As propriedades mecânicas dos elastômeros termoplásticos vulcanizados, TPVs, dependem fortemente de sua morfologia, que por sua vez dependem dos polímeros primários, da composição, do sistema e processo de reticulação utilizados. A morfologia é definida durante a vulcanização dinâmica. Este trabalho estuda a influência do sistema de reticulação sobre as propriedades de TPVs a base de PA(6/66)/NBR (co-poliamida PA6/66 e borracha nitrílica) em diferentes composições (40/60, 35/65, 30/70 em massa). Peróxido de dicumila, bismaleimida, resina fenólica, um sistema acelerador/enxofre e peróxido de dicumila com dois coagentes (bismaleimida e enxofre) foram utilizados como agentes reticulantes. Os TPVs foram caracterizados quanto a sua resistência mecânica, resistência a solvente, deformação permanente à compressão, morfologia e propriedades térmicas. Todos os TPVs apresentaram propriedades superiores à blenda PA(6/66)/NBR correspondente. O sistema de cura constituído de peróxido de dicumila e bismaleimida/enxofre (DCP/BMI/enxofre) como coagentes resultou na morfologia melhor definida, e consequentemente, o TPV destacou-se por apresentar as melhores propriedades. A utilização de cargas inorgânicas, negro de fumo, N 330, ou argilas tipo montmorilonita, não trouxe benefícios aos TPVs baseados no sistema DCP/BMI/enxofre. Estes TPVs apresentaram, para as propriedades mecânicas, valores inferiores aos dos TPVs sem carga. A deformação permanente a compressão se manteve e a morfologia se apresentou cocontínua. / The mechanical properties of thermoplastic vulcanizates, TPVs, depend strongly on their morphologies, which themselves depend on the properties of the primary polymers, the composition of the TPV and the crosslink system and crosslink process. The morphology is defined during the dynamic vulcanization. This work deals with the study of the influence of crosslink systems on TPVs based on PA(6/66)/NBR (co-polyamide PA6/66 and nitrile rubber) in different compositions (40/60, 35/65, 30/70 in mass). Dicumyl peroxide, bismaleimide, phenolic resin, a sulfur-accelerated system and dicumyl peroxide with two co-agents were used as crosslinkers. TPVs were characterized by taking into account their mechanical strength, solvent resistance, compression set, morphology and thermal properties. All the TPVs exhibit better properties than the blend. The curing system constituted by dicumyl peroxide and bismaleimide/sulfur (DCP/BMI/sulfur) as co-agents resulted in a more defined morphology, and therefore the TPV exhibited the best properties. The addition of inorganic fillers as carbon black, N 330, or clay (montmorillonite), has not brought benefits to the system based on TPVs DCP/ BMI/ sulfur. The TPVs with fillers showed lower mechanical properties than the TPVs without fillers. The compression set was also the same, while a co-continous morphology could be observed in MEV analyses.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Elastômeros termoplásticos têm sido largamente empregados como adesivos hot melt em diferentes setores da indústria. Neste trabalho foram estudados dois copolímeros em bloco de poliuretano na forma particulada, base poliéster (TPU1) e policaprolactona (TPU2), com o objetivo de avaliar o desempenho dos mesmos como adesivos particulados. Foram preparadas diferentes composições dos TPUs com aditivos de policarbodiimida (A), resina hidrocarbônica (B) e poliisocianato (C). Os TPUs aditivados em diferentes composições foram avaliados por termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e quanto à resistência da colagem. A cinética de cristalização dos TPUs particulados puros e aditivados em diferentes isotermas foi acompanhada por DSC. Os adesivos TPU1 apresentaram velocidade de cristalização mais lenta, com exceção do TPU1 contendo os aditivos A e B (TPU1AB). Os adesivos TPU2 apresentaram taxa de cristalização maior somente quando aditivado com mistura de aditivos (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). O expoente de Avrami (n) foi inferior para os TPUs aditivados, o que sugere a ocorrência de alteração no tipo de nucleação e geometria de crescimento dos cristalitos. Os TPU1 (poliéster) e TPU2 (policaprolactona) apresentaram perfil de degradação térmica diferenciados devido a diferenças na estrutura química dos mesmos. Os adesivos TPU2 apresentaram valores de resistência mecânica mais elevados que os TPU1, em colagens de substratos de PVC. Os adesivos com maiores valores de resistência (TPU1A e TPU2A) foram extrusados e micronizados para uso como tal. O adesivo TPU1A micronizado apresentou aumento da resistência mecânica. As colagens com os adesivos TPU1 e TPU2 apresentaram falha coesiva e as composições TPU1B e TPU2AC demonstraram falha coesiva e adesiva em ensaio de tração. O processamento dos adesivos TPU1 por tratamento de plasma favoreceu um incremento dos valores de resistência