Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6328.pdf: 3719747 bytes, checksum: 5cd3410e5179f615f91f595a93c8ff97 (MD5) Previous issue date: 2014-08-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The chemical modification of PLA with maleic anhydride by reactive processing and the extent of reaction and degradation reactions, were studied. Routes of grafting reaction of maleic anhydride in PLA were evaluated. Dicumyl peroxide (DCP), as initiator, and maleic anhydride (MA) for modification of the PLA, were used. Acidity levels of the compositions were obtained by titration technique of the acid groups and observed an increase in acidity of the modified PLA s, with steep increase in the sample of PLA-g-MA, produced in the presence of DCP. During the PLA modification, with MA, was observed a reduction of 45% in Mn, measured by SEC. In order to analyse the reaction routes, PLA/PBAT blends were produced. Compatibilization of the blend was performed by two ways, one using in situ PLA/PBAT modification and the other using a pre-modified PLA (PLA-g-MA). A blend without MA (PLA/PBAT) was used as reference. In according with the observed mechanical behavior, a synergic effect is observed for PLA-g-MA/PBAT blend, despite low molecular weight of PLA matrix. / Neste trabalho estudou-se a modificação química do PLA com anidrido maleico, por processamento reativo. Para tal, as rotas de reação de enxertia de anidrido maleico em PLA, foram avaliadas. Utilizou-se o peróxido de dicumila (DCP) como iniciador e anidrido maleico (MA) para modificação do PLA. Os teores de acidez das composições foram obtidos através da técnica de titulação dos grupos ácidos e observou-se um aumento no teor de acidez nas amostras de PLA modificados, sendo esse aumento mais intenso na amostra de PLA-g-MA, produzido na presença de DCP. Além disso, as reações de modificação causaram elevada degradação do PLA, reduzindo em aproximadamente 45 % a massa molar numérica média (Mn), valor medido através de cromatografia por exclusão de tamanho (SEC). Para a compreensão de qual rota de modificação foi mais adequada para melhorar a compatibilidade do PLA com outro poliéster, blendas de PLA/PBAT (70:30) foram produzidas. Produziram-se a blenda PLA/PBAT sem compatibilizante como referência, a blenda PLA-g-MA/PBAT na qual utiliza a matriz de PLA já modificada previamente e a blenda in situ, na qual a modificação química acontece simultaneamente ao processamento. Os resultados indicam que a modificação do PLA com anidrido maleico com subsequente mistura com o PBAT (formando a blenda PLA-g-MA/PBAT) foi a rota mais adequada para obtenção das melhores propriedades mecânicas, apesar da baixa massa molar da matriz de PLA-g-MA.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6392.pdf: 3859345 bytes, checksum: 1631ac05f29ab392411182e202bf030e (MD5) Previous issue date: 2014-02-03 / Polytetrafluorethylene (PTFE) is used in a wide range of critical applications because of its outstanding chemical and thermal resistance, low surface energy and special tribological properties. Because of its ultra high molecular weight, which leads to high melt viscosity, PTFE cannot be processed by traditional extrusion and injection methods. Cold pressing followed by sintering above its melt temperature is the main processing technique. The sintering time is defined according to the dimensions of the manufactured part and may last from a few hours to several days for large parts. Studies of the influence of sintering time and temperature on PTFE crystalline microstructure and mechanical properties are scarce in the scientific literature, being the main objective of this study. PTFE plaques were isostatically pressed and sintered at temperatures from 360XC and 390XC for times between 10 e 10:000min. Differential Scanning Calorimetry (DSC), measurements of mass loss and density, Scanning Electron Microscopy (SEM), compression and tensile tests were performed. The results of mass loss demonstrated that degradation is more pronounced in the surfaces of the PTFE parts and increases with sintering time and temperature. Analysis of the enthalpies of fusion and density measurements indicated indirectly the reduction in the molecular weight and increase in the crystallinity degree with increasing sintering temperature and time. The SEM analysis allowed the direct observation of crystalline microstructure, indicating a trend of increasing of the width the crystalline lamellae with sintering time and