Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

Termoplásticos reforçados com fibra vegetal têm atraído a atenção de pesquisadores devido especialmente a sua vantagem relacionada à reciclabilidade. A baixa resistência ao impacto, especialmente em baixas temperaturas, limita as aplicações de alguns termoplásticos, como o polipropileno (PP). Para minimizar esta dificuldade, modificadores de impacto são utilizados, entre eles o terpolímero de etileno-propilenodieno (EPDM). Estes materiais podem ser aplicados em diversos setores, desde o automotivo e de embalagens até a construção civil. As fibras vegetais têm muitas vantagens por serem de fonte renovável, biodegradável, de baixo custo, e de baixo peso, com um desempenho mecânico satisfatório. O presente trabalho teve como objetivo produzir termoplásticos elastoméricos de blendas de PP e EPDM reforçados com fibras de sisal, tratadas ou não com solução de NaOH, e avaliar as características físicas, mecânicas, termo-mecânicas e morfológicas destes materiais tricomponente. Os resultados indicaram que o índice de fluidez diminui em maiores teores de fibras, pois as fibras dificultam o escoamento aumentando a viscosidade. A inclusão da fibra provocou em geral um aumento no módulo de elasticidade e na resistência, especialmente em flexão, atuando como um agente de reforço. O aumento do teor de fibra provocou o aumento da absorção de água com valores mais significativos em maiores tempos de imersão. Através da morfologia pode-se observar vazios na superfície de fratura correspondentes às fibras que foram facilmente destacadas (pullout) no ensaio de impacto, especialmente para fibras não tratadas. / Thermoplastics reinforced with vegetal fibers have attracted much attention from researchers due to their advantages, especially regarding recyclability. However, the poor impact strength, particularly at low temperatures limits the application of some thermoplastics, such as polypropylene (PP). In order to minimize this deficiency, impact modifiers are used, among them the terpolymer of ethylene-propylene-diene (EPDM). These materials can be applied in several sectors, from automotive and packaging to construction. The vegetal fibers have many advantages such as renewable origin, biodegradability, low cost, low weight and suitable mechanical performance. The aim of this work was to study thermoplastic elastomeric blends of PP and EPDM reinforced with sisal fibers, either treated with a NaOH solution or not, and to evaluate the physical, mechanical, thermo-mechanical and morphological characteristics of these ternary materials. The results indicated that flow rate decreases at higher fiber content, because the fibers hinder the flow by increasing viscosity. The addition of the fiber, in general, increased elastic modulus and strength, especially under flexure, acting as a reinforcement. The increase in fiber content led to higher water absorption particularly for longer immersion times. Morphological observations of the fracture surface revealed the presence of voids corresponding to fibers that had been decoupled from the matrix (pull-out) during impact testing, especially for non-treated fibers.