de colagens em substratos de PVC. / Thermoplastic elastomers have widely been used as hot melt adhesives in different industry sectors. In this paper were studied two polyurethane block copolymers in particulate form, based polyester (TPU1) and polycaprolactone (TPU2), in order to evaluate their performance as adhesives. Different compositions of TPUs were prepared with polycarbodiimide (A), hydrocarbon resin (B) and polyisocyanate (C) additives. The TPUs with additives in different compositions were evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and by the bond strength. The kinetics crystallization of pure and additivated TPUs at different isotherms were followed by DSC. The TPU1 adhesives showed lower crystallization rate, except the TPU1 with both A and B additives (TPU1AB). The TPU2 adhesives showed higher crystallization rate only when formulated with mixture of additives (TPU2AB; TPU2BC; TPU2ABC; TPU2AC). The Avrami exponent (n) was lower for the TPUs containing additives, which suggests changes in the nucleation type and crystallites growth geometry. The thermal degradation profile of both TPU1 (polyester) and TPU2 (polycaprolactone) adhesives were quite different due to chemical differences. The TPU2 adhesives showed higher strength values than TPU1s on PVC substrates. The adhesives with higher bond strength (TPU1A and TPU2A) were extruded and micronized, and the TPU1A adhesive showed improved bonding property. The TPU1 and TPU2 adhesives on PVC collages showed cohesive failure and the TPU1B and TPU2AC compositions showed cohesive and adhesive failure under tension test. The adhesive plasma treatment promoted a bonding increasing of TPU1 on PVC substrates.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4913.pdf: 15206710 bytes, checksum: 2255e1ec15b6c862cd9ca4357c90af2b (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / The union of technology of thermoplastic and rubber has contributed to the development of thermoplastic elastomers (TPE), which was evidenced through the study of patents in TPE in the last 20 years, where Japan and the United States are the leaders. Trends in TPE are: modification to polymer structure in styrenic TPEs in order to employ the dynamic vulcanization, use of nanofibres and nanoclays, and resists oil TPEs using hydrogenated nitrile rubber to improve the properties of hot air and aging. The main variables in the development of TPE should take into account the surface energy the thermoplastic and elastomer, the elastomer entanglement, crystallinity of thermoplastic, proportions of the thermoplastic and compatibilizer. Typically the articles produced with nitrile, may be obtained using the technology or conventional rubbers (vulcanized), and not having possibility of recycling of defective products and materials vulcanizates. The purpose is to develop a thermoplastic nitrile rubber by dynamic vulcanization (TPV-(NBR + PP)) using conventional techniques for mixing between nitrile rubber and polypropylene. The development of nitrile rubber thermoplastic by dynamic vulcanization, TPV (NBR+PP) were studied with variation of vulcanization system, variation of proportion of NBR/PP and type of compatibilizer. The main results on development of TPV-(NBR+PP) were obtained with the use of system of vulcanization type phenolic resin, with compatibilizer Ph-PP and with 4,0phr of amine (6PPD). Developed a nitrile rubber thermoplastic by dynamic vulcanization (TPV-(NBR + PP)) with good performance in reprocessabilidade, using equipment and techniques conventional thermoplastic processing, which will help to satisfy the demands of industry. / A uniao da tecnologia de termoplastico e da borracha tem contribuido para o desenvolvimento de elastomeros termoplasticos (TPE), que foi evidenciada atraves do estudo de patentes em TPE nos ultimos 20 anos, onde o Japao e os Estados Unidos sao os lideres. As tendencias em TPE sao: modificacao da estrutura do polimero de estireno TPE para empregar a vulcanizacao dinamica, o uso de nanofibras e nanoargilas, e TPEs resistes ao oleo utilizando borracha nitrilica hidrogenada para melhorar as propriedades de ar quente e envelhecimento. As principais variaveis no desenvolvimento de TPE tem em conta a energia de superficie do elastomero e do termoplastico, o emaranhamento do elastomero, cristalinidade do termoplastico, as proporcoes do termoplastico e compatibilizante. Normalmente, os artigos produzidos com borracha nitrilica so podem ser obtidos utilizando-se a tecnologia ou tecnicas de processamento de borrachas convencionais (vulcanizados), apresentando a nao possibilidade de reciclagem de produtos defeituosos e materiais vulcanizados. O proposito e desenvolver uma borracha nitrilica termoplastica por vulcanizacao dinamica (TPV-(NBR+PP)), usando tecnicas convencionais para mistura entre borracha nitrilica e polipropileno. O desenvolvimento de borracha nitrilica termoplastica por vulcanizacao dinamica, TPV - (NBR + PP) foram enchido com variacao de sistema de vulcanizacao, a variacao da proporcao de NBR/PP e do tipo de compatibilizante. Os resultados principais sobre o desenvolvimento de TPV-(NBR + PP) foram obtidos com a utilizacao do sistema de vulcanizacao do tipo de resina fenolica, com compatibilizante Ph- PP e com 4,0 phr de amina (6PPD). Desenvolveu-se uma borracha nitrilica termoplastica por vulcanizacao dinamica (TPV-(NBR+PP)) com bom desempenho na reprocessabilidade, usando equipamentos e tecnicas convencionais de processamento de termoplasticos, que contribuira para satisfazer as exigencias da industria.