Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5163.pdf: 11516846 bytes, checksum: 03f054efca1b0f8ca8ec44ede8d31fad (MD5) Previous issue date: 2012-04-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Thermoplastic composites reinforced with short glass fibers, to be used in technical engineering applications, usually requires a good balance of properties, such as strength and tenacity. For the case of the composite of polypropylene reinforced with glass fibers, which presents a superior cost/mechanical performance when compared to other composites with matrices like polyamide and polyesters, high mechanical performance can only be achieved by an increase in fiber-polymer interfacial interaction, which is low due to the non-polar character of the PP matrix. This problem was solved by the adequate use of aminosilane coupling agent combined with an interfacial compatibilizer and its ideal content, which defines the balance between properties like strength and tenacity, still is a matter that needs further investigation. Therefore, the main goal of the present work was to evaluate the influence of maleated PP (PP-g-MAH) compatibilizer on short therm mechanical properties (tensile, flexural and impact strength) and on mechanical fracture mechanism, through the analysis of essential work of fracture (EWF), in composites of PP reinforced with equivalent fiber contents (30% in weight in the composite) of two types of glass fibers with different sizings, one compatible with matrices consisting of PP (GF968) and the other compatible with polar matrices such as polyamides (GF983). The tensile, flexural and impact strength analysis along with SEM microscopy, showed that the failure in these composites is due to achieving the maximum shear strength of the interface between the matrix and the PP-co-siloxane copolymer interphase. The results of EWF showed that the main contribution to the process of deforming energy dissipation it s attributed to the specific essential work of fracture (we), during the creation of new surfaces, associated to the mechanism of decoupling, pullout and fiber-polymer interface/interphase deformation. / Compósitos de termoplásticos reforçados com fibras de vidro curtas (TPRFVc), empregados em aplicações técnicas de engenharia, normalmente requerem um bom balanço de propriedades de rigidez, resistência e tenacidade. Para o caso do compósito de polipropileno reforçado com fibras de vidro curtas (PP/FV) o qual apresenta uma relação custo/desempenho mecânico superior em relação a outros compósitos de matrizes tais como poliamidas e poliésteres, alto desempenho mecânico só pôde ser assegurado a partir de um aumento da interação interfacial fibra-polímero que é baixa devido ao caráter apolar da matriz de PP. Este problema foi resolvido através do uso de adequado agente de acoplagem aminosilano combinado com um compatibilizante interfacial e, seu teor ideal, que define o equilíbrio das propriedades de rigidez e tenacidade, ainda é um tema que carece de investigação. Sendo assim, o principal objetivo deste trabalho foi o de avaliar a influência do teor do compatibilizante de PP maleado (PP-g-MAH) em propriedades mecânicas de curta duração (resistência à tração, flexão e impacto) e no mecanismo de fratura mecânica, através da análise de trabalho essencial de fratura (EWF), em compósitos de PP reforçado com teores equivalentes (30% em peso) de dois tipos de FV curta pré-tratada com encimagens distintas; uma compatível com matrizes de PP (FV968) e outra compatível com matrizes polares de poliamidas (FV983). A análise de propriedades de resistência à tração, flexão e ao impacto conjuntamente com microscopia MEV mostrou que a falha nestes compósitos se deve ao alcance da máxima resistência ao cisalhamento na interface matriz-interfase de copolímero de PP-co-siloxano. Os resultados da técnica de EWF indicam que a principal contribuição ao processo de dissipação de energia deformacional é atribuída ao trabalho essencial de fratura específico (we), durante a criação de novas superfícies, associado aos mecanismos de desacoplamento e arrancamento das fibras e de deformação da interface/interfase fibra-polímero.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5709.pdf: 6962111 bytes, checksum: d33dca3369b5b5bf200e07f7f903b9b9 (MD5) Previous issue date: 2013-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The main objective of this work was to analyze the viability of the recycling of post-industrial packaging scraps, compounded by multilayer laminated films of PET-HDPE, for production of polymer blends with good physical-mechanical performance. Initially, several PET-HDPE model-blends were developed utilizing pure resins, in which had similar characteristics to the polymers that are effectively utilized by the cosmetic industry that generate the scraps. The model-blends were produced in diverse formulations, starting from a 2² full factorial design of experiments (DOE) and expanding it afterwards to a central composite design, in which varied the PET/HDPE ratio from 0 to 100 wt%. Polyolefin compatibilizers based on glycidyl methacrylate (E-GMA) and maleic anhydride (PE-g-MA) have been used to promote the compatibilization reaction between PET and HDPE. The physical-mechanical properties of the model-blends were evaluated by means of response surface methodology (RSM), a scientific tool that provides a multivariate data analysis. Finally, the post-industrial plastic scraps were diluted in the same compatibilizer concentrations that defined the best conjunct of physical-mechanical properties for the