O comportamento ortotrópico dos materiais compósitos torna bastante complexo o estudo das suas propriedades estruturais, visto que, nos cálculos de rigidez e resistência, faz-se necessário considerar as propriedades em cada direção, sem que estas interfiram nas outras. Os resultados destes estudos dependem fundamentalmente do comportamento micromecânico da adesão fibra / resina. Este comportamento é comandado basicamente por dois fatores: (i) aderência total da fibra na resina, e (ii) extração de fibras da matriz. Estes fatores podem ser analisados diretamente, utilizando a regra das misturas modificada, cujas condições são muito sensíveis às variações da engenharia de processamento, ou com análises que não sejam influenciadas por estes fatores, tal como a obtenção do ângulo de contato, que está diretamente relacionado à molhabilidade e, conseqüentemente, com a eficiência da adesão. Sendo assim, o presente trabalho levou a uma teoria de molhamento generalizada onde, através do desenvolvimento de um método numérico, permitiu o estudo do comportamento do ângulo de contato formado entre a fibra e a matriz polimérica. Para este estudo, diferentemente da teoria clássica de molhabilidade, considerou-se na solução do método numérico proposto, que os planos formadores da gota líquida são ortogonais elípticos, tendo em vista que as fibras naturais, e em particular a fibra sisal (objeto deste trabalho), possuem seção transversal próxima a esta geometria. Deste modo, a metodologia proposta permitiu obter o ângulo de contato para o sistema fibra sisal / matrizes poliméricas, e efetuar sua comparação com os valores obtidos de experimentos mais complexos, tal como o ensaio de extração de fibras. Em função desta comparação, foi necessário propor modificações à regra das misturas com o intuito de incluir parâmetros como: extração de fibras, fator de adesão e alinhamento de fibras, para prever, com maior exatidão, o comportamento macromecânico do compósito. Este mesmo comportamento também foi verificado através da relação existente entre as propriedades dos compósitos em resistência à tração, flexão e trabalho de extração de fibras, com o tratamento químico em solução aquosa de NaOH realizadas nas fibras de sisal. Os compósitos, cujas fibras foram submetidas a tratamentos químicos, tiveram sua propriedade em resistência à tração e flexão melhoradas, em consequência de uma melhoria na adesão da interface.

Este trabalho trata da obtenção e caracterização de compósitos de tecido de fibras de carbono de trama simples 1x1 (Plain Weave) impregnados com quatro tipos de matrizes poliméricas termoplásticas: poli(propileno) isotático (PP), copolímero de poli(propileno)-poli(etileno) (PP/PE), copolímero PP/PE com o agente de acoplamento AM1 e copolímero PP/PE com agente elastomérico AM2. As matrizes poliméricas foram caracterizadas pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), reologia, absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia óptica com estágio de aquecimento e difração de raios X. Os resultados obtidos nestas análises foram correlacionados e apoiaram a proposição de um ciclo térmico de processamento dos laminados por moldagem por compressão a quente. Os laminados são formados por quinze camadas de tecido de fibra de carbono 0o/90o . As quatro famílias de laminados processadas foram avaliadas por ultra-som mostrando que a consolidação das amostras não resultou em falhas de compactação. A determinação do teor de FC nos laminados, cerca de 60% (v/v), e as análises microestruturais por microscopia óptica de luz polarizada (MOLP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) confirmam o adequado estabelecimento dos parâmetros de processamento dos laminados. Os ensaios mecânicos mostram que o laminado FC-PP/PE-AM1 apresenta valores mais baixos de resistência ao impacto e mais altos de resistência à tração. As análises por MEV destas amostras fraturadas por impacto e por tração revelam uma boa adesão na interface entre fibra-matriz, atribuída ao agente AM1 que melhorou a interface reforço-matriz. Os laminados FC-PP/PE-AM2 apresentam valores mais baixos de resistência à tração e mais altos de impacto, indicando que o aditivo AM2 tenacificou a matriz. Os laminados de PP-PE e PP (sem modificadores na formulação) apresentam os valores mais baixos de resistência mecânica.