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-10-08T16:01:57Z No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-14T19:50:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-14T19:50:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JorgeRibeiroCunhaSilva.pdf: 4492776 bytes, checksum: d71866642f3496ddb73e5751fa061f50 (MD5) / Em todo o mundo mais de um bilhão de pessoas convivem com alguma deficiência, muitos necessitam do uso de prótese para suprir a ausência de um membro funcional. Na busca pela utilização de novas tecnologias a prototipagem rápida se apresenta como uma solução viável, pois o fator econômico é fundamental. A partir de um modelo de prótese de mão, disponibilizado na internet, é proposta a construção de um novo modelo, utilizando uma metodologia de impressão em 3D com a utilização de dois plásticos. A avaliação dos materiais se faz necessária para segurança do produto e para isto foram feitos dois ensaios mecânicos, sendo o primeiro um ensaio de fadiga em corpos de prova normatizados, realizado para avaliar as propriedades apenas do produto elástico de dois fornecedores, um nacional e outro importado, pois o plástico rígido não será exposto a carregamento significativo no produto em questão. Como resultado, verificou-se que tanto o nacional quanto o importado atendem as necessidades de carga a que serão submetidos, sendo que de forma descritiva, os corpos nacionais apresentaram uma carga média maior quando comparados ao importado, para o mesmo estiramento. Da mesma forma, os corpos nacionais apresentaram uma queda de carga media menor quando comparados ao importado, para o mesmo estiramento. Um segundo ensaio é proposto para teste em um modelo de dedo impresso, ajustado ao formato de um corpo de prova padronizado, sendo para isso construída uma máquina de ensaio mecânico, adaptada para as condições básicas do funcionamento do dedo, utilizando-se dos valores de referencia para próteses. Neste segundo ensaio, os resultados apresentados para os limites de utilização estabelecidos foram satisfatórios. Verificou-se conclusivamente que, analisando-se o conjunto de ensaios realizados nos corpos de prova e nos dedos impressos, as articulações construídas atendem as necessidades básicas, para a utilização desta tecnologia com segurança para possíveis aplicações em próteses e órteses. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT / Worldwide over one billion people live with some kind of disability; many of them require the use of prosthesis to compensate the absence of a functional limb. By seeking the use of new technologies to meet this demand, the rapid prototyping with 3D printer, is presented as a viable solution, since the economic factor is critical. The building of a new prosthesis model is proposed based on a template available on the Internet, using a printing 3D methodology with two types of plastic. A review of the materials becomes necessary for the safety of the product and for this two mechanical tests were made. The first being a fatigue test in standardized specimens, conducted to assess only the elastic materials properties of products of two suppliers, one national and the other imported, because the hard plastic will not be exposed to significant load on the product in question. As a result, it was found that both the national and imported meet the needs of the load that will be submitted, and descriptively, national specimens had a higher average load when compared to the imported ones for the same stretch. Similarly, national specimens fell by less average load when compared to the imported for the same stretch. A second test is proposed to test a model of finger printed, adjusted to the standardized specimen format, a machine of mechanical test was built for this, adapted to the basic conditions for the functioning of the finger, using the reference values for prostheses. In this second test, the results for the preset use limits were satisfactory. It was observed conclusively that, by analyzing the set of trials in the specimens and in printed fingers, constructed joints meet the basic needs for the use of this technology safely for possible applications in prosthetics and orthotics.

