Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GARCIA_Andre_2013.pdf: 15819879 bytes, checksum: 9190fa1c1e1cd61a69da76af1922b664 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / The use of shields in real estates (buildings and houses) in Brazil and in the World, the manufacture of armored doors, shields and walls is increasing and becoming a very promising market worldwide. Nowadays, in this shield area, the use of steel as raw material in the construction of panels for levels of protection called IIA is predominant. An alternative for this material is the development of composite materials of polymer matrix reinforced with fibers. In this context, the work involves the development of panels in composite of epoxy matrixes reinforced with fiberglass and elastomeric nanoparticles. The objective of this research was comparing the performance of composite panels with and without use of the particles. The method used for molding the composite panels was the lamination of sheets with six and ten HPG (High Performance Glass) layers of fiberglass by hot pressing process, using epoxy resin (DGEBA) with nanoparticles of rubber (butadiene) in addition as a matrix. To evaluate the performance of the molded composites, mechanical tests were realized, including Tensile Strength, Flexure Strength, Interlaminar Shear Strength, Izod Impact Strength, and Ballistic Impact tests (with 40 hand gun). Beyond that, other tests were also performed: physical-chemical, rate fiber/resin, void content and mass per unit area (weight). Besides that, some DMTA (Dynamic Mechanical Thermal Analyzer) were also performed in samples of resin (matrix) and laminates. Within the laminates molded and analyzed, it can be highlighted that the laminates containing elastomeric particles in the epoxy matrix, promoted the decreasing of density about 14% and increasing of the ballistic impact strength of the laminate. / No Brasil e no mundo a utilização de blindagens em imóveis (prédios e casas), e na fabricação de portas, escudos e paredes blindadas vem aumentando e se tornando um mercado bastante promissor. Nesta área de blindagem, atualmente, predomina a utilização de aço como matéria-prima para construção de painéis para níveis de proteção balística denominados IIA. Uma alternativa para esse material é o desenvolvimento de materiais compósitos de matrizes poliméricas reforçados com fibras. Dentro deste contexto, este trabalho envolve o desenvolvimento de painéis em compósito de matriz epóxi (DGEBA) com nanopartículas de borracha reforçada com fibras de vidro HPG (High Perfomance Glass). A pesquisa teve como objetivo comparar o desempenho dos painéis compósitos com e sem a utilização das nanopartículas. O método utilizado para moldagem dos painéis compósitos foi a laminação de chapas com seis e dez camadas de fibras de vidro tipo HPG (High Performance Glass), por processo de prensagem à quente, utilizando como matriz a resina epóxi (DGEBA) aditivada com nanopartículas de borracha (butadieno). Para avaliar o desempenho dos compósitos moldados foram realizados ensaios mecânicos de resistência à tração, resistência à flexão, cisalhamento interlaminar; resistência ao Impacto Izod, ensaios de impacto balístico com pistola calibre .40 de polegada, além de ensaios físico-químicos, fração fibra/resina, concentração de vazios, densidade e gramatura. Também foram realizadas algumas análises de DMTA (análise térmica dinâmico-mecânica) em amostras da resina (matriz) e dos laminados. Dentre os laminados moldados e analisados pode-se destacar que o laminado contendo nanopartículas elastoméricas na matriz epóxi proporcionou a diminuição da densidade em torno de 14% e aumento da resistência ao impacto balístico do laminado.