O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas finalidades, formar um conjunto de materiais que combinem alta resistência, alta rigidez e baixa massa específica. Esta combinação de propriedades é resultante da união de reforços de fibras com polímeros, tornando os compósitos particularmente atrativos como substituintes das ligas metálicas em aplicações aeronáuticas e espaciais. Os compósitos obtidos com termoplásticos de engenharia, em comparação aos compósitos termorrígidos, podem apresentar maior rigidez, maior resistência ao impacto, maior temperatura de serviço, menor absorção de água, menor custo de processamento, baixo custo de transporte e estocagem, maior facilidade na execução de reparos, maiores possibilidades de integração e possibilidade de reciclar rejeitos. Dentre os processos de conformação disponíveis para compósitos termoplásticos, a moldagem por conformação a quente com molde híbrido metal-borracha vem sendo muito utilizado devido ao seu baixo custo e elevada produtividade. Neste processo, o ciclo térmico e as cargas mecânicas envolvidas podem afetar a cinética de cristalização e causar deslocamentos da fibra em relação à matriz ou o aparecimento de vazios. Portanto, as propriedades da peça final podem ser afetadas. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência dos parâmetros de processamento, com ênfase nas variações de temperatura, nas propriedades mecânicas tais como módulo elástico e resistência obtidos por flexão e módulo elástico obtido por compressão para laminados de compósitos termoplásticos de poli(éter-imidia) (PEI) reforçado com fibra de carbono e poli(sulfeto de fenileno) (PPS) reforçado com fibra de carbono e de vidro. As propriedades mecânicas, cristalinidade e qualidade de compactação foram avaliadas e correlacionadas antes e depois do processamento por moldagem por compressão a quente em molde híbrido metal-borracha. As conclusões mostraram que os ciclos térmicos do processo de conformação utilizando os moldes mais frios, 50C e 100C para os compósitos de PEI e PPS, respectivamente, causaram um decremento nas propriedades medidas em flexão.

Compósitos de matriz polimérica reforçados com fibra de boro, de vidro, de aramida e de carbono estão sendo progressivamente empregados em aeronaves, mísseis e veículos espaciais com o intuito de reduzir massa e aumentar a estabilidade dimensional destas peças em diferentes faixas de temperatura e resistência ao impacto. Há uma crescente necessidade em aplicações civis e militares para materiais compósitos os quais tem características estruturais excelentes, aliada à boa resistência à penetração e alongamento após impacto. Este trabalho teve por finalidade mostrar quais são os principais materiais compósitos, aplicados em painéis balísticos, as principais técnicas de processamento e avaliar sua resistência ao impacto. Um exemplo prático de aplicação foi estudado analisando propriedades balísticas e de resistência à penetração de painéis utilizados para blindagem da porta de acesso à cabine dos pilotos de aeronaves de passageiros. Além do requisito balístico a porta tem a menor massa possível, pois se utilizou materiais compósitos de ultima geração como painel balístico laminado e autoclavado apresentando alta elongação e alto teor de fibras. Foi demonstrado quais materiais, processos de fabricação e ensaios foram utilizados para confecção do modelo de porta reforçada que hoje está em produção e equipando aeronaves comerciais nos quatro cantos do mundo.

Este trabalho apresenta o estudo do processamento de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE) pelo uso de compósitos condutivos de negro de fumo (NF) impregnado in situ com o polímero condutor poli(o-metoxianilina) (POMA). Para isto, inicialmente, estudou-se a rota de síntese química da POMA, pelo uso de o-anisidina em meio ácido. Resultados de análise de FTIR, espectroscopia Raman e de UV-vis, difração de raios X mostram que o referido polímero foi obtido com sucesso na sua forma condutora. A partir da definição da rota de síntese da POMA e do NF/POMA, ambos preparados em resina epóxi, indica que o compósito condutivo mostra-se muito mais adequado que a POMA na preparação de MARE. Compósitos de NF/POMA resina epóxi apresentam valores de condutividade elétrica até cem vezes maior que amostras de POMA-resina epóxi e valores de atenuação de microondas de até 99,5% na faixa de frequância de 8 a 12 GHz.