model-blends. The DOE methodology showed to be a useful tool for assessing the recycling of post-industrial scraps, since it was possible to obtain recycled materials with considerable physical-mechanical properties. The deformation at yield enhanced with compatibilizers concentration, while the Young modulus diminished. The utilization of 10 wt% of PE-g-MA enhanced 12x the values of deformation at break, while the use of 10 wt% of E-GMA barely doubled the values of the property. Additionally, the blends compatibilized with PE-g-MA also showed a better performance under impact test. The utilization of 15 wt% of PE-g-MA enhanced the Izod impact resistance in 250%. The better performance of maleic anhydride based compatibilizer (PE-g-MA) is due to the possible presence of nylon-6 at the structure of the scraps, which undergoes a kinetically favorable chemical reaction, facilitating the compatibilization between the components. Finally, one could be demonstrated that starting from a technological premise it s possible to develop scientific models that optimize the recycling route of multilayer flexible packaging films that arise from cosmetic industry. / O presente trabalho teve por objetivo propiciar a reciclagem de aparas de embalagens flexíveis descartadas, compostas por filmes multicamadas laminados de PET-HDPE, para a produção de blendas poliméricas com bom desempenho físico-mecânico. Para isso, inicialmente foram desenvolvidas blendas-modelos de PET-HDPE partindo de polímeros puros, os quais possuíam características similares aos polímeros que efetivamente são utilizados pela indústria cosmética geradora das aparas. As blendas-modelos foram desenvolvidas em diversas formulações, partindo-se de um design de experimentos (DOE) do tipo fatorial completo 2², e posteriormente expandindo-o para um planejamento do tipo composto central, o qual varreu a faixa de composição PET/HDPE de 0 a 100%. Compatibilizantes poliméricos olefínicos à base de metacrilato de glicidila (E-GMA) e anidrido maleico (PE-g-MA) foram utilizados para promover a compatibilização do PET com o HDPE. As propriedades físico-mecânicas das blendas-modelos foram avaliadas com base na metodologia de superfícies de resposta (RSM), uma ferramenta estatística que permite a análise multivariada de dados. Finalmente, as aparas plásticas pós-industriais foram diluídas nas mesmas concentrações dos compatibilizantes que definiram o melhor conjunto de propriedades para as blendas-modelos. O design de experimentos mostrou-se como útil ferramenta para a avaliação da reciclagem de aparas plásticas pós-industriais, uma vez que, partindo do material reciclado, foi possível obter blendas com propriedades físico-mecânicas consideráveis. A deformação no escoamento aumentou com a concentração dos compatibilizantes, ao passo que o módulo de elasticidade diminuiu. A utilização de 10 wt% de PE-g-MA aumentou em mais de 12 vezes a deformação na ruptura das blendas, enquanto que o uso de 10 wt% de E-GMA apenas dobrou os valores dessa propriedade. As blendas compatibilizadas com PE-g-MA também apresentaram melhor resistência ao impacto, sendo que formulações com 15 wt% aumentaram essa propriedade em mais de 250%. O melhor desempenho do compatibilizante de PE-g-MA na reciclagem das aparas pode estar associado à presença de nylon-6 no reciclado que, por sua vez, reage com os anéis succínicos do compatibilizante a uma cinética mais rápida. Finalmente, demonstrou-se que partindo de uma premissa puramente tecnológica é possível desenvolver modelos científicos que otimizam a rota de reciclagem de embalagens flexíveis de filmes multicamadas laminados oriundos do setor cosmético.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T19:44:59Z No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) Previous issue date: 2014-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The main objectives of this project were to study the morphology, the crystallization kinetics and to monitor on-line the crystallization during the injection molding process using an optical system of nanocomposites of high density polyethylene (HDPE) with three different inorganic particles: montmorillonite nanoclay, halloysite nanotubes and faujasite type zeolite. The optical system allowed analyzing the crystallization process by the changes of the optical properties during the solidification of the materials. The nanocomposites were prepared by melt intercalation in a twin-screw extruder. The resultant structures were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and rheological properties. The extruded nanocomposites developed intercalated and well distributed structures. Crystallization kinetics studies were done by differential scanning calorimetry (DSC) and rheological measurements. It was concluded that the nanoparticles in quiescent conditions accelerated the overall crystallization of HDPE, acting as nucleating agents. The nucleating effect of these particles was predominant over the HDPE crystallization and they also modified the nucleation mechanism and the crystal morphology in some conditions. From the studies of flow induced crystallization, it was observed again that the nanoparticles accelerated the crystal growth rate. In this case it was attributed to the weak forces between the polymer chains and the surface of the nanoparticles. Finally, the nanocomposites’ crystallization was monitored during the injection molding process. The optical system showed that the nanoparticles accelerated the crystallization of HDPE; the optical results were correlated with the morphology of the injection