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El propósito de este estudio fue preparar una matriz polimérica porosa (MPP) a base de polipropileno funcionalizado recubierto con quitosano e hidroxiapatita, evaluar la respuesta del organismo frente a este compósito y establecer su capacidad para inducir osteointegración y/u osteoconducción. Para esto se utilizaron 12 ratas Sprague-Dawley divididas en 6 grupos correspondientes a las 0, 1, 2, 4, 8 y 16 semanas de cicatrización; un defecto óseo de 5x1 mm fue creado en la diáfisis proximal de ambas tibias. En el miembro derecho se implantó el compósito a evaluar y el miembro izquierdo fue el control. Los animales fueron sacrificados mediante cámara de CO2 y se les realizó un estudio radiográfico e histológico. El compósito implantado no presentó evidencias de reacción a cuerpo extraño y desde la primera semana mantuvo estrecho contacto con el tejido óseo neoformado. Las primeras dos semanas se presentó reacción periosteal masiva que penetró progresivamente los poros del implante, observándose brotes osteogénicos como condensaciones de células mesenquimáticas en un tejido conectivo muy vascularizado y neoformación trabecular dentro de los poros del implante. La neoformación ósea prosiguió y desde la octava semana comenzó la adaptación morfo-estructural del hueso nuevo. Se concluye que la MPP recubierta con quitosano e hidroxiapatita exhibió propiedades osteointegrativas al unirse estructuralmente al hueso y osteoconductivas al presentar adhesión, proliferación y diferenciación osteoblástica dentro de sus poros / FONDECYT 1080185 FONDAP 11980002

Compósitos consistindo de PVC flexível plastificado com diferentes sistemas de plastificação e reforçados com fibras de sisal, foram processados em moinho de dois rolos. Dois tipos de plastificantes foram usados, um plastificante líquido (plastificante polimérico do tipo poliéster) e um plastificante sólido permanente (copolímero etileno/ acetato de vinilal monóxido de carbono - Elvaloy®), formando dois tipos de matrizes poliméricas. Para cada matriz formada estudou-se a influência do teor de cada plastificante, tamanho e teor das fibras de sisal nas propriedades dos compósitos. As fibras usadas foram previamente lavadas com água a 80°C por uma hora. Os compósitos, com fibras aleatoriamente distribuídas, foram caracterizados através de ensaios mecânicos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Para cada uma das matrizes poliméricas estudadas, o tamanho ótimo de fibra foi de 6 mm. O uso do Elvaloy® como um plastificante sólido mostrou-se viável e promoveu um maior contato fibra-matriz nos compósitos, sendo um fator importante para a melhoria das propriedades mecânicas, principalmente para teores de plastificante acima de 40 pcr, comparado com o plastificante líquido. As análises térmicas (TGA e DSC) mostraram que a substituição do plastificante líquido pelo plastificante sólido, não afetou a estabilidade térmica tanto dos compósitos quanto das matrizes puras. Para ambas as matrizes poliméricas estudadas, ocorre o aumento do módulo elástico em função da adição de fibras de sisal, comparado com as mesmas matrizes puras / Composites consisting of flexible PVC, plasticized with two different types of plasticizers and reinforced with sisal fibres were processed on a two roIl mixing miIl. Two plasticizers were used, a liquid plasticizer (polyester polymeric) and a permanent solid plasticizer (ethylene/ vinyl acetate/ carbon monoxide copolymer - Elvaloy®), to form two kinds ofpolymeric matrices. For each one ofthese matrices, the influence of plasticizers type, plasticizers load, size and quantity of sisal fibres in the composite properties was studied. The fibres were washed using water at 80°C by one hour. The composites with randomly distributed fibres were characterized by mechanical analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). For each one of the polymeric matrices studied, the optimal size of sisal fibre was 6mm in order to have a better reinforcement, under the conditions investigated. Solid plasticizer Elvaloy® was feasible for PVC compositions and promoted a better contact fibre-matrix of the composites, increasing mechanical properties for plasticizer quantity over 40 phr, compared to the liquid plasticizer. The thermical analysis (TGA and DSC) demonstrated that the replacement of the liquid plasticizer by the solid plasticizer, does not change the thermal behavior of the composites and unloaded polymeric matrices. For both matrices the elastic moduli is increase as the sisal fibres are added, when compared to unloaded matrices

