento pseudoplástico das amostras. A formação de uma rede percolada de nanotubos foi atingida para concentrações de 1,5 e 2,3, m/m% em compósitos de p-MWCNT/PPS e f-MWCNT/PPS, respectivamente. As análises de microscopia ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, pristine and functionalized multiwalled carbon nanotubes reinforced poly (phenylene sulfide) composites were successfully obtained by melt mixing technique. The nanostructured composites were characterized by means of electrical, thermal, mechanical, rheological, and morphological methods. The electrical conductivity of neat PPS showed an increase by 11 and 9 orders of magnitude when 3.0 and 4.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were incorporated in polymeric matrix, respectively. Moreover, the electrical percolation thresholds found on these systems were 2.1 and 3.6 wt%, suggesting the formation of three-dimensional conductive network within the polymeric matrix. The maximum crystallization temperature of PPS increased by about 19°C and 13°C due the incorporation of pristine (p-MWCNT) and functionalized filler (f- MWCNT), demonstrating the nucleating effect of the nanoparticles. Dynamic mechanical analysis showed an increase in storage modulus and glass transition temperature, due the incorporation of p-MWCNT and f-MWCNT in PPS matrix. However, it is worth to mention that the increment was bigger in p-MWCNT/PPS system. The maximum degradation temperature of PPS increased by about 14°C and 6°C due to the incorporation of 4,0 and 2,0 wt% of p-MWCNT and f-MWCNT, respectively, suggesting the formation of more thermally stable systems. The storage modulus (G') of neat PPS presented an increase by 2 orders of magnitude when 2.0 and 3.0 wt% of pristine MWCNT and functionalized MWCNT were considered, with the formation of an interconnected nanotube structure, indicative of 'pseudo-solid-like' behavior. Percolation networks formed when the loading levels achieve up to 1.5 and 2.3 wt% for the composites with pristine MWCNT (p-MWCNT/PPS) and functionalized MWCNT (f-MWCNT/PPS), respectively. In addition, for ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

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.

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

O objetivo desse trabalho foi desenvolver compósitos com micropartículas de cobre na forma esférica (MPCu-esf) e na forma de flake (MPCu-flake), com nanopartículas de cobre (NPCu) e com nanopartículas de prata + sílica (NPAg-Si), com diferentes concentrações, em matriz de poli(tereftalato de etileno)- PET. A partir dos compósitos, foram produzidos filamentos, cuja atividade antimicrobiana in vitro foi avaliada e comparada entre os compósitos. Foi utilizada a metodologia conforme norma AATCC-100 para avaliação do efeito bactericida das micro e nanopartículas metálicas nas bactérias S.aureus e Klebsiella pneumoniae para um tempo de incubação de 24 horas. As propriedades mecânicas como tenacidade e alongamento, as propriedades térmicas e ópticas também foram avaliadas com a finalidade de garantir que essas propriedades não foram afetadas de forma impedir a produção das fibras em escala industrial. Os resultados permitiram confirmar as características antimicrobianas de forma satisfatória para os nanocompósitos produzidos a partir das MPCu-esférica e das NPCu, ambos na concentração mínima de 0,022% m/m e para as NPAg+Si na concentração mínima de 0,045% m/m. Com relação às propriedades mecânicas, constatou-se pequena queda na tenacidade e aumento do alongamento para todos os compósitos. Nas propriedades térmicas, constatou-se leve redução das temperaturas de cristalização e de fusão cristalina dos compósitos com o aumento da concentração das partículas metálicas. Quanto às propriedades ópticas, observou-se que a cor a* (verde - vermelha) aumentou na direção da cor vermelha e a cor b* (azul – amarela) aumentou na direção da cor amarela com o aumento da concentração das partículas e a cor L* (opacidade) foi reduzida com o aumento da concentração das partículas. As informações obtidas a partir desse estudo serão relevantes para produção de tecidos e não tecidos para utilização médica, hospitalar, higiênicos e em vestuários. Além dessas aplicações, como o PET é utilizado também para a fabricação de embalagem de alimentos na forma de garrafas e filmes, os compósitos poderão ser explorados para obtenção de maior tempo de conservação dos alimentos. / The aim of this study was to develop composites with copper microparticles in spherical form (MPCu-esf) and flake form (MPCu-flake), with copper nanoparticles (NPCu) and silver nanoparticles (NPAg+Si) in different concentrations in the poly(ethylene terephthalate)–PET matrix. Filaments were produced from these composites, whose the antimicrobial activity in vitro was characterized and compared between the composites. The standard method was according to AATCC-100 for assessment of the bactericidal effect metallic particles in bacteria S. aureus and Klebsiella pneumoniae. A time of 24 hours for incubation was used. The mechanical properties such as tenacity and elongation, thermal and optical properties were also evaluated for the purpose of ensuring that these properties for fiber production, were not affected so as to prevent fiber production on an industrial scale. The results confirm the satisfactory antimicrobial characteristics to the nanocomposites produced from the MPCu-spherical and NPCu, both the minimum concentration of 0.022% m/m and the NPAg-Si at minimum concentration of 0.045% m/m. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all nanocomposites. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all composites. With respect to thermal properties, there was reduction in the crystallization and crystalline melting temperature for the composites with increasing concentration of the metal particles. For to optical properties, it was observed that the color a * (green - red) increased toward the red color and the b * color (blue - yellow) increased toward yellow color with increasing concentration of the particles and the color L* (brightness), reduced with increasing particle concentration. Information obtained from this study will be relevant for the production of fabrics and nonwovens for medical application, hospital, hygiene and clothing. In addition to these applications, as PET is also used for manufacturing food packaging in the form of bottles and films, the composites can be exploited for greater shelf-life of food.