molded samples. / Neste projeto estudou-se a morfologia e a cinética de cristalização quiescente e induzida por fluxo de nanocompósitos de polietileno de alta densidade (HDPE) contendo nanocargas com diferentes geometrias: nanotubos de haloisita, lamelas de montmorilonita e nanocubos de zeólita do tipo faujasita. Utilizando-se um teor de nanocarga fixo e avaliando-se, em menor escala, a influência da presença ou não de tratamento orgânico superficial, nanocompósitos posteriormente preparados em uma extrusora de rosca dupla corrotacional foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e propriedades reológicas. Em seguida, estes nanocompósitos foram injetados em diferentes condições de processamento, variando- se a vazão de injeção, a temperatura do molde e a pressão de empacotamento; ao mesmo tempo em que a cinética de cristalização foi monitorada “on-line” através de um sistema ótico que permitiu a análise da cinética de cristalização através das mudanças de propriedades óticas desses materiais durante a solidificação. Após a moldagem por injeção, as amostras foram caracterizadas. Observou-se que as nanopartículas, em condições quiescentes, aceleraram a cristalização global do HDPE, agindo como agentes de nucleação, e modificaram também o mecanismo de nucleação e a morfologia dos cristais. Sob a presença de fluxos cisalhantes, as nanocargas também mostraram uma tendência em antecipar a formação de núcleos, através da orientação molecular, uma vez que as interações entre os componentes dos nanocompósitos foram bastante fracas. O sistema ótico, por sua vez, permitiu concluir o efeito acelerador da cristalização global das nanopartículas, e as posteriores análises de difração de raios-x de baixo ângulo (SAXS) permitiram observar as diferentes orientações preferenciais das lamelas cristalinas em função dos parâmetros de injeção e da influência das nanopartículas.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4444175 bytes, checksum: 4c54c7974911a1f247d991755f5572b3 (MD5) Previous issue date: 2011-05-13 / Problems related to the design, as detailing insufficient information and of compatibility or coordination failures, are causes of large portion of losses of efficiency in building construction. As a result, in this essay was performed the study of two public buildings and exploration of design process in three building in Viçosa-MG. Public works, are presented two studies: one of the Engineering Laboratory Building and another building of the Center for Humanities II. At first, the analysis was made of the executive design, with evaluation of projects, incompatibilities between the various disciplines of design, and the presentation of the masonry design. The second, we present and discuss the incompatibility errors design discovered during construction. A team of technical reports guides both studies from Universidade Federal de Viçosa (UFV). In the three companies in the city of Viçosa-MG, was performed a survey of the design process, whereby could be studied several points related to the design and its consequences for the production of a building. This survey included: discussion of the design and its implementation; projects performed by companies, executive design developed by the company, understanding and use of constructive rationalization, design coordination and compatibility by companies, and the construction from the design developed by companies. The observed in the cases studied in the public and private companies confirms the need and importance of coordination in the design process and the essential compatibility of executive design for the production of a building, essential aspects for efficiency and achievement of quality in execution and use of buildings. / Problemas relacionados com projeto, como detalhamento insuficiente das informações e falhas de compatibilização ou coordenação, são causas de grande parcela das perdas de eficiência na construção de edifícios. Em função disso, neste trabalho, foram realizados o estudo de projetos de dois edifícios públicos e a prospecção de processo de projetos em três construtoras de Viçosa-MG. Das obras públicas, são apresentados dois estudos: um do Edifício de Laboratórios de Engenharia e outro do Edifício do Centro de Ciências Humanas II. No primeiro, foi feita a análise do projeto executivo, com avaliação dos projetos, das incompatibilidades entre os projetos das várias disciplinas, e a apresentação do projeto de alvenaria. Quanto ao segundo, apresentam-se e discutem-se os erros de incompatibilidades de projeto percebidos durante a execução da obra. Ambos os estudos são pautados por relatórios técnicos de uma equipe da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Nas três empresas da cidade de Viçosa-MG, foi realizada uma prospecção do processo de projetos, por meio da qual puderam ser estudados vários pontos relacionados ao projeto e suas consequências para a produção de um edifício. Dessa prospecção consta: discussão relativa a projeto e sua execução; projetos executados pelas empresas; projetos executivos elaborados pelas empresas; entendimento e uso da racionalização construtiva, da coordenação e da compatibilização de projetos pelas empresas; e a construção dos projetos elaborados pelas empresas. O constatado nos casos estudados nos setores público e privado confirma a necessidade e a importância de uma coordenação no processo de projetos e a indispensável compatibilização dos projetos executivos para a produção de um edifício, aspectos indispensáveis para a eficiência e obtenção da qualidade na execução e uso de edificações.