A preocupação com a saúde tem levado ao uso de produtos com propriedades antimicrobianas, visando reduzir a proliferação de micro-organismos patogênicos. Ao mesmo tempo em que aditivos antimicrobianos são benéficos, pois reduzem a transmissão de doenças, os efeitos negativos, ainda, não estão bem elucidados. Estes aditivos podem afetar organismos essenciais ao meio ambiente e no desenvolvimento de plantas de interesse agrícola. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o impacto ambiental causado por resíduos de elastômeros termoplásticos aditivados com três antimicrobianos comerciais à base de prata e pelos aditivos puros: (1) nanopartículas de prata adsorvida em sílica pirogênica (AgNp_sílica); (2) bentonita organomodificada com prata (Ag+_bentonita) e (3) prata em vidro fosfato (Ag+_fosfato). Os aditivos foram incorporados em uma formulação de composto termoplástico, a base de copolímero em bloco estireno-etileno/butileno-estireno (SESB), polipropileno (PP) e óleo mineral por mistura no estado fundido em extrusora dupla rosca e moldados por injeção. Os aditivos foram caracterizados por tamanho, forma e composição com o objetivo de avaliar a influência destas características nas seguintes propriedades do composto: mecânicas, térmicas, químicas, físicas, morfológicas e antimicrobianas. Além disso, foram avaliadas a variação na degradação abiótica e biótica dos compostos termoplásticos. A influência na degradação abiótica e a consequente redução de vida útil dos compostos foram avaliadas pelo ensaio de intemperismo. Já para a avaliação do impacto no solo foi realizado ensaio de biodegradação em câmara respirométrica (degradação biótica) e germinação de plantas no solo contendo os aditivos. O microcrustáceo aquático Daphnia magna (D. magna) foi utilizado como bioindicador de toxicidade dos aditivos na água. Os resultados indicam que compostos com AgNp_sílica possuem melhor propriedade antibacteriana que os demais aditivos testados, eliminando mais de 95% da população de Escherichia coli e 80% da população de Staphylococcus aureus após 24 horas de contato. A incorporação dos aditivos teve pouco efeito sobre as propriedades mecânicas, térmicas, químicas, físicas e morfológicas dos compostos. Os compostos aditivados e sem aditivo não apresentaram diferença no ensaio de intemperismo. No ensaio respirométrico, as amostras aditivadas tiveram pouca variação na produção de gás carbônico em comparação ao composto padrão. No teste de toxicidade em água com D. magna, houve mortalidade de todos os organismos, mesmo na concentração de 0,0001 mg L-1 de aditivo. No ensaio de germinação, os resultados foram adversos, não possibilitando estabelecer um padrão de toxicidade. Por fim, conclui-se que com o manejo adequado dos resíduos, compostos termoplásticos antimicrobianos são ambientalmente seguros, além de auxiliar no controle da propagação de doenças. / The concern with health has led to the use of products with antimicrobial properties aiming to reduce the proliferation of pathogenic microorganisms. At the same time that antimicrobial additives are useful to reduce the transmission of disease, adverse effects under human and environmental health still not well understood. These additives can affect organisms essential to the environment and plant development. The objective of this work was to evaluate the environmental impact caused by residues from thermoplastic elastomers (TPE) containing three commercial, silver-based antimicrobial additives and the pure additives. The additives tested were: (1) silver nanoparticles adsorbed on fumed silica (AgNp_silica); (2) bentonite organomodified with silver (Ag+_bentonite) and (3) silver phosphate glass (Ag+_phosphate). The additives were incorporated into a thermoplastic compound formulation, based on styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SESB), polypropylene (PP) and mineral oil by melt-blend in a twinscrew extruder and injection molded. A non loaded sample (standard) was used as control. The additives were characterized according to their size, shape and composition to evaluate the influence of these characteristics on the properties of the compound (mechanical, thermal, chemical, physical, morphological and antimicrobial). The influence on the abiotic degradation and consequent reduction in the life cycle of the compounds was evaluated by weathering test. To evaluate