temperature. Tension and compression tests have shown that even under a wide range of sintering conditions, for which the polymer molar mass, crystallinity degree and structure are modified, PTFE mechanical properties are not significantly affected. The results obtained will guarantee PTFE parts processors and users to rely on polymer performance, even for parts exposed to extreme sintering conditions, current found in the industry. / O politetrafluoretileno (PTFE) é utilizado em extensa gama de aplicações críticas devido à sua excelente resistência química e térmica, baixa energia superficial e propriedades tribológicas especiais. Devido à sua ultra-alta massa molar, o que leva à elevada viscosidade no estado fundido, o PTFE não pode ser transformado pelos métodos tradicionais de extrusão e injeção, sendo o principal método de transformação deste polímero a prensagem sob temperatura ambiente, seguida de sinterização a temperaturas acima do ponto de fusão. O tempo de sinterização é definido de acordo com as dimensões da peça fabricada, podendo variar de poucas horas até vários dias para peças de grande volume. Avaliações sobre a influência dos extremos de tempo e temperatura de sinterização, atualmente adotados na indústria, sobre a microestrutura cristalina e as propriedades mecânicas do PTFE, são escassas na literatura científica, sendo o principal objetivo deste estudo. Neste trabalho placas em PTFE foram sinterizadas variando-se a temperatura entre 360XC e 390XC e o tempo entre 10 e 10:000min. Calorimetria exploratória diferencial (DSC), medidas de perda de massa e de densidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios de compressão e tração simples foram utilizados. Os resultados obtidos pelas medidas de perda de massa indicaram que a degradação do PTFE é mais acentuada nas superfícies das placas, aumentando com o tempo e temperatura de sinterização. Análises das entalpias de fusão e medidas de densidade apontam indiretamente a redução na massa molar e aumento no grau de cristalinidade com o aumento do tempo e temperatura de sinterização. As análises em MEV possibilitaram a observação direta da microestrutura cristalina, indicando uma tendência de aumento da largura das lamelas cristalinas com o tempo e temperatura de sinterização. Os ensaios mecânicos permitiram verificar que a influência das variáveis de sinterização não foi significativo para comprometer o comportamento mecânico de curta duração do PTFE nestes ensaios. Os resultados obtidos proporcionam embasamento técnico aos processadores e usuários de peças técnicas em PTFE, para que tenham confiabilidade no desempenho deste material, ainda que tenha sido sinterizado em condições extremas, atualmente presentes na indústria.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6492.pdf: 4084307 bytes, checksum: 63c3d8389f9ed39827abea64eedbbd41 (MD5) Previous issue date: 2014-10-24 / Universidade Federal de Minas Gerais / This dissertation addressed the feasibility study of Friction Riveting technique on polycarbonate and 2024-T351 aluminum alloy spot joints. Design of experiments and Artificial Neural Network modelling were used to investigate the influence of process parameters on mechanical and microstructural properties of joints. These joints were produced at the Institute for Research Helmholtz Zentrum Geesthacht (HZG), in Germany, during the undergraduate years of the applicant. Process temperature was measured using an infrared camera. The mechanical properties of the joints were determined by tensile testing. The macro and microstructural characterization were carried out by light optical microscopy (LOM) and Vickers microhardness tests. The fracture mechanisms were investigated by optical and scanning electron microscopy (SEM). The level of PC degradation in the joining area was obtained by viscometry and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The average peak temperatures meausured during joining varied between 52% and 72% of the melting point interval of AA 2024 aluminium alloy. Strong joints with high anchoring efficiency were achieved, with ultimate tensile strength of approximately 90% of metallic rivet, and non-catastrophic ductile fracture at the metallic rivet outside the joined area. This is desirable failure type in riveted polymeric structures and an indication of high-strenght joints. The viscometry and FTIR analysis showed the absence of thermal degradation of the PC in the riveted joint. Statistical and Artificial Neural