O grafeno, material com duas dimensões (2D), formado por átomos de carbono hibridizados em sp2, tem atraído muita atenção da comunidade científica devido às propriedades elétricas, térmicas e mecânicas excepcionais que este material apresenta. Nanopartículas (NPs) de metais e de óxidos metálicos têm sido incorporadas sobre a estrutura do grafeno com o objetivo de obter materiais compósitos. Este trabalho teve por objetivo principal desenvolver uma nova rota para a preparação de compósitos de grafeno/NPs metálicas e de óxidos metálicos pelo método do poliol modificado, em etapa única. O óxido de grafeno (GO) foi sintetizado pelo método Hummers modificado e reduzido e esfoliado pelo processo pioliol modificado para obtenção do grafeno. Ajustou-se a metodologia proposta para que o GO obtido pudesse ser utilizado diretamente no meio reacional do processo poliol sem a necessidade de secagem e redispersão. Foram testadas diversas condições de síntese do grafeno variando-se a presença e tipo de surfactante, o solvente e diferentes condições de aquecimento. As variações de síntese permitiram observar que a presença do surfactante oleilamina aumenta a capacidade redutora do sistema e inibe a formação de outras estruturas de carbono além do grafeno e taxas de aquecimento menores favorecem a formação de grafeno em detrimento destas outras estruturas, enquanto patamares de temperatura intermediários levam à formação dessas estruturas secundárias de carbono. As sínteses foram também adaptadas para a obtenção de compósitos de grafeno/NPs de FePt e Fe3O4. Estas sínteses foram realizadas de duas maneiras: com os precursores metálicos e o GO presentes no balão desde o início da síntese e com os precursores metálicos presentes no balão desde o início da síntese e hot injection do GO. Para os compósitos, as sínteses realizadas em benzil éter (BE) favoreceram a formação de partículas. Para os compósitos de grafeno/NPs de Fe3O4, observou-se que a quantidade de precursor de Fe é crucial para a formação das NPs. Os resultados indicaram que a metodologia empregada foi muito eficiente para produção de grafeno e de compósitos de grafeno/NPs em etapa única e o processo poliol se mostrou muito versátil, de maneira que os resultados obtidos indicam que é possível obter compósitos de grafeno com qualquer sistema de NPs que venham a ser sintetizadas pelo processo poliol, apenas pelo ajuste das condições de síntese, em etapa única. / Graphene, a two dimensional material, composed only by sp2 hybridized carbon atoms, have attracted much attention of the scientific comunity due to the exceptional electrical, thermal and mechanical properties this material presents. Metallic and metal oxide nanoparticles (NPs) have been incorporated over graphene structure in order to obtain composite materials. The main goal of this work was to develop a new synthetic route to obtain graphene and metallic and metal oxide NPs composites, in one step. Graphene oxide (GO) was sinthesized by the modified Hummers method and exfoliated and reduced by the modified polyol process to obtain graphene. The proposed methodology was adjusted for the obtained GO to be used directly in the polyol process reactional means, not being necessary to dry and to redisperse the material. Several synthesis conditions were tested to obtain graphene, varying the presence of the surfactant and its type, solvent and heating rates. The synthesis diversity let us observe that the presence of oleylamine improved the reducing capacity of the system and it inhibited other carbon structures formation besides graphene. Also, smaller heating rates favor graphene formation to the detriment of these other structures, whereas intermediate temperature plateaus lead to the formation of carbon secondary structures. The synthesis were also adapted in order to obtain graphene/NPs of FePt and Fe3O4 composites. These synthesis were performed in two ways: both metallic precursors and GO present in the flask since the begining of the synthesys and only methalic precursors present in the flask since the begining of the synthsys, with a GO hot injection. Regarding the composites, synthesis performed in benzyl ether (BE) favor the particles formation. And specifically on the graphene/NPs of Fe3O4 composites, it was observed that Fe precursor quantity is decisive on the NPs formation. The results indicated that the employed methodology was very efficient to produce graphene and graphene/NPs composites in one step. And the polyol process proved to be very versatile, thereby the obtained results indicate it\'s possible to obtain graphene/NPs composites, in one step, with any NPs system that can be synthesized by the polyol process, only by adjusting the synthesis condition.