161 f. / Submitted by Cynthia Nascimento (cyngabe@ufba.br) on 2013-03-05T11:39:23Z No. of bitstreams: 1 Bruna Aparecida Souza Machado.pdf: 4252263 bytes, checksum: 086f9b6086f547509bf2416393aaa8f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br) on 2013-03-05T21:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Bruna Aparecida Souza Machado.pdf: 4252263 bytes, checksum: 086f9b6086f547509bf2416393aaa8f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-05T21:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna Aparecida Souza Machado.pdf: 4252263 bytes, checksum: 086f9b6086f547509bf2416393aaa8f9 (MD5) / FAPESB / A embalagem é utilizada para prolongar a vida de prateleira do produto embalado protegendo-o mecanicamente e contra contaminações biológicas e químicas. Em geral estas embalagens têm sido produzidas com material polimérico derivado do petróleo, gerando problemas ambientais acarretados pelo seu descarte indiscriminado. Entre os primeiros filmes biodegradáveis estão os elaborados a partir do amido, por serem uma alternativa mais viável economicamente às resinas tradicionais e por advirem de fontes renováveis. Tais filmes possuem moderada permeabilidade ao oxigênio, baixa barreira à umidade e baixa resistência mecânica, gerando assim problemas na sua comercialização e aceitação no mercado. Os nanowhiskers são monocristais de alta perfeição obtidos a partir da celulose, chamados de nanocelulose, que tem como características alta polaridade, alta rigidez, excelente tensão de ruptura e alto grau de cristalinidade, podendo ser utilizados para melhorar as propriedades mecânicas dos filmes à base de amido e mantendo a principal característica que é a biodegradabilidade. O objetivo deste trabalho foi obter e caracterizar a nanocelulose da fibra de coco, bem como, incorporá-los a uma matriz polimérica de amido de mandioca plastificada com glicerol, desenvolvendo diferentes formulações por um planejamento fatorial de um biomaterial moldado na forma de um filme flexível que possa ser utilizado como embalagem, à base de produtos naturais que não agrida o ambiente após o seu descarte. Além disso, testar a incorporação de extrato de erva-mate nas formulações que apresentarem as melhores propriedades mecânicas a fim de produzir um nanobiocompósito ativo com propriedades antioxidantes através do monitoramento do azeite de dendê embalado por 40 dias sob condições de oxidação acelerada (63%UR/30ºC). Os filmes biodegradáveis foram elaborados pelo processo de “casting” tendo como formulação base uma suspensão em água com (3-6%) de amido de mandioca, (0,5-2,5%) de plastificante (glicerol) e nanocelulose de coco (0,1-0,5%) obtidos por hidrólise ácida, que foram incorporados para melhorar as propriedades mecânicas e de barreira dos filmes (nanobiocompósitos). Foi utilizado um controle sem a adição de nanocelulose (C – 4,5% de amido e 1,5% de glicerol) a fim comparar os resultados. Os filmes contendo nanocelulose incorporados apresentaram uma redução de teor de atividade de água e na permeabilidade ao vapor de água, mostrando que os nanocristais agem como uma barreira e diminuem os espaços livres na matriz polimérica. Os cristais de nanocelulose juntamente com o plastificante, foram responsáveis por aumentar em até 47.090% o módulo de Young dos nanobiocompósitos, quando comparado com o controle, e isto está relacionado à rigidez destas nanopartículas. Os nonobiocompósitos ativos que continham 20% de extrato de erva-mate incorporados foram responsáveis por reduzir a oxidação do produto embalado (azeite de dendê) em até 2.500% quando comparado com o controle de polietileno. A grande disponibilidade no Brasil de fontes de fibras vegetais ricas em celulose, como o coco, e seu baixo custo, assim como o amido de mandioca,justificam a utilização destes biomateriais como fontes de matéria-prima para a obtenção de novos materiais biodegradáveis. Os nanobiocompósitos contento a nanocelulose da fibra de coco desenvolvidos neste estudo apresentaram propriedades de barreira e mecânicas melhoradas, sendo, portanto viável sua utilização como embalagem de produtos lipídicos. / Universidade Federal da Bahia. Faculdade de Farmácia. Salvador-Ba, 2011