Polímeros líquido-cristalinos (LCPs) e poliestirenos comerciais são imiscíveis. A literatura relata melhoria na miscibilidade dessas blendas através da utilização de polímeros modificados. Misturas de polímeros com baixa massa molar são mais miscíveis do que blendas similares com polímeros de alta massa molar. Neste trabalho, blendas de poliestireno sintetizado com baixa massa molar (Mv = 11000 e 70000 g/mol) e poliestireno comercial (Mv = 223000 g/mol) e polímero líquidocristalino termotrópico sintetizado, poli(metil-1,4-dioxifenileno 4,4\'-dicarbonil-1,10- dibenzoil-oxi-decano) (Mn = 9500 g/mol, Mw = 24000 g/mol, Mw/Mn = 2,5), foram preparadas por solubilização em clorofórmio e por coprecipitação. A ocorrência ou não da miscibilidade nas amostras foram estudadas através da viscosimetria, de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA). Os resultados obtidos foram comparados com as micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises quantitativas das micrografias MEV das misturas de LCP com PS 11000 g/mol revelaram que os diâmetros das partículas de PS variaram de 27 a 52 nanômetros em blendas (PS/LCP) com composição relativa em massa de 70/30, 50/50, 30/70, formando uma estrutura micro-heterogênea. Já as misturas formadas com PS com Mv = 70000 g/mol apresentaram estrutura cocontínua para as mesmas composições de blendas, que confirmam a imiscibilidade das mesmas, conforme observado por DSC e DMTA. / Liquid crystal polymers (LCPs) and commercial polystyrene blends are known to be immiscible. The literature reports improvements on miscibility through polymer modification. Mixtures of amorphous isotropic polymers with low molar mass are more miscible than similar blends with high molar mass polymers. In this work, blends of synthesized polystyrenes with low molar masses (Mv = 11000 e 70000 g/mol) and commercial polystyrene (Mv = 223000 g/mol), and synthesized thermotropic liquid crystal polymer poly(methyl-1,4-dioxiphenylene-4,4\'-dicarbonyl- 1,10-dibenzoyl-oxydecane), (Mn = 9500 g/mol, Mw = 24000 g/mol, Mw/Mn = 2.5) were prepared by solubilization in chloroform and co-precipitation. The presence or absence of miscibility in the samples were studied by viscometry, differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanic thermal analysis (DMTA). The results are compared to the morphology observed by scanning electron microscopy (SEM). Quantitative analysis of the micrographs of the blends by SEM showed that the blends with PS 11000 g/mol showed diameters of the PS particles in the range 27-52 nanometers at all compositions, forming a micro-heterogeneous structure. In contrast, the blends formed with PS Mw = 70000 g/mol showed co-continuous structure for the blends, confirming the immiscibility as observed by DSC and DMTA .