Networks modeling process showed good repeatability and reproducibility within the conditions studied. These results demonstrated the feasibility of producing spot joints of rivets 2024-T351 and PC by using the FricRiveting process. / Nesta dissertação de mestrado foi realizado um estudo da viabilidade de fabricação de juntas híbridas de Policarbonato (PC) e Alumínio 2024-T351 através do processo de rebitagem por fricção ( Friction Riveting ). Técnicas de planejamento de experimentos aliadas à modelagem por redes neurais foram utilizadas na investigação da influência dos parâmetros de processo, nas propriedades mecânicas e microestruturais das juntas. As juntas foram produzidas no Instituto de Pesquisa Helmholtz Zentrum Geesthacht (HZG), na Alemanha, durante o período de estágio da proponente. A temperatura dos materiais durante o processamento foi medida utilizando-se uma câmera de infravermelho. As propriedades mecânicas das juntas foram determinadas por meio de ensaios de tração. As características macro e microestruturais foram avaliadas por meio de microscopia ótica e ensaios de microdureza Vickers. Os mecanismos de fratura foram investigados por análises em microscópico ótico e de varredura (MEV). O nível de degradação do PC na região da solda foi investigado por viscosimetria e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As temperaturas médias atingidas na área friccionada estiveram entre 56% a 72% do intervalo de ponto de fusão da liga AA 2024. Foram produzidas juntas com alta eficiência de ancoramento do rebite metálico, com limites de resistência à tração de aproximadamente 90% da resistência mecânica do rebite, e falha dúctil não catastrófica, ocorrendo no rebite na região externa à placa de PC. As análises de viscosimetria e FTIR demonstraram a ausência de degradação térmica do PC na área de união. A modelagem estatística e via redes neurais do processo demonstraram boa repetitividade e reprodutibilidade dentro das condições estudadas. Tais resultados permitiram demonstrar a viabilidade de produzir juntas de qualidade, com rebites de 2024-T351 e placas de PC, utilizando o processo de Rebitagem por Fricção.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6534.pdf: 4466459 bytes, checksum: 86632bf49aeb4a4fbc4d6ad54b72ba55 (MD5) Previous issue date: 2014-12-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / Metallic coatings are generally designed to confer high wear and corrosion resistance to the substrate to be coated. These properties are essential to make structures suitable to resist to aggressive environment and operating conditions. In this context, Fe-based alloys have drawn great attention due to their unique physical and chemical properties and relatively low cost of iron. Compared with traditional crystalline metallic materials, Fe-based amorphous alloys exhibit high strength, hardness and superior corrosion resistance, attributed to their disorder structures as well as chemical homogeneity. Powder alloys can then be used to produce amorphous coatings on steel substrate, improving corrosion and wear properties in aggressive environments. This work reports on the production of high corrosion and wear resistant coatings produced by HVOF (High Velocity Oxygen Fuel) using only commercials precursors. Initially, preliminary studies were made for the evaluation of glass forming ability (GFA) for the selected Fe60Cr8Nb8B24%at. composition. Further analyses of the crystallization of fully amorphous samples were conducted to correlate the crystalline phases with the physical and chemical properties. Then, the production of amorphous coatings was studied. The microstructure of the samples was characterized by optical microscopy (OM), confocal microscopy (CM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimeter (DSC). Corrosion, wear and hardness tests were performed as well as porosity and oxygen content measurements. The results have shown the feasibility of production of high quality coatings by HVOF (low porosity and oxygen content together with high hardness and large amount of amorphous fraction). However, the corrosion properties of the coatings were found to be impaired by the presence of α-Fe and FexB (x=1,2 and 3) crystalline phases. / Revestimentos metálicos são geralmente engendrados para serem aplicados em superfícies de componentes estruturais a fim de conferir elevada resistência ao desgaste e/ou à corrosão. Neste contexto, os revestimentos amorfos à base de ferro com pequenas adições