Os materiais absorvedores de radiação, quando atingidos por uma onda eletromagnética, têm a sua estrutura molecular excitada, fazendo com que parte da energia incidente seja convertida em energia térmica. Normalmente, esses absorvedores contêm em suas formulações aditivos como materiais carbonosos, ferritas e polímeros condutores. O presente trabalho estuda o processamento de absorvedores híbridos via colagem de mantas poliméricas, colmeias e espumas, todas impregnadas com ferrita de MnZn e negro de fumo. Esta ferrita foi previamente selecionada por comparação com as ferritas de NiZn e MgZn. A caracterização dos materiais obtidos foi realizada pelo uso dos métodos do arco NRL e de inserção entre antenas, na faixa de 8 a 16 GHz. Os resultados mostram que as diferentes combinações dos aditivos geram materiais com diferentes níveis de atenuação da radiação incidente, sendo que os mais eficientes foram os obtidos como mantas de silicone dopadas com ferrita de MnZn e negro de fumo na proporção de 50/40/10, m/m, respectivamente, atenuando a radiação em torno de -10 dB. Foi verificado, também, que a atenuação da radiação nos absorvedores híbridos é definida pela primeira camada, mostrando que o processamento desses materiais é complexo, necessitando de estudos adicionais para melhorar a adesão entre as diversas camadas e, conseqüentemente, o casamento de impedância entre os diferentes materiais.

Com o contínuo crescimento de uso dos compósitos poliméricos estruturais na produção industrial de peças aeronáuticas, torna-se imperativo desenvolver técnicas de reparos de danos aplicáveis aos diversos tipos de laminados. O procedimento normalmente utilizado para definir o reparo de compósitos laminados envolve a simulação do dano em corpos-de-prova representativos dos componentes. Este trabalho apresenta a técnica de reparo estrutural, tipo chanfro, de laminados de carbono/epóxi, vidro/epóxi, aramida/epóxi de aplicação aeronáutica, pelo uso de tecido de carbono, aramida e vidro/epóxi. Os laminados de carbono, aramida e vidro/epóxi, sem e com reparos, foram submetidos ao condicionamento ambiental em duas condições diferentes (ambiente: 23 5 oC e 50 5 % de umidade relativa, e úmida: 65 5 oC e 95 5 % de umidade relativa), e os reparos foram realizados com quatro diferentes sobreposições das camadas de tecido (9,0; 12,7; 15,0 e 20,0 mm). Todas as famílias de reparo foram submetidas ao carregamento em tração sob temperaturas ambiente nos dois condicionamentos e elevada (82 oC) para condicionamento úmido, observando-se que os melhores resultados da propriedade mecânica avaliada foram obtidos com a sobreposição de 15,0 mm e para os laminados de fibra de vidro reparados com fibras de vidro. É verificado também que, o condicionamento com umidade e temperatura elevada diminui significativamente a propriedade mecânica de tração dos compósitos reparados, favorecendo a falha por descolamento entre o laminado base e o reparo (falha no adesivo). Os piores resultados de resistência dos reparos são obtidos para os laminados de carbono reparados com fibras de vidro e com sobreposição de 9,0 mm, favorecendo a ruptura na região do adesivo