the impact of loaded TPE in soil, a soil biodegradation test was carried out in a respiratory chamber (biotic degradation) and germination of plants. The aquatic microcrustacean Daphnia magna (D. magna) was used as a bioindicator of toxicity of the additives in water. The results indicate that AgNp_silica compounds have better antibacterial properties than the other additives tested, eliminating more than 95% of the Escherichia coli population and 80% of the Staphylococcus aureus population after 24 h of contact. The incorporation of the additives had little effect on the mechanical, thermal, chemical, physical and morphological properties of the compounds. The results indicated that the additives presented a moderate effect on the properties of the above-mentioned metal loaded TPE compounds. The loaded and standard samples showed no difference in the weathering tests. In the respirometric assay, loaded samples had little variation in the production of carbon dioxide compared to the standard one. In the D. magna assay, there was mortality of all organisms, even at the concentration of 0.0001 mg L-1 of additive. In the germination test, the results were inconsistent and it was not possible to determine the toxicity potential of the additives tested. Lastly, it is possible to conclude that, taking into account the correct final disposition of TPE residues; thermoplastic compounds are environmentally safe and can assist in the control of diseases.

A preocupação com a saúde tem levado ao uso de produtos com propriedades antimicrobianas, visando reduzir a proliferação de micro-organismos patogênicos. Ao mesmo tempo em que aditivos antimicrobianos são benéficos, pois reduzem a transmissão de doenças, os efeitos negativos, ainda, não estão bem elucidados. Estes aditivos podem afetar organismos essenciais ao meio ambiente e no desenvolvimento de plantas de interesse agrícola. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o impacto ambiental causado por resíduos de elastômeros termoplásticos aditivados com três antimicrobianos comerciais à base de prata e pelos aditivos puros: (1) nanopartículas de prata adsorvida em sílica pirogênica (AgNp_sílica); (2) bentonita organomodificada com prata (Ag+_bentonita) e (3) prata em vidro fosfato (Ag+_fosfato). Os aditivos foram incorporados em uma formulação de composto termoplástico, a base de copolímero em bloco estireno-etileno/butileno-estireno (SESB), polipropileno (PP) e óleo mineral por mistura no estado fundido em extrusora dupla rosca e moldados por injeção. Os aditivos foram caracterizados por tamanho, forma e composição com o objetivo de avaliar a influência destas características nas seguintes propriedades do composto: mecânicas, térmicas, químicas, físicas, morfológicas e antimicrobianas. Além disso, foram avaliadas a variação na degradação abiótica e biótica dos compostos termoplásticos. A influência na degradação abiótica e a consequente redução de vida útil dos compostos foram avaliadas pelo ensaio de intemperismo. Já para a avaliação do impacto no solo foi realizado ensaio de biodegradação em câmara respirométrica (degradação biótica) e germinação de plantas no solo contendo os aditivos. O microcrustáceo aquático Daphnia magna (D. magna) foi utilizado como bioindicador de toxicidade dos aditivos na água. Os resultados indicam que compostos com AgNp_sílica possuem melhor propriedade antibacteriana que os demais aditivos testados, eliminando mais de 95% da população de Escherichia coli e 80% da população de Staphylococcus aureus após 24 horas de contato. A incorporação dos aditivos teve pouco efeito sobre as propriedades mecânicas, térmicas, químicas, físicas e morfológicas dos compostos. Os compostos aditivados e sem aditivo não apresentaram diferença no ensaio de intemperismo. No ensaio respirométrico, as amostras aditivadas tiveram pouca variação na produção de gás carbônico em comparação ao composto padrão. No teste de toxicidade em água com D. magna, houve mortalidade de todos os organismos, mesmo na concentração de 0,0001 mg L-1 de aditivo. No ensaio de germinação, os resultados foram adversos, não possibilitando estabelecer um padrão de toxicidade. Por fim, conclui-se que com o manejo adequado dos resíduos, compostos termoplásticos antimicrobianos são ambientalmente seguros, além de auxiliar no controle da propagação de doenças. / The concern with health has led