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-22T07:47:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 236313.pdf: 10357695 bytes, checksum: 17a8d41dab30a708638ac8a881449630 (MD5) / Atualmente, uma das grandes preocupações do profissional de engenharia civil diz respeito à vida útil das estruturas. No caso das argamassas de revestimento, essa durabilidade pode ser afetada pelo aparecimento de fissuras, principalmente, causadas pelo fenômeno da retração. Uma das alternativas para se controlar a fissuração é a incorporação de fibras à matriz cimentícia. O objetivo principal desta pesquisa é realizar um estudo comparativo sobre a influência da incorporação de três tipos de fibras (curauá, polipropileno e PET - polietileno tereftalato) em argamassas de revestimento com cal e com aditivo, utilizadas na região de Florianópolis. No que diz respeito ao estado fresco das argamassas, pôde-se constatar a necessidade de aumento da relação água/aglomerante para que os compósitos com fibra tivessem uma consistência adequada para posterior aplicação em paredes de blocos cerâmicos. Além disso, as fibras aumentaram a retenção de água e incorporação de ar das argamassas. No entanto, os ensaios indicaram que parece haver um teor ótimo de fibra, acima do qual há a redução da capacidade de retenção de água. Para as argamassas aplicadas sobre alvenarias observou-se que as argamassas com cal fissuraram após cinco meses de exposição às intempéries, enquanto que as com aditivo plastificante permaneceram incólumes. Acredita-se que isso se deva, provavelmente, à sua baixa aderência e elevado teor de ar incorporado. A incorporação de fibras causou, também, aumento de carbonatação e de permeabilidade para as argamassas com cal, e um efeito contrário na argamassa com aditivo. As fibras não influenciaram significativamente a resistência de aderência das argamassas. Nessa propriedade pode-se afirmar que o fator preponderante foi o tipo de argamassa utilizada. Para os ensaios de tração na flexão observou-se um decréscimo no valor de tensão de ruptura com a incorporação de fibras e, como esperado, um aumento expressivo na tenacidade dos compósitos. Pelas imagens obtidas em MEV, pôde-se observar o processo de degradação e/ou petrificação das fibras de PET e da vegetal já nas primeiras idades. De acordo com os resultados obtidos pode-se afirmar o potencial da utilização dessas fibras em argamassas de revestimento, havendo, no entanto, a necessidade de estudos mais aprofundados.

Mera Moya, M. V. Aplicações de processamento digital de imagens no estuda da micro estrutura de materiais. 2017. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2017. / Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica e de Computação (secretaria_ppgeec@sobral.ufc.br) on 2017-10-10T16:01:40Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_mvmmoya.pdf: 3304049 bytes, checksum: 53c48bc1ffcefab88ed7866ab7909653 (MD5) / Approved for entry into archive by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2017-10-16T13:47:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_mvmmoya.pdf: 3304049 bytes, checksum: 53c48bc1ffcefab88ed7866ab7909653 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-16T13:47:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_mvmmoya.pdf: 3304049 bytes, checksum: 53c48bc1ffcefab88ed7866ab7909653 (MD5) Previous issue date: 2017-08 / Studying the material microstructure can become a broad and confusing task due to the large amount of existing materials and the similarity they present to each other. Usually, the analysis is carried out by experts who uses visual inspection; some softwares allow the automation of the process, however the cost of acquiring the license is high and it is required the use of specialized equipment to get high quality images. The information provided by the metallographic analysis can be used to predict the mechanical characteristics of the material, including the life time and its behavior at different environments. The present work started as a requirement of the GiMat research group of the Politecnica Salesiana University located in Cuenca-Ecuador, GiMat is a research group working on the generation of new materials and analysis alternatives, with a vision not only in the academic area but also in the industrial area. In this way, the present work is divided into two parts. In the first part, metallographic images are analyzed for the identification of the corresponding steel type and in the second part the geometrical properties and orientation tensors of biocomposites images are determined. Obtaining metallographic images, it is proposed to develop an automatic and efficient method which allows engineering students to identify the type of steel and verify the effects of the use of thermal treatments on the material by replacing traditional analysis methods and industrial-oriented. This project will contribute to the on-site inspection of machine parts or structures