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-17Bitstream added on 2014-06-13T19:14:26Z : No. of bitstreams: 1 silva_rf_me_bauru.pdf: 1249387 bytes, checksum: b538ba2c7d6a8fbcab935048ce9fe990 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O óxido nítrico (NO) é um radical livre com inúmeras funções fisiológicas, tais como regulação da pressão sanguínea e sistema nervoso. O desenvolvimento de Sistemas de Liberação Controlada (SLC) de NO no organismo são de grande importância em tratamentos de diversas patologias, bem como para a indústria farmacêutica. A espectroscopia de ressonância paramagnética (RPE) foi utilizada para detecção e caracterização da taxa de liberação de NO. Esta é uma técnica amplamente utilizada no estudo de entes paramagnéticos existentes em sistemas biológicos. Os SLCs de NO foram desenvolvidos a partir da incorporação do agente aprisionador de NO, FeDETC, nas matrizes biocompatíveis de látex e siloxanopoli(oxipropileno) (PPO). O foco deste trabalho é obter membranas para liberação controlada de NO que sejam capazes de liberar NO localmente através de estímulos externos. A matriz de PPO apresentou forte sinal de NO, resistência mecânica e estabilidade igual às melhores matrizes sólidas já obtidas em nosso laboratório. Mantendo a matriz de PPO em ambiente sem iluminação e à temperatura ambiente, o NO permanece aprisionado ao FeDETC por até 45 dias nas primeiras sínteses e 33 dias nas últimas sínteses. Em experimentos feitos com a matriz de látex foi observado que o NO permanece complexado ao FeDETC até 61 dias e 45 dias para amostras estocadas no escuro à temperatura ambiente e sob temperatura de 50C. Em ambas matrizes, foi observado que a taxa de liberação de NO do sistema pode também ser acelerada através da aplicação de um campo magnético ou através do aumento de temperatura. Estas características fazem do PPO e látex , matrizes ideais para construção de SLCs de NO. / Nitric oxide (NO) is a free radical species with multiples physiological functions, such as the regulation of blood pressure and nervous system. The development of drug delivery systems (DDS) of NO in the body are of great importante in the treatment of varios diseases, as well as for the pharmaceutical industry. Electron Paramagnetic Resonance (EPR) technique, was used for NO detection and characterization of the NO delivery kinetics. This is a technique widely used in the study of paramagnetic entities existing in biological systems. NO DDSs were developed based in trap FeDETC incorporated in siloxane–poly(oxypropylene) (PPO) and latex biocompatible matrix. The focus of this work is to obtain membranes for controlled release of NO that are able to release NO locally by external stimuli. The PPO400 and PPO2000 DDS presents a stronger EPR signal, strength and highest stability, equal to the best solid matrices already obtained in our laboratory, e. g. latex matrix. Keeping the matrix in PPO enviromment without lighting and temperature, the NO remains trapped in FeDETC for up to 45 days in the first synthesis and summaries for the last 33 days. In experiments made with the latex matrix was observed that NO remains trapped in FeDETC until 61 or 45 days for samples stored in the dark at room temperature and samples left at the greenhouse 50C. In both matrices was observed that the kinetics of NO release of NO release of the system can also be accelerated by applying modulated magnetic field of 40G or by increasing temperature. These characteristics make the PPO and latex, matrices ideal for building DDS NO.