to the use of products with antimicrobial properties aiming to reduce the proliferation of pathogenic microorganisms. At the same time that antimicrobial additives are useful to reduce the transmission of disease, adverse effects under human and environmental health still not well understood. These additives can affect organisms essential to the environment and plant development. The objective of this work was to evaluate the environmental impact caused by residues from thermoplastic elastomers (TPE) containing three commercial, silver-based antimicrobial additives and the pure additives. The additives tested were: (1) silver nanoparticles adsorbed on fumed silica (AgNp_silica); (2) bentonite organomodified with silver (Ag+_bentonite) and (3) silver phosphate glass (Ag+_phosphate). The additives were incorporated into a thermoplastic compound formulation, based on styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SESB), polypropylene (PP) and mineral oil by melt-blend in a twinscrew extruder and injection molded. A non loaded sample (standard) was used as control. The additives were characterized according to their size, shape and composition to evaluate the influence of these characteristics on the properties of the compound (mechanical, thermal, chemical, physical, morphological and antimicrobial). The influence on the abiotic degradation and consequent reduction in the life cycle of the compounds was evaluated by weathering test. To evaluate the impact of loaded TPE in soil, a soil biodegradation test was carried out in a respiratory chamber (biotic degradation) and germination of plants. The aquatic microcrustacean Daphnia magna (D. magna) was used as a bioindicator of toxicity of the additives in water. The results indicate that AgNp_silica compounds have better antibacterial properties than the other additives tested, eliminating more than 95% of the Escherichia coli population and 80% of the Staphylococcus aureus population after 24 h of contact. The incorporation of the additives had little effect on the mechanical, thermal, chemical, physical and morphological properties of the compounds. The results indicated that the additives presented a moderate effect on the properties of the above-mentioned metal loaded TPE compounds. The loaded and standard samples showed no difference in the weathering tests. In the respirometric assay, loaded samples had little variation in the production of carbon dioxide compared to the standard one. In the D. magna assay, there was mortality of all organisms, even at the concentration of 0.0001 mg L-1 of additive. In the germination test, the results were inconsistent and it was not possible to determine the toxicity potential of the additives tested. Lastly, it is possible to conclude that, taking into account the correct final disposition of TPE residues; thermoplastic compounds are environmentally safe and can assist in the control of diseases.

A preocupação com a saúde tem levado ao uso de produtos com propriedades antimicrobianas, visando reduzir a proliferação de micro-organismos patogênicos. Ao mesmo tempo em que aditivos antimicrobianos são benéficos, pois reduzem a transmissão de doenças, os efeitos negativos, ainda, não estão bem elucidados. Estes aditivos podem afetar organismos essenciais ao meio ambiente e no desenvolvimento de plantas de interesse agrícola. Este trabalho tem o objetivo de avaliar o impacto ambiental causado por resíduos de elastômeros termoplásticos aditivados com três antimicrobianos comerciais à base de prata e pelos aditivos puros: (1) nanopartículas de prata adsorvida em sílica pirogênica (AgNp_sílica); (2) bentonita organomodificada com prata (Ag+_bentonita) e (3) prata em vidro fosfato (Ag+_fosfato). Os aditivos foram incorporados em uma formulação de composto termoplástico, a base de copolímero em bloco estireno-etileno/butileno-estireno (SESB), polipropileno (PP) e óleo mineral por mistura no estado fundido em extrusora dupla rosca e moldados por injeção. Os aditivos foram caracterizados por tamanho, forma e composição com o objetivo de avaliar a influência destas características nas seguintes propriedades do composto: mecânicas, térmicas, químicas, físicas, morfológicas e antimicrobianas. Além disso, foram avaliadas a variação na degradação abiótica e biótica dos compostos termoplásticos. A influência na degradação abiótica e a consequente