de elementos de liga resistentes à corrosão são promissores, pois apresentam elevada resistência mecânica, baixo coeficiente de atrito, rápida formação de filmes passivos estáveis e resistentes aos ataques eletroquímicos, além de elevada temperatura de cristalização. Essas ligas, além das interessantes combinações entre propriedades químicas e físicas, configuram-se como sistemas de relativo baixo custo que, portanto, são viáveis economicamente. A presente dissertação de mestrado investigou a microestrutura de revestimentos da liga amorfizável Fe60Cr8Nb8B24%at. produzidos por aspersão térmica por oxicombustível de alta velocidade (HVOF) através do emprego de elementos de pureza comercial. As resistências ao desgaste e à corrosão dos mesmos também foram analisadas. Inicialmente, foram desenvolvidos estudos para avaliar a tendência de formação de estrutura amorfa (TFA) para a composição selecionada. Estudos de cristalização também foram conduzidos com a finalidade de correlacionar as fases formadas com as propriedades físicas e químicas apresentadas pelas amostras. Em seguida, a viabilidade em se produzir revestimentos amorfos por HVOF foi investigada. Os revestimentos produzidos foram caracterizados por microscopia ótica (MO), microscopia confocal (MC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difratometria de raios-X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC), ensaios de desgaste, ensaios de corrosão e medidas de dureza, de porosidade e de teor de oxigênio. Os resultados obtidos indicaram a viabilidade de produção de revestimentos amorfos de elevada qualidade (baixa porosidade e teor de óxidos juntamente com elevada dureza e fração de fase amorfa). Entretanto, a baixa resistência à corrosão apresentada pelos revestimentos deve-se à presença de nanocristais de fases Fe-α e FexB (x=1,2 e 3).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCO_Andre_2011.pdf: 5123348 bytes, checksum: baef255456f46737f3ad89abd6710168 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / "Green" petroleum coke is a solid product, obtained from the cracking of heavy residual oils in the waste conversion units called delayed coking units (UCR). The market for application of "green" coke is very broad, perhaps regarded as the product (derived directly from oil) with the greatest potential for industrial use, as in the metallurgical area (fuel or reducer), obtaining refractory crucibles, sintered parts, coating equipment, composition of amber glass, solid fuels. Due to its high calorific value, from 8200 to 8600 kcal/kg, this byproduct of oil is widely used as a source of energy in industries. This study aimed to the blending of petroleum coke fines with natural fibers (eucalyptus and sugarcane bagasse) and subsequently obtains briquettes through compression molding. Thus, it was hoped to obtain a product with a higher calorific value compared with briquettes formed only by vegetable fibers and additionally reduce partly the consumption of materials from non-renewable sources (petroleum coke) to obtain briquettes. The raw materials used were fines of petroleum coke and eucalyptus fibers and sugarcane bagasse .. The proportions of mixtures of fines of petroleum coke and vegetable fibers were: 100% coke fines, 75/25, 50/50, 25/75 and 100% vegetable fibers. The mixtures had their moisture standardized between 10% and 12% and the force used to perform the compaction was 12t. To make the compression it was used a cylindrical stainless steel cast of 9.62 cm2 and a hydraulic press of parallel plates type. The briquettes molded with the ratio 25/75 and 50/50 coke/fibers presented, visually, good compaction and proper agglomeration. It was obtained also the formation of briquettes made of 100% petroleum coke, but they presented themselves fragile. However, for blends 75/25 coke/fibers was not possible to obtain briquettes, probably due to compaction is not adequate. Samples of all produced briquettes were analyzed for gross calorific value (GCV). The briquettes compounded of 50/50 coke/eucalyptus and coke/bagasse showed an increase of approximately 50% in the GCV when compared to those found for the briquettes made from 100% plant fibers. It was doner diametral compression tests for the briquettes and most of them showed characteristics of relatively brittle materials with low strain values. The briquettes compounded of 100% petroleum coke showed the lowest values of stress and strain. For the briquettes compounded of coke/ eucalyptus