A indústria de plástico tem reconhecido que novos materiais podem ser produzidos por meio da mistura de polímeros dando origem às chamadas blendas poliméricas. Estes materiais, em geral, apresentam uma melhoria das propriedades em relação às dos polímeros que formam a blenda. Freqüentemente, as blendas são produzidas a partir de polímeros imiscíveis, os quais apresentam fases, microestruturas ou morfologias diferentes. A melhoria da miscibilidade entre os componentes da blenda, o que leva a um melhor desempenho, denomina-se compatibilização. Esta compatibilização pode ser feita por meio de processos químicos ou utilizando radiação ionizante. O presente trabalho tem como objetivo central o estudo do efeito da radiação ionizante de feixe de elétrons na blenda polimérica formada por poliamida PA 6,6 e polietileno de baixa densidade PEBD na proporção, respectivamente, de 75%/25% em peso, quando esta é submetida a diferentes doses de radiação no intervalo entre 50 kGy e 250 kGy. O efeito da compatibilização, induzida pela radiação ionizante, foi avaliado por meio de ensaios mecânicos que mostraram uma melhoria nas suas propriedades de tração e dureza e pela diminuição da resistência ao impacto das amostras irradiadas. Este comportamento mecânico pode ser atribuído à ação combinada da reticulação induzida na estrutura molecular dos polímeros que formam a blenda e ao aumento da miscibilidade destes componentes na blenda irradiada. O grau de compatibilização induzido pela radiação ionizante foi avaliado determinando-se as temperaturas de transição vítrea (Tg) dos componentes da blenda por meio de análise dinâmico mecânica (DMA). Dos resultados obtidos constatou-se que os valores de Tg dos polímeros PA 6,6 e PEBD se aproximaram em 8ºC, indicando que a radiação ionizante produziu efeito de compatibilização na blenda irradiada. / The plastic industry has recognized that mixture of polymers, called polymeric blends, yields new materials with improve properties and better features of those of the polymer blended. In most of the cases, blends are formed by immiscible components presenting separated phases, micro-structures or morphologies. One of the main factors for good mechanical performance is the interfacial adhesion of the blend components. The improvement of miscibility between the polymer components and the enhancement of blend performance is denominated of compatibilization. This compatibilization can be achieved by chemical methods or using ionizing radiation. The present work has as a main objective the study of the effect of the ionizing radiation from electron beam in the compatibilization of the polyamide (PA) 6.6 and low density polyethylene (LDPE) 75%/25% wt blend, in the range of applied doses from 50 to 250 kGy. The compatibilization effect was evaluated by mechanical test, which has shown improvement in the tensile strength and hardness properties and a reduction of the impact resistant. This mechanical behavior can be considered as a combination effect of the cross-linking, induced in the molecular structure on the polymers, and the increase of the miscibility of the blend components. The degree of compatibilization was evaluated by the behavior of the glass transition temperatures (Tg) for the blend components obtained by dynamic mechanical analysis (DMA) measurements. The results have shown that the values of Tg for PA 6.6 and LDPE get near by 8oC, showing that the ionizing radiation have promoted a compatibilization effect on the irradiated blend.

A reciclagem de resíduos sólidos tem se tornado cada vez mais relevante devido a alguns fatores como os impactos ambientais ocasionados com o seu descarte inadequado, ao rigor crescente de legislação específica e ao custo elevado para o gerenciamento apropriado destes resíduos. Na área de materiais poliméricos, os resíduos poliméricos podem ser de origem pósconsumo ou pós-industrial. Alguns rejeitos industriais poliméricos possuem características estruturais ou químicas que impossibilitam o seu reaproveitamento direto no processo que o gerou, como é o caso filmes multicamadas de polietileno de baixa densidade (PEBD) com poliamida 6 (PA6), usados para a produção de embalagens. O presente trabalho teve como objetivo central o reaproveitamento de rejeitos de filmes multicamadas de PEBD com PA6 na forma de blendas recicladas destes polímeros, fazendo uso de agente compatibilizante e variação na composição das blendas com a incorporação de PA6 virgem, a fim de produzir materiais com propriedades adequadas e custo compatível para a aplicação comercial. O desenvolvimento experimental foi dividido em três etapas que consistiram na avaliação do teor mais adequado de agente compatibilizante de fases da blenda (etapa 1), na determinação do comportamento das propriedades das blendas não compatibilizadas em diferentes composições de rejeito do filme multicamada e PA6 virgem (etapa 2) e na associação do uso de compatibilizante com variação das composições das blendas (etapa 3). A partir da execução experimental das atividades das etapas 1 e 2 do trabalho foi possível determinar que o teor de 2,5% do agente compatibilizante polietileno grafitizado com anidrido maleico (PEg- AM) é o mais adequado para compatibilizar as blendas poliméricas e que a maioria das suas propriedades das blendas apresentam um comportamento próximo ao aditivo linear, que leva em consideração somente as propriedades iniciais dos componentes poliméricos PEBD e PA6 isolados. Os diversos materiais gerados no desenvolvimento desta pesquisa apresentam desempenho de propriedades e custo de produção variáveis em função do teor de PA6 nas blendas, que podem viabilizar o uso deste material reciclado em aplicações comerciais específicas. / Recycling of solid waste has been an important issue due to some factors such as environmental damage caused by inappropriate discards, increasing rigor of specific legislation and high cost to the appropriate management of these waste. Polymeric waste can be originated from post-consume or post-industrial sources. Some polymeric waste have chemical or structural characteristics that difficult their direct reuse in the same productive process such as multilayer film of low density polyethylene (LDPE) and polyamide 6 (PA6), which are used for packing. The aim of this work has been the study the mechanical recycling of multilayer films of PEBD and PA6 as PEBD/PA6 blends with adequate properties and compatible cost for commercial applications. The experimental development has been performed in 3 steps, which correspond to evaluation of more adequate content of compatibilizer agent for interface of blends (step 1), determination of behavior of the properties of blends without compatibilizer agent on different compositions of waste form multilayer films (step 2) and production of blends with compatibilizer agent graphitized polyethylene with maleic anhydride (PE-g-MA) (step 3). Has been verified that the content of 2.5% of PE-g-MA is more adequate to be used in the compatibilization of recycled PEBD/PA blends and that the performance of the blends dependents of the content of PA6 in the material. The recycled materials have potential for commercial applications.