without altering its state. For this purpose, five of the most common types of steel for machine and tool fabrication were used, such as: AISI 4340, AISI 01, AISI D6, AISI 01 (rectified) and AISI 1018. First of all, the images to be used are subdivided, secondly, Laws's texture filters and Haralick's extraction features as well as Wavelet descriptors are applied to obtain the classification attributes. It was verified, that the best results are obtained with ELM and MLP, with a success rate higher than 90%, which evidences the effectiveness of the proposed procedure. In the second part, the aim is to obtain the geometrical characteristics of the composite material fibers and its orientation tensors. For this purpose, images of the compound PP-GAK (polypropylene with Guadua Angustifolia Kunth) at 30% of concentration by weight are used. In order to obtain the geometric characteristics, the ellipses method is used. Initially, standard images with known information are used to evaluate the performance of the proposed technique, obtaining a systematic error of 0.3% for A11. Subsequently, the orientation tensors of the images are calculated. These results are compared with an analysis obtained from Stream Essential software, the comparison shows a similarity rate of the data obtained. The most important aspect evaluated is the A11 component of the tensor matrix which shows a similarity percentage of 98%. Finally, alternative analysis for this type of images are presented considering the automation and optimization of the process for the new researchers. / Estudar a microestrutura de um material pode se tornar uma tarefa ampla e confusa devido à grande quantidade de materiais existentes e à similaridade que eles apresentam entre si. Normalmente esta análise é visual e é realizada por especialistas da área; alguns softwares permitem automatizar o processo, mas o custo de aquisição da licença é alto e precisa de equipamentos especializados para obter imagens adequadas. As informações resultantes das análises metalográficas podem servir para predizer características mecânicas do material assim como o tempo de vida e seu comportamento frente a diversas situações. O presente trabalho nasce por requerimento do grupo GiMat da Universidade Politécnica Salesiana de Cuenca - Equador dedicado a gerar novos materiais e alternativas de análises, visando as áreas acadêmica e industrial. Sendo assim, o trabalho é dividido em duas partes, na primeira parte são estudadas imagens metalográficas para a identificação de aços e a segunda parte consiste na determinação de propriedades geométricas e tensores de orientação de imagens de biocompósitos. Com as imagens metalográficas propõe-se estabelecer um método automático e eficaz que possibilite aos estudantes de engenharia identificar o tipo de aço e comprovar os efeitos de um tratamento aplicado sobre esse material, substituindo os métodos tradicionais de análises; e na indústria, contribuir na inspeção in situ dos componentes de uma máquina ou estrutura sem alterar seu estado. Para isso, foram utilizados os cinco tipos mais comuns de aço para construção de máquinas e ferramentas: AISI 4340, AISI O1, AISI D6, AISI O1 (retificado) e AISI 1018. As imagens adotadas foram subdivididas e assumiu-se as técnicas de filtros de textura de Laws com características de Haralick, assim como descritores Wavelet para formar os atributos de classificação. Os melhores resultados foram obtidos com a aplicação da Máquina de Aprendizado Extremo e o Perceptron Multicamadas, com uma taxa de acerto superior a 90%, o que evidencia a efetividade do procedimento proposto. Na segunda parte, o objetivo é obter as características geométricas das fibras de um material composto e os tensores de orientação dele. Para isso foram utilizadas imagens do composto PP-GAK (polipropileno com Guadua Angustifolia Kunth) a 30% de concentração em peso. A técnica utilizada para obter os descritores geométricos é o método das elipses. Inicialmente são utilizadas imagens padrão com informação previamente conhecida para avaliar o desempenho da proposta e posteriormente com imagens do composto são obtidos os tensores de orientação. Os resultados são comparados com uma análise feita com o software Stream Essential R, estabelecendo assim a taxa de similaridade dos dados obtidos. O aspecto mais importante avaliado é a componente a11 da matriz de tensores com taxa de similaridade de 98%. Finalmente são apresentadas alternativas de melhora para este tipo de análise de imagens, automatizando o processo de estudo dos pesquisadores.

Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-24T03:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348639.pdf: 7800466 bytes, checksum: be93dbcd54b4058511c761928ca1afd1 (MD5) Previous issue date: 2017 / O surgimento dos concretos de alto desempenho (CAD) tem como pre-missa a preocupação com a durabilidade da estrutura, porém por apresentarem maior refinamento dos poros e maior consumo de cimento, acabam se mostrando vulneráveis aos efeitos autógenos de retração, aumentando a possibilidade de fis-suração do concreto. Uma vez fissurado, é facilitado o ingresso dos agentes agres-sivos na estrutura, promovendo a deterioração, perda de durabilidade e com avanço do tempo, perda de estabilidade mecânica. Dentro desse cenário, se faz importante estudar métodos para combater a deformação do concreto devido à retração e, melhoramentos do material frente à capacidade de resistir à fissuração. Desta forma, objetivo deste trabalho é produzir um concreto de alto desempenho com retração controlada utilizando microfibras de vidro. Portanto, nesta pesquisa foi realizado ensaios de retração livre, objetivando descrever a capacidade da mis-tura em se deformar devido ao efeito do fenômeno de retração; ensaio de retração restringida, dando como resposta a deformação e tempo para surgimento da fis-suração do material; além da caracterização no estado fresco e no estado endure-cido. Foram confeccionados CADs com duas relações A/Agl (A/Agl) diferentes, sendo utilizado as relações de 0,25 e 0,32; e as adições de fibras ocorreram em teores de 0,20%; 0,25% e 0,30% do volume de concreto. Concluiu-se, portanto, para os teores estudados, a incorporação de fibra auxiliou na diminuição da de-formação devido à retração autógena livre, principalmente para as misturas com relação A/Agl 0,32, onde apresentou diminuição da deformação em até 75% em relação com sua referência. Quando restringida, foi possível notar que ao adicio-nar fibra, o concreto apresentou menor deformação, porém não ocorreu diferença significativa entre as misturas quanto ao tempo necessário para a fissuração do concreto. Quanto às propriedades mecânicas, ocorreu a diminuição dos valores de resistência à compressão e de módulo de elasticidade da mistura até os 7 dias, período onde é de extrema importância quando se espera combater a fissuração por retração autógena, efeito que pode ser atribuído por falha de amostragem e elevada quantidade de fibra incorporada, resultando em heterogeneidade do CADRF. Elevados teores de fibra resultam em acréscimo do teor de ar incorpo-rado na mistura resultando em diminuição das propriedades mecânicas do CADFR. Portanto é possível afirmar que a incorporação de fibra possui influência nos parâmetros analisados, porém se deve estudar melhor o volume de fibras a ser incorporados, uma vez que elevados teores pode resultar em perda de eficiên-cia mecânica, não proporcionando o benefício que se busca ao incorporar as fibras no concreto.<br> / Abstract : The emergence of high performance concrete (HPC) has as a premise a concern with a durability of the structure, however, because they present greater pore re-finement and higher cement consumption, they are shown to be vulnerable to the autogenous effects of retraction, with the possibility of cracking the concrete. Once cracked, it is facilitated the entry of aggressive agents into the structure, promoting deterioration, loss of durability and with advancement of time, loss of mechanical stability. Within one scenario, it is important to study methods to combat concrete deformation due to shrinkage and material improvements over the ability to withstand cracking. In this way, the objective of this work is to pro-duce a high-performance concrete with controlled retraction using glass microfi-bers. Thus, in the research was carried out free retraction tests, aiming to describe a mixing ability to deform due to the effect of retraction phenomenon; Restricted retraction test, giving as answer the deformation and time for the appearance of the cracking of the material; In addition to the characterization is not fresh and not hardened state. HPC?s were made with two different Water / Binder (W/B) ratios, being used as ratios of 0.25 and 0.32; And the fiber additions were set at 0.20%; 0.25% and 0.30% of the concrete volume. Therefore, an incorporation of auxiliary fibers in the reduction of the tests due to the autonomous retraction, mainly for the mixtures with W/B ratio of 0.32, 75% in relation to its reference, was concluded for the studied contents. When restricted, there may or may not be a combination of fibers, or no lower formability, but there is no significant dif-ference between the mixtures as to the time required for cracking the concrete. As for the mechanical properties, there was a decrease in the values of compres-sive strength and modulus of elasticity of the mixture up to 7 days, the period where it is of the utmost importance when it is expected that the fight against cracking by autogenous retraction, an effect that can Be attributed by sampling failure and high amount of fiber incorporated, resulting in heterogeneity of the FRHPC. High fiber content results in an increase in the air content incorporated in the mixture resulting in a decrease in the mechanical properties of the FRHPC. Thus, it is possible to consider that a fiber incorporation has influence on the parameters analyzed, but it is better to study the fiber volume to be incorporated, since high can result in loss of mechanical efficiency, not providing the benefit that is sought to incorporate like fibers in the concrete.