was observed decreasing behavior of the variables as the concentration of coke increased. For the briquettes compounded of coke/sugar cane bagasse, occurred an increase in the values of variables after the addition of coke. / O coque verde de petróleo é um produto sólido, obtido a partir do craqueamento de óleos residuais pesados em unidades de conversão de resíduos denominadas unidades de coqueamento retardado (UCR). O mercado de aplicação do coque verde é vasto, com grande potencial de utilização industrial, como na área metalúrgica (carburante ou redutor), obtenção de cadinhos refratários, peças sinterizadas, revestimentos de equipamentos, composição de vidro âmbar, combustíveis sólidos. Devido ao seu alto poder calorífico, 8200 a 8600 kcal/kg, este subproduto do petróleo é amplamente utilizado como fonte geradora de energia em indústrias. O presente trabalho teve como objetivo a mistura de finos de coque de petróleo com fibras vegetais (de eucalipto e de bagaço de cana) e posterior obtenção de briquetes através de moldagem por compressão. Desta maneira, esperava-se obter um produto com maior poder calorífico em comparação com briquetes formados somente por fibras vegetais e, adicionalmente, reduzir em parte o consumo de materiais de fontes não renováveis (coque de petróleo) na obtenção de briquetes. As proporções em massa das misturas de finos de coque de petróleo e fibra vegetal foram: 100% finos de coque, 75/25, 50/50, 25/75 e 100% fibra vegetal. As misturas tiveram suas umidades padronizadas entre 10% e 12% e a força utilizada para a compactação foi de 12t. Para proceder a compactação utilizou-se um molde de aço inoxidável, em formato cilíndrico, com área de 9,62cm2, e uma prensa hidráulica tipo placas paralelas. Os briquetes moldados com a proporção 25/75 e 50/50 coque/fibras apresentaram, visualmente, boa aglomeração e adequada compactação. Obteve-se, também, a formação de briquetes compostos de 100% de coque de petróleo, porém estes apresentaram-se frágeis. No entanto, para as misturas 75/25 coque/fibras não foi possível a obtenção dos briquetes, provavelmente, devido à compactação não adequada. Amostras de todos os briquetes produzidos foram submetidas à análise de poder calorífico superior (PCS). Os briquetes de composição 50/50 coque/eucalipto e coque/bagaço apresentaram aumento de aproximadamente 50% nos valores de PCS quando comparados aos valores encontrados para os briquetes compostos de 100% de fibras vegetais. Realizou-se ensaios de compressão diametral para os briquetes e a maioria dos briquetes apresentou características de materiais relativamente frágeis com baixos valores de deformação. Os briquetes de composição 100% coque de petróleo foram os que apresentaram os menores valores de tensão e deformação. Para os briquetes de composição coque/eucalipto foi observado o comportamento decrescente para as variáveis força, deformação e tensão conforme a concentração de coque aumentava. Já para as composições coque/bagaço de cana de açúcar, ocorreram aumentos nos valores das variáveis quando da adição de coque.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LARANJEIRA_Mateus_2011.pdf: 2144083 bytes, checksum: 6a158108b8f771f8a37050f191be4894 (MD5) Previous issue date: 2011-04-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work it was used an electronic tongue constituted by ultrathin films of distinct materials deposited on gold interdigitated electrodes. According to the impedance measurements taken, it was tested if the device is able to differentiate highly diluted liquid systems. Solutions highly diluted and dynamically prepared were made at the laboratories of Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (USP) by Profa. Dra Marilisa Guimarães Lara. Experimental data acquisition was conducted by blind tests measurements involving samples with the same active principle (belladona) at distinct molar concentrations. We have made a comparison between conventional measurements taken at 1 kHZ and tan  values in addition to, in some cases, the tan  results favour the samples correlation throughout the Principal Component Analysis technique, by which it was possible the distinction of highly diluted solutions, with a good statistical correlation of the systems analysed. Moreover, it was made an in-situ impedance investigation during the growth of the layer-by-layer films used as sensing units, aiming a better comprehension of the fabrication process of these films onto interdigitated electrodes. / Neste