De acordo com o conceito de sistemas de liberação controlada, o presente estudo foi baseado na utilização de polímeros hidrofílicos biocompatíveis, formadores de hidrogéis, para o desenvolvimento de matrizes na forma de filmes finos. Os polímeros utilizados para a formação das matrizes foram a quitosana proveniente das cascas de camarão, o amido de milho modificado e a poli(N-vinil-2-pirrolidona) - PVP. As matrizes foram reticuladas utilizando glutaraldeído. O fármaco escolhido para testar a capacidade de liberação dos dispositivos foi o anti-inflamatório não esteroidal (AINE) diclofenaco sódico. Para obtenção das matrizes com propriedades adequadas para essa finalidade, foram testadas misturas de quitosana-amido e quitosana-PVP. Após a triagem qualitativa, os dispositivos foram avaliados quanto à citotoxidade, intumescimento máximo, fração gel, parâmetros cinéticos associados à absorção de vapor de água e à capacidade de liberação de diclofenaco sódico in vitro. As formulações de quitosana-PVP foram as que apresentaram melhores propriedades para a aplicação proposta nesse estudo, se destacando a formulação A3, com alto percentual de liberação, boas propriedades de manuseio, poucos componentes na formulação diminuindo o potencial alergênico e aprovação no teste de citotoxicidade em células de camundongo (NCTC) pelo método de incorporação do vermelho neutro. / According to the concept of drug delivery systems, this study has based on the use of biocompatible hydrophilic polymers hydrogels-forming for the development of matrices in the form of thin films. The polymers used for forming the matrices were chitosan from shrimp shells, modified maize starch and poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) PVP. The matrices were cross-linked using glutaraldehyde. The drug chosen to test the ability of the devices release was the non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) sodium diclofenac. Mixtures between chitosan-starch and chitosan-PVP tested to obtain the matrices with suitable properties for this purpose. The devices after qualitative screening had evaluated for cytotoxicity, maximum swelling, gel fraction, kinetic parameters associated with absorbing water vapor and the release of diclofenac sodium able to in vitro. The formulations based on chitosan-PVP were the presents the best properties, in evidence formulation A3, with high percentage of delivery, good handing properties, few compounds/components reducing the allergenic potential and successful in vitro cell viability red uptake cytotoxicity assay, using cell culture mouse cells (NCTC).

O principal desafio na tecnologia de processamento de materiais compósitos estruturais é a obtenção de uma adequada interface/interfase entre o reforço e a matriz. Um método para modificar e controlar as propriedades físicas desta região interfacial é pela aplicação de um sizing (recobrimento) na superfície do reforço, antes de sua impregnação com a matriz polimérica. Atualmente, as poliimidas (PI) têm sido utilizadas como sizing, devido às suas altas temperaturas de transição vítrea (210 - 430C ou superior) e de decomposição (> 500C). Outra forma de utilização das PI como interfase está no emprego de uma técnica de processamento de compósitos termoplásticos bastante inovadora: a pré-impregnação via suspensão polimérica. Esta técnica envolve a impregnação do reforço, pelo contato deste em uma suspensão aquosa das partículas davmatriz polimérica de impregnação. Uma vez que, a fabricação de compósitos termoplásticos é dificultada pela alta viscosidade das matrizes fundidas, este método mostra-se bastante atrativo como uma alternativa às técnicas tradicionais de processamento. Além disso, a utilização do precursor da PI, os poli(ácido âmico) (PAA), como agentes responsáveis para promover a suspensão das partículas da matriz polimérica no sistema de pré-impregnação, oferece a vantagem deste, atuar como formador da região interfacial em compósitos. O objetivo do presente trabalho é comparar duas técnicas de processamento de compósitos termoplásticos: por moldagem por compressão a quente e por suspensão polimérica e analisar a influência da região interfacial formada na resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) dos compósitos preparados. Neste trabalho foram feitas cinco diferentes sínteses de PAA para a utilização no processo de pré-impregnação via suspensão polimérica, pela variação dos dianidridos (BTDA e PMDA) e das diaminas (DHPr, ODA, DDS, Bis-P). O sucesso das síntese e da conversão dos PAA em PI foi confirmado por análise de DSC, TG, MEV, FTIR, GPC e RMN de sólidos. A partir dos PAA sintetizados foram preparadas suspensões com os polímeros PEEK, PPS, PEI e nylon 6/6, que foram utilizadas na preparação de pré-impregnados com tecidos de fibras de carbono. Os resultados de ILSS dos laminados obtidos pelas duas técnicas mostram que, de uma maneira geral, as PI formaram uma região interfacial que melhorou a adesão da fibra de carbono com as matrizes poliméricas estudadas.