Os resíduos de pneus inservíveis representam um problema ambiental por possuírem um elevado potencial poluidor quando descartados de maneira inadequada no meio ambiente ou queimados indiscriminadamente. Este problema é agravado se forem considerados a quantidade imensa de resíduos de pneus que é gerada a cada ano no planeta e o longo tempo de decomposição deste tipo material quando disposto no meio ambiente. A solução mais adequada para os resíduos de pneus inservíveis é ampliar a reutilização e a reciclagem, buscando alternativas que agreguem valor econômico ao resíduo e com menor impacto ambiental. Uma alternativa para a reciclagem de borracha de pneus é a preparação de compósitos de argamassa com agregado de borracha. Embora este tipo de material tenha grande potencial de uso em função do baixo custo de produção e da possibilidade de conferir novas propriedades às argamassas e concretos, a modificação de propriedades importantes das argamassas, devido à incompatibilidade dos componentes da argamassa com o agregado de borracha, tem sido uma barreira para o desenvolvimento e aplicação do material. Com base neste desafio, a presente tese teve como objetivo central estudar a compatibilização de compósitos de argamassa contendo quantidades variadas de agregado de borracha reciclada de pneus empregando resinas termorrígidas do tipo epoxídica, fenólica e poliéster insaturada como agentes de acoplamento da borracha com a matriz cimentícia. Diversos métodos de preparo e técnicas caracterização foram utilizados com o propósito de conhecer em detalhes as características e propriedades do sistema e o comportamento dos materiais em função da composição e do emprego dos diferentes agentes de acoplamento. Verificou-se que as resinas termorrígidas usadas como agentes de acoplamento promovem uma adesão eficiente entre a superfície das partículas de borracha e a argamassa, produzindo mudanças significativas nas propriedades do material quando comparadas aos dos compósitos não compatibilizados. Assim, o uso de resinas termorrígidas como compatibilizantes de argamassas com agregados de borracha reciclada apresenta-se como alternativa para melhorar propriedades especifícas do material e proporcionar aplicações especiais com benefícios ambientais. / Waste tires are an environmental problem because they have a high polluting potential when improperly discarded in the environment or burned indiscriminately. The most appropriate solution for wastes waste is to increase reuse and recycling, seeking alternatives that add economic value to the waste and with less environmental impact. An alternative to rubber tire recycling is the preparation of composite mortar with rubber aggregate. Although this type of material has great potential for use due to the low cost of production and the possibility of conferring new properties to mortars and concretes, the modification of important mortar properties due to the incompatibility of the mortar components with the rubber aggregate, has been a barrier to the development and application of the material. Based on this challenge, the main objective of this thesis was to study the compatibilization of mortar composites containing different amounts of recycled rubber tire aggregates, using thermoset resins of the epoxy, phenolic and unsaturated polyester as coupling agents for rubber with the cement matrix. Several methods of preparation and characterization techniques were used in order to know in detail the characteristics and properties of the system and the behavior of the materials in function of the composition and the use of the different coupling agents. It has been found that the thermosetting resins used as coupling agents promote an efficient adhesion between the surface of the rubber particles and the mortar, producing significant changes in the properties of the material when compared to the non-compatibilized composites. Therefore, the use of thermosetting resins as compatibilizers of mortars with recycled rubber aggregates presents as an alternative to improve specific properties of the material and to provide special applications with environmental benefits.