trabalho utilizamos uma língua eletrônica , constituída por filmes ultrafinos de diferentes materiais depositados sobre eletrodos interdigitados de ouro. De acordo com as medidas de impedância realizadas foi verificado se este tipo de dispositivo apresenta sensibilidade para diferenciar sistemas líquidos altamente diluídos. As soluções ultradiluídas e dinamizadas utilizadas neste trabalho foram preparadas nos laboratórios da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (USP) pela Profa. Dra. Marilisa Guimarães Lara. A aquisição dos dados experimentais foi realizada por meio de medidas elétricas em testes cegos envolvendo amostras com o mesmo insumo ativo (beladona) em diferentes níveis de concentração molar. Realizamos uma comparação entre medidas convencionais obtidas em 1 kHz e valores associados à tan (), sendo que, em alguns casos, os resultados de tan  favoreceram a correlação de amostras através da técnica de Análise de Componentes Principais, através da qual foi possível diferenciarmos as soluções ultradiluídas, com boa correlação estatística dos sistemas analisados. Adicionalmente, foi realizada uma investigação de impedância in-situ durante o crescimento dos filmes automontados utilizados como unidades sensoriais, com o objetivo de melhor compreender o processo de fabricação desses filmes sobre os eletrodos interdigitados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIRANDA_Vinicius_2011.pdf: 3786451 bytes, checksum: 296d0718a38219ceaba888d20f916c2b (MD5) Previous issue date: 2011-04-06 / The development of materials derived from renewable or biodegradable resources has attracted attention from academic and industrial sectors due to the growing need for replacement of synthetic materials derived from renewable sources and also due to the need for biodegradable materials. The interest in the use of blends of thermoplastic starch (TPS) and polyethylene has also gained attention in the last decade due to a new concept in which the increase in the content of materials from renewable sources is required and due to recent advances in the thermoplastic starch technology. In this work we studied blends of low density polyethylene (LDPE)/thermoplastic starch (1:1, w / w). In a first step the thermoplastic starch was prepared by processing corn starch and glycerol in the ratio starch/glycerol 70/30 w/w, modified in the presence of 0; 0.5, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 wt% of citric acid in a single screw extruder, L/D = 40. In a second step the blends of thermoplastic starch and polyethylene (1:1, w/w) were produced using the same extruders. We investigated the effect of starch modification on the morphology and compatibility of polyethylene and TPS. The materials were characterized by scanning electron microscopy (SEM), tensile-stress mechanical testing, dynamic-mechanical thermal analysis (DTMA), high-performance size exclusion chromatography (HPSEC), infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction and water absorption experiments. The modification of starch causes a decrease in its molecular weight and hence the melt viscosity. It was observed that the TPS modification causes a better distribution of the dispersed phase of thermoplastic starch in the blend. This improvement was mainly observed for starch modified by adding 1.0% and 1.5% citric acid. The blends have lower moisture absorption and better mechanical properties with respect to the blends produced with unmodified thermoplastic starch. / O desenvolvimento de materiais derivados de fontes renováveis ou biodegradáveis tem atraído a atenção do meio acadêmico e industrial devido tanto a necessidade crescente de substituição de materiais sintéticos pelos derivados de fontes renováveis, como também pela necessidade de materiais biodegradáveis. O interesse pela utilização de blendas de amido termoplástico (TPS) e polietileno ganhou relevância a partir da última década em função de uma nova visão onde aumentar o conteúdo de materiais de fontes renováveis é requerido e também em função dos avanços técnicos obtidos com o amido termoplástico. Nesse trabalho foram estudadas blendas de polietileno de baixa densidade (PEBD) e amido termoplástico (1:1, m/m). Na primeira etapa, foi preparado o amido termoplástico por meio do processamento de amido de milho e glicerol, na proporção amido/glicerol de 70/30 m/m e modificado na presença de 0; 0,5; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0 em massa de ácido cítrico