O desenvolvimento de novos materiais com fonte renovável, baixo custo, melhores propriedades físico-mecânicas e biodegradáveis tem se tornado o principal objetivo de muitas empresas e grupos de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar física, química e biologicamente um biocompósito à base de membrana de celulose com própolis. Foram preparadas membranas de celulose com própolis nas concentrações de 1,2%, 2,4% e 3,6%, secas e úmidas, realizados testes de caracterização através de Espectroscopia Vibracional na Região Infra-Vermelho, Difratometria de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise Térmica [Calorimetria Exploratória Diferencial e Termogravimetria] e análise microbiológica para S. aureus. A presença de concentrações diferentes de própolis nas membranas foi identificada nos diversos métodos utilizados e através do ensaio antimicrobiano, a concentração mínima de 0,34% de própolis foi ativo à S. aureus. Portanto, os resultados obtidos são promissores para trabalhos futuros in vivo e possíveis aplicações médicas. / The development of new materials with renewable, low cost, better physical and mechanical properties and biodegradable has become the main goal of many companies and research groups. The aim of this work was prepare and characterize physical, chemical and biologically biocomposites based at a cellulose membrane with propolis. Cellulose membranes were prepared with propolis at concentrations of 1.2%, 2.4% and 3.6%, wet and dry tests performed characterization using vibrational spectroscopy Infra-Red, X-ray Diffraction, Microscopy Scanning Electron, thermal analysis [differential scanning calorimetry and thermogravimetric] and microbiological analysis for S. aureus. The presence of different concentrations of propolis in the membranes was identified in various methods used by testing and antimicrobial, the minimum concentration of 0.34% propolis was active at St. aureus. Therefore, the results are promising for future studies in vivo and potential medical applications.

O presente trabalho busca o entendimento do aparecimento da fase cristalina em compósitos de polipropileno isotático, que contém carbonato de cálcio, em presença ou não de polipropileno modificado com anidrido maléico (PPMA). Vários tipos de CaCO3 foram utilizados: com diâmetros médios de 0,9 m, com e sem tratamento superficial, 2,5 m e 3,0 m. As duas séries de compósitos, com e sem PPMA, denominadas iPP/CaCO3/PPMA e iPP/CaCO3, foram formuladas com as seguintes razões mássicas, 94,5/5/0,5% e 95/5, respectivamente. Em ambas as séries, observou-se a ocorrência das fases cristalinas e do polipropileno; entretanto, a concentração relativa variou de acordo com o tipo de compósito. A caracterização das fases cristalinas presentes nos compósitos foi realizada utilizando a difratometria de raio-x (DRX) e análises térmicas, principalmente, calorimetria diferencial exploratória (DSC). As análises por DSC incluíram o estudo cinético da cristalização isotérmica e não isotérmica dos compósitos. Os resultados obtidos permitiram identificar os compósitos com maior concentração de fase cristalina e relacionar a sua formação com os constituintes presentes nos compósitos. / The present work aims to understand the occurrence of the beta crystalline phase in composites of isotactic polypropylene with calcium carbonate in the presence or not of polypropylene grafted maleic anhydride (PPMA). CaCO3 having different average diameter were used: 0.9 m with and without surface treatment, 2.5 m and 3.0 m. Both series of composites, one with PPMA and another without, named iPP/CaCO3/PPMA and iPP/CaCO3, were formulated at the following mass proportions: 94.5/5/0.5% and 95/5, respectively. The presence of the e crystalline phases in polypropylene were observed. However, the relative concentration of such phases depended on the composite composition. The characterization of the crystalline phases in composites were performed by using x-ray diffraction (DRX) and thermal analyses, mainly, differential scanning calorimetry (DSC). DSC analysis was used to investigate isothermal crystallization kinetic and nonisothermal crystallization kinetic. The results allowed the identification of the composites with higher concentration of crystalline phase and it was possible to attribute the phase occurrence to the presence of specific constituents of the composites.