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3389.pdf: 4509591 bytes, checksum: 1b73995d4885804e38b608030ab546cd (MD5) Previous issue date: 2009-09-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / Poly(ethylene terephthalate) (PET) is a semi-crystalline thermoplastic widely used for packaging of aereted soft drinks, which makes the recycling of post-consumer PET material necessary to prevent the negative environmental impact of its disposal. The recycling of PET as an engineering thermoplastic can be accomplished by the incorporation of glass fiber (GF) and elastomeric impact modifier to the PET matrix, forming a ternary hybrid composite. To assure an appropriate balance of mechanical properties of stiffness, strength and toughness in this composite, it is important that the GF and rubber particles are dispersed separately in the matrix, avoiding the encapsulation of the fibers by the rubber phase and promoting, simultaneously GF reinforcement and rubber toughening mechanisms. In this work, the influence of selective interfacial compatibilization on the mechanical properties of hybrid composites of recycled PET was studied, as the matrix polymer was modified with reactive olefin elastomers of E-MA-GMA and E-EA-MAH, as well as with short GF treated with either epoxy (FV952) or aminesilanes (FV983). Ternary systems of PET/E-MA-GMA/FV952, PET/E-MA-GMA/FV983 and PET/E-EA-MAH/FV983 were compounded in a twin-screw corotating ZSK-30 extruder and, depending on the relative reactivities of PET s chain-end groups with the functionalities present on the GF surfaces and in the E-MA-GMA and E-EA-MAH terpolymers, the GF is encapsulated or not by the elastomer phase and, consequently, the mechanical properties of the hybrid composites are affected differently. Mechanical tests and torque rheometry data indicated high reactivity between PET and E-MA-GMA terpolymer, and low reactivity with the E-EA-MAH. Analysis of tensile and Izod impact tests results, as well as from fiber-polymer interfaces observations by SEM, indicated good fiber-polymer adhesion in PET/E-MA-GMA/FV952 and PET/E-MA-GMA/FV983 systems, and fiber encapsulation by rubber particles in the case of the PET/E-EA-MAH/FV983 system. / O poli(tereftalato de etileno) (PET) é um termoplástico semi-cristalino largamente utilizado na fabricação de embalagens de refrigerantes, a ponto de necessitar a sua reciclagem pós-consumo para evitar impacto ambiental negativo do seu descarte. A reciclagem do PET como um termoplástico de engenharia pode ser realizada mediante a incorporação de reforço de fibra de vidro (FV) e modificador de impacto elastomérico à matriz de PET, formando um compósito híbrido ternário. Para assegurar um adequado balanço de propriedades mecânicas de rigidez, resistência e tenacidade neste compósito é importante que as fibras de vidro e as partículas de borracha estejam dispersas separadamente na matriz, evitando o encapsulamento da FV pela borracha e promovendo, simultaneamente, mecanismos de reforço mecânico com FV e tenacificação com partículas de borracha. Neste trabalho é analisada a influência da compatibilização interfacial seletiva nas propriedades mecânicas de compósitos híbridos de PET reciclado modificados com elastômeros olefínicos reativos E-MA-GMA (polietileno-co-acrilato de metila-co-metacrilato de glicidila) e E-EA-MAH (polietileno-co-acrilato de etila-co-anidrido maléico), assim como com FV s curtas contendo tratamentos superficiais de silanos epóxi (FV952) ou amino-funcionais (FV983). Sistemas ternários de PET/E-MAGMA/ FV952, PET/E-MA-GMA/FV983 e PET/E-EA-MAH/FV983 foram preparados numa extrusora dupla rosca corrotacional ZSK-30 e, dependendo da reatividade relativa entre as funcionalidades presentes na superfície das FV s, nos terpolímeros E-MA-GMA e E-EA-MAH, e dos grupos co-reativos finais de cadeia do PET, a FV é encapsulada ou não pelo elastômero e, consequentemente, as propriedades mecânicas dos compósitos híbridos são afetadas de maneira distinta. Ensaios mecânicos e de reometria de torque indicaram alta reatividade entre o PET e o terpolímero E-MA-GMA, e baixa reatividade com o E-EA-MAH. A análise de resultados dos ensaios mecânicos de tração e impacto Izod, assim como das interfaces fibra-polímero observadas em MEV, indicou a ocorrência de boa adesão das fibras nos sistemas de PET/E-MA-GMA/FV952 e PET/E-MA-GMA/FV983, e encapsulamento da FV pela fase elastomérica no sistema de PET/E-EA-MAH/FV983.