em uma extrusora de rosca simples, L/D = 40. Em uma segunda etapa foi produzida a blenda de amido termoplástico modificado e polietileno na proporção (TPS/PE) de 1:1 em massa, empregando a mesma extrusora. Foi investigado o efeito da modificação do amido na morfologia e na sua compatibilidade com o polietileno. Os materiais obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaios mecânicos, análise dinâmico-mecânica (DTMA), cromatografia líquida de alto desempenho de exclusão por tamanho (HPSEC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-X e absorção de umidade. A modificação do amido provoca a redução de sua massa molar e, conseqüentemente, da viscosidade do fundido. Observou-se que com a modificação do amido há uma melhor distribuição da fase dispersa de amido termoplástico na blenda. Essa melhora foi observada principalmente para o amido modificado pela adição de 1,0 e 1,5 % de ácido cítrico. As blendas apresentaram diminuição da absorção de umidade e propriedades mecânicas melhores com relação às blendas obtidas com amido termoplástico não modificado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERREIRA_Adriane_2011.pdf: 2833331 bytes, checksum: bbd5ad29bff7efa0d5fec3d7b9d4b9d7 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / A resistência à tração, módulo de elasticidade e alongamento das amostras de TPS com o diisocianato, na presença ou ausência de ácido cítrico, e poli(isocianato) bloqueado na ausência de ácido cítrico, aumentaram em comparação ao TPS. Todos os materiais modificados quimicamente apresentaram redução na absorção de água após a modificação química. Observou-se um aumento na massa molar das amostras com quantidades menores de incorporação do diisocianato e poli(isocianato) sem ácido cítrico, resultado da formação de grupos uretana no material. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos sofreram um significativo aumento na resistência e módulo de elasticidade se comparada ao TPS original. A adição de microfibrilas ocasionou um aumento da resistência mecânica dos nanocompósitos. The nanocomposites were prepared with nom modified thermoplastic starch reinforced with cellulose microfibrils obtained by alkaline treatment of eucalyptus pulp, followed by cryogenic grinding. The materials were characterized by infrared spectroscopy (FT), X-ray diffraction, dynamic mechanical analysis (DMA), liquid chromatography size exclusion high-efficiency (HPSEC), atomic force microscopy (AFM) microscopy, transmission and scanning (MTV-EGF), water absorption and mechanical tests. The use of single-screw extruder for the chemical modification of thermoplastic starch proved to be efficient because it promoted the reaction of diisocyanates in the presence or absence of citric acid. The process was also effective in decreasing the crystallinity of the TPS, which can increase its stability after processing. The tensile strength, modulus and elongation of TPS samples with the diisocyanate in the presence or absence of citric acid, and blocked polyisocyanate in the absence of citric acid increased after chemical modification by REX. For all chemically modified materials it was observed a decreased in the water absorption compared to the TPS. There was an increase in molar mass of the samples with smaller amounts of diisocyanate and polyisocyanate without citric acid, as a result of the formation of urethane groups in the material. The mechanical properties of nanocomposites underwent a significant increase in strength and elastic modulus when compared to the pristine TPS. The microfibrils addition causes an increase in the mechanical properties of the nanocomposites. / No presente trabalho foi estudado um novo processo de modificação química do amido termoplástico via extrusão reativa (REX) e o processo de obtenção de nanocompósitos de amido termoplástico reforçados com microfibrilas de celulose. O processo de modificação do amido por extrusão reativa foi baseado na despolimerização do amido via hidrólise com ácido cítrico seguida da repolimerização do material formado empregando-se um diisocianato e um poli(isocianato), respectivamente 4,4-diaminodifenil metano e o produto de condensação do trimetilol propano/4,4-tolueno diisocianato/fenol 1:3:3. As reações de despolimerização e de repolimerização foram realizadas em uma única etapa, empregando-se uma extrusora de rosca simples de 16 mm L/D 40, dotada de dispositivo de mistura por dispersão do tipo abacaxi. Dessa forma, por meio do controle da