O conjugado carbono-carbono tridimensional, devido a sua alta performance em relação às propriedades termomecânicas, e sua seleta aplicação é considerado nos dias de hoje como um material estratégico, e portanto de difícil acesso a informações quanto a sua tecnologia de obtenção e caracterização, que é de grande interesse para o setor aeroespacial. O principal objetivo conhecimentos da tecnologia caracterização mecânica do deste trabalho do processo conjugado foi adquirir de obtenção e carbono-carbono tridimensional, como sendo o primeiro passo para a independência tecnológica neste campo. O desenvolvimento do processo carbono-carbono tridimensional foi efetuado em três etapas distintas. A primeira etapa é constituída pela preparação da pré-forma, onde cabos de fibras de carbono são impregnadas com resina fenólica e arranjadas manualmente na formação de um estrutura tridirecionalortogonal (X,Y,Z). Na segunda etapa, a pré-forma é densificada através de impregnação líquida a baixa pressão em autoclave, de lOOOoC. seguida de carbonização em forno até a temperatura É nesta fase que ocorre a obtenção do carbonocarbono. Na terceira etapa, é feita outra impregnação seguida de carbonização, denominada densificação do CRFC.

As propriedades finais e aplicações dos materiais geopoliméricos dependem, dentre diversos fatores, dos precursores e do tratamento térmico. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência do tratamento térmico de amostras de um geopolímero comercial à base metacaulinita. As amostras foram preparadas nas seguintes condições experimentais: (a) cura a temperatura ambiente por 8 h e (b) cura a 55, 65 e 80 C por 1 h. Após um período de pós-cura de 28 dias a temperatura ambiente, as amostras foram analisadas por meio das seguintes técnicas: Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Absorção na Região do Infra-vermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e resistência à compressão. Além das técnicas citadas, determinou-se a densidade de Arquimedes, porosidade e distribuição de poros por Porosimetria de Mercúrio (MIP) e Picnometria de Hélio. Pode-se verificar que todas as amostras são amorfas, independentemente do tratamento térmico. A amostra preparada a 65 C apresentou a maior resistência à compressão e a maior extensão de cura que foi determinada por meio da razão entre as áreas integradas das bandas em 792 cm-1 e 469 cm-1, atribuídas aos modos normais de vibração de estiramento do alumínio tetracoordenado e de deformação do grupo Si-O, respectivamente. A presença de Al3+ tetracoordenado está relacionada à formação de geopolímeros. As análises de porosidade e distribuição dos poros mostraram que o geopolímero preparado a 65 C apresentou uma menor quantidade de poros fechados e aumento da quantidade de mesoporos. A água liberada no processo de geopolimerização é responsável pela formação de poros nas amostras. Inicialmente, a água é utilizada no processo de dissolução dos precursores.

Nos dia de hoje, estruturas leves têm sido amplamente empregadas em diversas áreas e seu uso tem crescido a cada dia. Neste contexto, os materiais compósitos são peças-chave para se atender aos requisitos de projeto devido ao seu alto potencial de serem otimizados. Os parâmetros de laminação tem um papel importante como variáveis de projeto na otimização de compósitos laminados. Isto se deve ao fato da matriz de rigidez ser linear com relação aos mesmos. O presente trabalho tem como objetivo apresentar um método de otimização baseado em um metamodelo local quadrático utilizado para estimar uma dada função objetivo. Uma formulação analítica de obtenção dos gradientes da função com relação aos parâmetros de laminação é apresentada. A região viável dos parâmetros de laminação é analisada e bancos de laminados são utilizados a fim de evitar problemas na definição das fronteiras da região viável. Um método de combinação dos bancos de laminados também é apresentado com o intuito de permitir a utilização de laminados com grande número de camadas. O algoritmo de otimização é validado para uma placa laminada sujeita a esforços de flexão e torção puras. Em seguida, o algoritmo é utilizado na otimização da placa laminada, porém sujeita a esforços combinados de flexão e torção. Todos os resultados obtidos são apresentados e discutidos em termos de projeto de estruturas aeronáuticas.