redução de vida útil dos compostos foram avaliadas pelo ensaio de intemperismo. Já para a avaliação do impacto no solo foi realizado ensaio de biodegradação em câmara respirométrica (degradação biótica) e germinação de plantas no solo contendo os aditivos. O microcrustáceo aquático Daphnia magna (D. magna) foi utilizado como bioindicador de toxicidade dos aditivos na água. Os resultados indicam que compostos com AgNp_sílica possuem melhor propriedade antibacteriana que os demais aditivos testados, eliminando mais de 95% da população de Escherichia coli e 80% da população de Staphylococcus aureus após 24 horas de contato. A incorporação dos aditivos teve pouco efeito sobre as propriedades mecânicas, térmicas, químicas, físicas e morfológicas dos compostos. Os compostos aditivados e sem aditivo não apresentaram diferença no ensaio de intemperismo. No ensaio respirométrico, as amostras aditivadas tiveram pouca variação na produção de gás carbônico em comparação ao composto padrão. No teste de toxicidade em água com D. magna, houve mortalidade de todos os organismos, mesmo na concentração de 0,0001 mg L-1 de aditivo. No ensaio de germinação, os resultados foram adversos, não possibilitando estabelecer um padrão de toxicidade. Por fim, conclui-se que com o manejo adequado dos resíduos, compostos termoplásticos antimicrobianos são ambientalmente seguros, além de auxiliar no controle da propagação de doenças. / The concern with health has led to the use of products with antimicrobial properties aiming to reduce the proliferation of pathogenic microorganisms. At the same time that antimicrobial additives are useful to reduce the transmission of disease, adverse effects under human and environmental health still not well understood. These additives can affect organisms essential to the environment and plant development. The objective of this work was to evaluate the environmental impact caused by residues from thermoplastic elastomers (TPE) containing three commercial, silver-based antimicrobial additives and the pure additives. The additives tested were: (1) silver nanoparticles adsorbed on fumed silica (AgNp_silica); (2) bentonite organomodified with silver (Ag+_bentonite) and (3) silver phosphate glass (Ag+_phosphate). The additives were incorporated into a thermoplastic compound formulation, based on styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer (SESB), polypropylene (PP) and mineral oil by melt-blend in a twinscrew extruder and injection molded. A non loaded sample (standard) was used as control. The additives were characterized according to their size, shape and composition to evaluate the influence of these characteristics on the properties of the compound (mechanical, thermal, chemical, physical, morphological and antimicrobial). The influence on the abiotic degradation and consequent reduction in the life cycle of the compounds was evaluated by weathering test. To evaluate the impact of loaded TPE in soil, a soil biodegradation test was carried out in a respiratory chamber (biotic degradation) and germination of plants. The aquatic microcrustacean Daphnia magna (D. magna) was used as a bioindicator of toxicity of the additives in water. The results indicate that AgNp_silica compounds have better antibacterial properties than the other additives tested, eliminating more than 95% of the Escherichia coli population and 80% of the Staphylococcus aureus population after 24 h of contact. The incorporation of the additives had little effect on the mechanical, thermal, chemical, physical and morphological properties of the compounds. The results indicated that the additives presented a moderate effect on the properties of the above-mentioned metal loaded TPE compounds. The loaded and standard samples showed no difference in the weathering tests. In the respirometric assay, loaded samples had little variation in the production of carbon dioxide compared to the standard one. In the D. magna assay, there was mortality of all organisms, even at the concentration of 0.0001 mg L-1 of additive. In the germination test, the results were inconsistent and it was not possible to determine the toxicity potential of the additives tested. Lastly, it is possible to conclude that, taking into account the correct final disposition of TPE residues; thermoplastic compounds are environmentally safe and can assist in the control of diseases.