As células a combustível do tipo PEMFC necessitam de alta durabilidade, eficiência e custo baixo de produção para que tenham aplicação prática. Um dos componentes da célula denominado MEA (Membrane Electrode Assembly) é composto por uma membrana trocadora de prótons e por camadas de difusão gasosa (CDG) que devem ser altamente condutores, porosos e hidrofóbicos. CDGs com alta hidrofobicidade são geralmente preparadas com revestimentos à base de Nafion® e PTFE (politetrafluoretileno) sobre a superfície do substrato (polímero reforçado com fibra/papel de carbono). No entanto, alguns estudos têm demonstrado que o desempenho das CDG’s tende a diminuir com o aumento de PTFE na superfície. O presente trabalho apresenta um método de tratamento superficial através de modificação assistida por radiação UV na presença do agente hidrofóbico Trimetóxipropilsilano (TMPSi). Foram realizadas modificações superficiais inserindo grupos hidrofóbicos na superfície da CDG por meio da imersão da mesma em H2O2 10% por 2 minutos, seguida da irradiação (254 nm) na presença de TMPSi por 60 e 120 min. Aplicou-se também um tratamento térmico a 80 °C por 120 minutos após a irradiação. As amostras foram caracterizadas quanto à molhabilidade por monitoramento do ângulo de contato (WCA - water contact angle), que evidenciou um aumento de aproximadamente 30° no WCA para as amostras. Análises de FTIR-ATR evidenciaram a evolução das ligações químicas realizadas na superfície do polímero e medidas de condutividade elétrica mostraram que houve um decréscimo menor com o tratamento superficial por foto-funcionalização hidrofóbica do que com os tratamentos a base de PTFE. Os resultados evidenciaram a eficiência do tratamento proposto para a produção de CDGs hidrofóbicas em alternativa aos tratamentos convencionais com PTFE e a um custo reduzido. / The PEMFC type fuel cell requires high durability, efficiency and low production cost to achieve wide-spread practical application. One of the components of the cell, called MEA (Membrane Electrode Assembly), comprises a proton exchange membrane and gas diffusion electrodes (GDL) that must be highly conductive, porous and hydrophobic. The highly hydrophobic GDL are usually prepared with coatings based on PTFE (polytetrafluoroethylene) on the surface of the substrate (fiber reinforced polymer/carbon paper), even though some studies have shown that the performance of CDG's tends to decrease with increasing PTFE surface. This work focuses on a surface treatment method assisted by UV radiation in the presence of a hydrophobic agent (trimetoxipropylsilane - TMPSi). Surface modifications were carried out by inserting hydrophobic groups on the surface of CDG by its immersion on 10% H2O2 solution for 2 min, followed by irradiation (254 nm) in the presence of TMPSi for 60 and 120 min. A heat treatment, 80 °C for 120 min, was also applied after irradiation. The samples were characterized, among others, by WCA (water contact angle) which showed an increase of nearly 30°, whereas FTIR-ATR showed change in chemical bonds on the polymer surface. Conductivity measurements showed higher values with the hydrophobic photo-functionalization surface treatment than the treatments based on PTFE. The results evidenced the effectiveness of the proposed treatment for the production of hydrophobic CDGs as an alternative to conventional PTFE treatments and at low cost.