Objetivo: validar o teste de tensão de polimerização através da correlação com resultados de diferentes testes de avaliação da qualidade de interface. Métodos: Foram testados sete compósitos comerciais: cinco compósitos à base de BisGMA (Filtek Z250/3M ESPE - FZ, Heliomolar/Ivoclar Vivadent - HM, Aelite LS Posterior/Bisco - AE, Filtek Supreme/3M ESPE - SU, ELS/Saremco - EL), um à base de uretano (Venus Diamond/Heraeus Kulzer - VD) e um à base de silorano (Filtek LS/3M ESPE - LS). A resistência de união foi analisada através do ensaio de push-out. Superfícies vestibulares de incisivos bovinos receberam preparos cavitários cônicos com =3,5mm na face vestibular e =2,9mm na face lingual (ambas superfícies livres) e h=2,0 mm. A razão entre a força máxima e a área aderida foi utilizada para o cálculo da resistência de união. Para o teste de microinfiltração e análise de fendas, incisivos bovinos receberam preparos cavitários cilíndricos na face vestibular, com margens em esmalte, com =4 mm e h=1,5 mm, os quais foram restaurados em bloco único. Foram obtidas réplicas em resina epóxica das restaurações, para análise de fendas em microscopia eletrônica de varredura (MEV, 200x). Após 24 horas de armazenamento em água a 37oC, os espécimes foram submetidos ao procedimento de microinfiltração pelo AgNO3. Após seccionados duas vezes, perpendicularmente, a microinfiltração foi determinada (em mm) em estereomicroscópio (60x). A deformação de cúspides (n=10) foi analisada em preparos MOD padronizados em pré-molares superiores humanos restaurados em bloco único utilizando-se extensometria. A tensão de polimerização (n=5) foi determinada pela inserção do compósito (h=1,5mm) entre dois bastões de poli(metacrilato de metila), PMMA, ou vidro (=4 mm). A razão entre a força de contração máxima registrada e a secção transversal do bastão foi utilizada para o cálculo da tensão nominal. Os dados foram analisados utilizando-se Kruskal-Wallis para microinfiltração e fendas e ANOVA/Tukey para resistência de união, deformação e tensão (=5%). O teste de Pearson foi utilizado para verificar correlações entre as variáveis. Resultados: Os dados de resistência de união variaram entre 4,7 e 7,9 MPa. Os dados de microinfiltração média variaram entre 0,34 e 0,89 mm. A microinfiltração máxima variou entre 0,61 e 1,34 mm. A incidência de fendas variou entre 13 e 47%. A deformação de cúspides variou entre 75,2 e 96,9 s para a cúspide palatina, e 58,5 e 66,8 s para a cúspide vestibular, sem diferença estatística entre os compósitos. A tensão de polimerização variou entre 2,5 e 4,4 MPa para o PMMA, e 2,1 e 8,2 para o vidro. Foram observadas correlações entre tensão e os testes de qualidade de interface apenas quando o compósito à base de silorano foi removido das análises. Essas correlações foram mais fortes quando o PMMA foi utilizado como substrato de colagem. Conclusões: Dentro das limitações deste estudo, pode-se concluir que a tensão desenvolvida em um sistema de teste utilizando PMMA como substrato de colagem é um preditor da qualidade de interface de restaurações realizadas in vitro utilizando de compósitos à base de dimatcrilatos. / Aim: to validate the polymerization stress test through correlations with the results from different interfacial quality tests. Methods: Seven comercial composites were tested. Five composites based on BisGMA (Filtek Z250/3M ESPE - FZ, Heliomolar/Ivoclar Vivadent - HM, Aelite LS Posterior/Bisco - AE, Filtek Supreme/3M ESPE - SU, ELS/Saremco - EL), one based on urethane (Venus Diamond/Heraeus Kulzer - VD) and one silorane based (Filtek LS/3M ESPE - LS). Bond strenght was evaluated by push-out test. Bovine incisors received conical cavities with =3,5mm on buccal surface and =2,9mm on lingual surface (both free surfaces) and h=2,0 mm. The ratio of maximum force and the adhered area was used for bond strength calculation. For the microleakage test and gap formation analysis, bovine incisors received cylindrical cavities with =4 mm and h=1,5 mm. Epoxy resin replicas were obtained of the buccal surface of restorations, to analysis gap