Submitted by GIOVANNI BARRERA TORRES null (gbarrerat01@gmail.com) on 2017-08-04T04:24:40Z No. of bitstreams: 1 TESE VERSÃO FINAL Giovanni Barrera Torres.pdf: 6197644 bytes, checksum: d321626a0e947c39627bbfe43b7aaf87 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-08-04T19:37:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 torres_gb_dr_prud.pdf: 6197644 bytes, checksum: d321626a0e947c39627bbfe43b7aaf87 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T19:37:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 torres_gb_dr_prud.pdf: 6197644 bytes, checksum: d321626a0e947c39627bbfe43b7aaf87 (MD5) Previous issue date: 2017-06-21 / Asociación Universitaria Iberoamericana de Postgrado (AIUP) / A presente pesquisa foi projetada para promover o desenvolvimento de compósitos poliméricos a partir da mistura de polietileno de baixa densidade (PEBD) com borracha natural (BN) reforçada com a cinza, resíduo da queima do bagaço, a cinza da cana de açúcar (CBC). Uma das propostas desta pesquisa foi direcionar uma aplicação ao resíduo, que é um material abundante e descartado, gerado no processo usual das usinas. A borracha natural empregada foi obtida a partir do látex de seringueira de Hevea Brasiliensis, Clone RRIM 600 muito cultivado no Brasil. A fim de se estudar separadamente a interação entre a CBC junto a BN e os agentes de vulcanização. Foi estudada numa primeira etapa: a mistura de borracha natural com a cinza de bagaço da cana até desenvolver uma mistura chamada de master, com boas propriedades de tensão e deformação. Foram produzidos compósitos elastoméricos aplicando agente silano como sistema de acoplamento. Numa segunda etapa o master compatibilizado foi misturado ao PEBD sem o uso de agentes de vulcanização; a finalidade destes compósitos foi de estudar a interação dos constituintes visando obter um compósito com o mínimo de agentes químicos e funcional para a indústria. Numa última etapa foram desenvolvidas blendas e compósitos termoplásticos vulcanizáveis (TPV); nesta etapa foram aplicados os agentes de vulcanização empregados na primeira etapa da pesquisa. As amostras foram estudadas por meio das técnicas de análises estruturais (FT-IR); físico-mecânicas (tensão e deformação; dinâmicas e mecânicas, DMA); térmicas (DSC e TG); dureza (Shore A). Foram obtidos resultados sobressalientes em comparação com as amostras sem agentes de vulcanização nas amostras com 50 % de master e 50 % de PEBD na resposta de elongação e tensão; a dureza acima do Shore A 85 obtida, foi produto da porcentagem da fase de PEBD presente nas amostras; nas análises térmicas foi possível observar degradação acima dos 160 oC resultando uma boa característica para aplicações industriais. Com os resultados obtidos tornou-se possível direcionar tanto a CBC como os compósitos para aplicações tecnológicas a fim de serem utilizados na fabricação de cabos de ferramentas, amortecedores, produtos para o lar, entre outros. / The present research was aimed to promote the development of polymeric composites from the mixture of low density polyethylene (LDPE) with natural rubber reinforced with ash, residue of the burning of sugarcane bagasse (SCB). One of the proposals of this research was to direct an application to the residue, which is an abundant and discarded material, generated in the usual process of the plants. The natural rubber used was obtained from rubber latex clone of Hevea Brasiliensis, Clone RRIM 600 widely cultivated in Brazil. In order to study separately the interaction between SCB with NR and vulcanization agents. It was developed in the first stage: the mixing of natural rubber with the sugarcane bagasse ash to develop a mixture called master, with good tensile and deformation properties. Elastomeric composites were produced by applying silane as a coupling agent. In a second stage the compatibilized master was mixed to the LDPE without the use of vulcanization agents; the purpose of these composites was to study the interaction of the constituents in order to obtain a composite with the minimum of chemical and functional agents for the industry. In the latter stage vulcanizable thermoplastic blends and thermoplastic composites were developed; In this stage the vulcanization agents used in the first stage of the research were applied. The samples were studied using structural analysis techniques (FT-IR); Physical-mechanical (tension and deformation, dynamic and mechanical, DMA); (DSC and TG); Hardness (Shore A). Sparing results were obtained in comparison with the samples without vulcanization agents in samples with 50 % of master and 50 % of LDPE in the strain and stress response; the hardness above Shore A 85, obtained was the product of the percentage of the LDPE phase present in the samples; In the thermal analyzes it was possible to observe degradation above 160 oC resulting in a good characteristic for industrial applications. With the results obtained, it became possible to target both SCB and composites for technological applications in order to be used in the manufacture of tool cables, shock absorbers, household products, among others. / AIUP: A0 185864