Elastômeros com resistência química e mecânica elevada em altas temperaturas têm sido utilizados em Bombas de Cavidade Progressiva (BCP) para levantamento artificial de petróleo e o uso de fibras aramidas é uma alternativa promissora para modificação da performance destes materiais. O objetivo deste estudo é avaliar o efeito de fibras aramidas nas propriedades da borracha Nitrílica (NBR) e da borracha Nitrílica Hidrogenada (HNBR). Os pré-dispersos de fibra de aramida, Rhenogran® P91-40/NBR e Rhenogran® P95-50/HNBR foram incorporados nos elastômeros em misturador aberto e fechado em condições usuais de preparação de compostos de borracha. Os compostos nitrílicos com fibra aramida foram avaliados com relação às propriedades reométricas, físicoquímicas, mecânicas, dinâmicas, térmicas e morfológicas. Os materiais apresentaram aumentos significativos nos valores de módulo elástico e resistência ao rasgo, em relação aos compostos de referência. Pela análise dinâmico-mecânica, verificou-se que o processamento dos compostos nitrílicos reforçados influencia na orientação da fibra na matriz elastomérica e nas propriedades dos compósitos. Tanto a análise morfológica quanto a análise dinâmico-mecânica revelou que houve boa adesão mecânica entre a fibra aramida e as matrizes elastoméricas NBR e HNBR. Este estudo demonstrou que o uso da polpa de aramida em baixos alongamentos cria um novo campo de aplicação para a concepção de materiais com alta resistência. / Elastomers with high chemical resistance and mechanical properties at high temperatures have been used in Progressive Cavity Pumps (PCP) for oil artificial lifting applications and aramid fibres may be an alternative route to rich reinforced material with better performance. The aim of this study is to improve the Nitrile Rubber (NBR) and Hydrogenated Nitrile Rubber (HNBR) properties by using aramid fibers. The aramid fibers masterbatches Rhenogran® P91-40/NBR and Rhenogran® P95-50/HNBR were dispersed in these elastomers in open and closed mixer under usual process conditions of the rubber compounds. The fiber-reinforced composites were evaluated regarding their rheometric, physico-chemical, mechanical, dynamic, thermal and morphological properties. The materials showed significant increases in elastic modulus and tear strength values, compared to the reference compounds. The dynamic mechanical behavior of the reinforced nitrile composites showed that the process influences the fibers orientation in the elastomeric matrices and on the final properties. Both morphological and dynamic-mechanical analyzes showed that there was a good mechanical adhesion between aramid fibers and NBR/HNBR elastomeric matrices. This study demonstrated that the use of aramid pulp at low elongations creates a new application field for the materials design with high strength.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-07-16T00:55:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211347.pdf: 3611187 bytes, checksum: 883076da4e2671df77b41122482f1a70 (MD5) / Neste trabalho são descritas as metodologias para obtenção e modificações da superfície de fibras de vidro de composição Li2O-ZrO2-BaO-SiO2. Apresenta-se também as aplicações destas fibras na determinação, por SPME, de fenol e de uma mistura de álcoois. Para obtenção das fibras de vidro construiu-se um equipamento, o qual baseia-se na técnica de estiramento. As fibras de vidro foram recobertas utilizando-se duas técnicas: Decomposição de Organometálicos, onde o etóxido de nióbio (V) foi empregado como reagente precursor do óxido de nióbio (V), e Deposição de Vapor Químico, na qual fez-se uso do cloreto de nióbio como precursor do óxido de nióbio (V).Utilizou-se da técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura para avaliar a morfologia das fibras sem recobrimento e recobertas. O recobrimento com óxido de nióbio sobre a superfície das fibras foi estudado pela técnica de "Color Map" e as análises químicas realizadas pela Microssonda de Energia Dispersiva, ambas as técnica acopladas ao MEV. A Técnica de Micro-extração em Fase Sólida foi utilizada para avaliar a capacidade de adsorsão de compostos polares e apolares pelas fibras recobertas. Com os resultados obtidos, verficou-se que pela técnica de CVD obtem-se fibras com um recobrimento mais homogêneo e espesso. Estas fibras apresentaram melhor eficiência no processo de adsorção como verificado pelos resultados cromatográficos.