formation using scanning electron microscopy (SEM, 200x). After 24 hours storage in water at 37oC, specimens were submitted to the microaleakage protocol by AgNO3. After sectioned twice perpendicularly, microleakage was determined using stereomicroscope (60x). The cusp deformation (n=10) was analysed in standardized MOD cavities in human upper premolars using strain gagea. Polymerization stress (n=5) was determined by the insertion of the composite (h=1,5mm) between rods of poly(methyl methacrylate), PMMA, or glass (=4 mm). The ratio of the maximum force of contraction recorded and the cross-sectional area of the rod were used the calculate the nominal stress. Data were analysed using Kruskal-Wallis for microleakage and gaps, and ANOVA/Tukey for bond strength, deformation and stress (=5%). Pearson test was used to verify correlations between variables. Results: Bond strenght data varied from 4,7 to 7,9 MPa. Average microleakage data varied from 0,34 to 0,89 mm. Maximum microleakage data varied from 0,61 to 1,34 mm. Gap data varied from 13 to 47%. Cusp deformation data varied from 75,2 to 96,9 s for lingual cusp, and 58,5 to 66,8 s for buccal cusp, without significant statical difference among composites. Polymerization stress data varied from 2,5 to 4,4 MPa for PMMA, and 2,1 to 8,2 for glass. Correlation were observes between stress and interfacial quality tests only when the LS composite was removed from the analysis. These correlations were stronger when PMMA was used as bonding substrate. Conclusions: Within the limitations of this study, the stress developed when the PMMA is used as bonding substrate is a predictor of interfacial quality tests analyzed, in restorations using dimethacrylates based composites.

O presente trabalho busca o entendimento do aparecimento da fase cristalina em compósitos de polipropileno isotático, que contém carbonato de cálcio, em presença ou não de polipropileno modificado com anidrido maléico (PPMA). Vários tipos de CaCO3 foram utilizados: com diâmetros médios de 0,9 m, com e sem tratamento superficial, 2,5 m e 3,0 m. As duas séries de compósitos, com e sem PPMA, denominadas iPP/CaCO3/PPMA e iPP/CaCO3, foram formuladas com as seguintes razões mássicas, 94,5/5/0,5% e 95/5, respectivamente. Em ambas as séries, observou-se a ocorrência das fases cristalinas e do polipropileno; entretanto, a concentração relativa variou de acordo com o tipo de compósito. A caracterização das fases cristalinas presentes nos compósitos foi realizada utilizando a difratometria de raio-x (DRX) e análises térmicas, principalmente, calorimetria diferencial exploratória (DSC). As análises por DSC incluíram o estudo cinético da cristalização isotérmica e não isotérmica dos compósitos. Os resultados obtidos permitiram identificar os compósitos com maior concentração de fase cristalina e relacionar a sua formação com os constituintes presentes nos compósitos. / The present work aims to understand the occurrence of the beta crystalline phase in composites of isotactic polypropylene with calcium carbonate in the presence or not of polypropylene grafted maleic anhydride (PPMA). CaCO3 having different average diameter were used: 0.9 m with and without surface treatment, 2.5 m and 3.0 m. Both series of composites, one with PPMA and another without, named iPP/CaCO3/PPMA and iPP/CaCO3, were formulated at the following mass proportions: 94.5/5/0.5% and 95/5, respectively. The presence of the e crystalline phases in polypropylene were observed. However, the relative concentration of such phases depended on the composite composition. The characterization of the crystalline phases in composites were performed by using x-ray diffraction (DRX) and thermal analyses, mainly, differential scanning calorimetry (DSC). DSC analysis was used to investigate isothermal crystallization kinetic and nonisothermal crystallization kinetic. The results allowed the identification of the composites with higher concentration of crystalline phase and it was possible to attribute the phase occurrence to the presence of specific constituents of the composites.