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-13T13:52:59Z No. of bitstreams: 1 DissLHS.pdf: 5329246 bytes, checksum: bf67aefa7ab3954057f79b20b3f10988 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:47:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLHS.pdf: 5329246 bytes, checksum: bf67aefa7ab3954057f79b20b3f10988 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:47:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLHS.pdf: 5329246 bytes, checksum: bf67aefa7ab3954057f79b20b3f10988 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T13:47:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLHS.pdf: 5329246 bytes, checksum: bf67aefa7ab3954057f79b20b3f10988 (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / Não recebi financiamento / Currently, there has been a search for economically viable and sustainable products in various market segments. Lighter materials that can be recycled have become a strategic issue for many industries. In this sense, the utilization of lignocellulosic fibers in polymeric composites, are becoming increasingly viable as substitutes for inorganic minerals reinforcements, mainly glass fibers. In this study, polypropylene (PP) natural composites reinforced with coir fiber (CF), compatibilized with maleic anhydride grafted polypropylene (PPMAH) and stabilized with a hindered amine (Tinuvin® 791) and UV absorber (Hostavin® ARO 8), were prepared via extrusion. The effect of the additives and their interactions and the influence of 1000 hours exposure in two types of accelerated weathering (Ultraviolet B and xenon arc) in the PP/CF composites were analyzed by mechanical properties (tensile properties), scanning electron microscopy (SEM), differential Scanning Calorimetry (DSC) and colorimetry. The results indicate that the incorporation of coir fiber, in the presence of the compatibilizer, significantly increases tensile strength, but in the absence of the compatibilizer, the coir fiber act as stress concentrators, allowing a lower tensile strength to the sample.The joint presence of Tinuvin® and the compatibilizer has a negative effect on tensile strength and on the compatibility of the natural fiber with the matrix. UV absorber did not affect the compatibility of the PP/CF composites. Post-weathering results indicate that UVB caused more intense degradation than xenon arc. However, decreasing Tinuvin® efficiency evidence were not possible to be confirmed. Through electron micrographs, DSC analysys and tensile tests, it is noted the additive system based on (Tinuvin®+ Hostavin®) as the most effective protection system against the artificial weathering. / Atualmente, tem-se observado a busca por produtos viáveis economicamente e sustentáveis em vários segmentos do mercado. Materiais mais leves e que possam ser reciclados se tornaram uma questão estratégica para muitas indústrias. Neste contexto, a utilização de fibras lignocelulósicas em compósitos poliméricos, estão se tornando cada vez mais viáveis como substitutas de reforços minerais inorgânicos, como a fibra de vidro. Neste trabalho, compósitos naturais de polipropileno reforçados com fibra de coco (FCo), compatibilizados com polipropileno enxertado com anidrido maleico (PPMAH) e estabilizados com uma amina estericamente impedida (Tinuvin® 791) e um absorvedor de UV (Hostavin® ARO 8), foram preparados via extrusão. Os efeitos dos aditivos e de suas interações e a influência de 1000 horas de exposição em duas fontes de intemperismo acelerado (ultravioleta B e arco xenônio) dos compósitos de PP/FCo, foram analisados através das propriedades mecânicas, em tração, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e colorimetria. Os resultados obtidos mostram que a incorporação da fibra de coco, na presença do agente compatibilizante, confere aumentos significativos de resistência à tração, mas que na ausência deste, as fibras de coco se comportam como concentradores de tensões conferindo menor resistência à tração. A presença conjunta de Tinuvin® e agente compatibilizante gera um efeito negativo na resistência à tração e na compatibilidade da fibra natural com a matriz. O absorvedor UV não afetou a compatibilidade dos compósitos PP/FCo. A análise dos resultados pós-intemperismo revelou que a fonte UVB gerou degradação mais intensa que a fonte de arco xenônio. Porém, evidências da diminuição da eficiência do Tinuvin® não foram possíveis de serem confirmadas. Através das micrografias eletrônicas, DSC e ensaios de tração, constata-se o sistema de aditivação composto por Tinuvin®+ Hostavin® como o mais eficaz frente ao intemperismo artificial.