extensão da despolimerização e da repolimerização, obteve-se materiais com características diferentes e ajustáveis em função tanto da despolimerização como da polimerização. Os nanocompósitos foram preparados com amido termoplástico não modificado quimicamente, acrescidos com microfibrilas obtidas por tratamento básico da polpa de eucalipto, seguido de moagem criogênica. Os materiais obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios X, análise dinâmico-mecânica (DMA), cromatografia líquida de exclusão de tamanho de alta eficiência (HPSEC), microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), absorção de água e ensaios mecânicos. A utilização da extrusora de rosca simples para a modificação química do amido termoplástico mostrou-se eficiente, pois promoveu a reação dos isocianatos, na presença ou ausência de ácido cítrico. O processo, também reduziu a cristalinidade do TPS, o que pode contribuir para aumentar a sua estabilidade após o processamento. A resistência à tração, módulo de elasticidade e alongamento das amostras de TPS com o diisocianato, na presença ou ausência de ácido cítrico, e poli(isocianato) bloqueado na ausência de ácido cítrico, aumentaram em comparação ao TPS. Todos os materiais modificados quimicamente apresentaram redução na absorção de água após a modificação química. Observou-se um aumento na massa molar das amostras com quantidades menores de incorporação do diisocianato e poli(isocianato) sem ácido cítrico, resultado da formação de grupos uretana no material. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos sofreram um significativo aumento na resistência e módulo de elasticidade se comparada ao TPS original. A adição de microfibrilas ocasionou um aumento da resistência mecânica dos nanocompósitos

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-12T13:33:11Z No. of bitstreams: 1 DissBU.pdf: 6586964 bytes, checksum: 934910138375a2c3d090ed0f1d148376 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:59:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBU.pdf: 6586964 bytes, checksum: 934910138375a2c3d090ed0f1d148376 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:59:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBU.pdf: 6586964 bytes, checksum: 934910138375a2c3d090ed0f1d148376 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T14:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBU.pdf: 6586964 bytes, checksum: 934910138375a2c3d090ed0f1d148376 (MD5) Previous issue date: 2014-11-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / This research project aimed to develop high value-added products such as biodegradable composites reinforced with cellulose nanofibrils (CNF) making use of Amazonian pioneer plant species, useful in restoration of degraded forest areas. The initial objective was to obtain CNF from two pioneer species (Ochroma pyramidale and Spathelia excelsa) using a friction milling process. The oxidation effect of the bleached fibers mediated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) on the efficiency of the mechanical defibrillation process was studied. CNF were successfully obtained and the oxidation process favored a higher degree of defibrillation. The morphology analysis allowed the observation of CNF with smaller diameter and more dispersed. The final crystalinity index of the oxidized CNF was decreased, according to X-ray diffraction results, but its thermal stability was not altered, as observed by thermogravimetry (TG). Another objective of this study was to develop nanocomposites of a biodegradable poly(hydroxybutyrate-cohydroxyvalerate) (PHBV) matrix reinforced with eucalyptus CNF through melt processing. CNF were mixed in aqueous solution in the presence of poly(ethylene oxide) (PEO), and then were freeze-dried and milled for feeding in a twin-screw extruder, followed by injection molding. The influence of CNF and PEO on the crystallinity index and crystallization rate of PHBV, as well as the mechanical, thermal, dynamic-mechanical, rheological and morphological properties of the nanocomposites were evaluated. A small increase in mechanical properties in the presence of CNF was observed, limited by the agglomeration of CNF during the drying process, even in the presence of PEO. From the thermal analysis, it can be concluded that the CNF acted as a nucleating agent for PHBV, accelerating its crystallization. The thermal stability of the PHBV did not change in the presence of CNF and PEO, as revealed by TG. / Este trabalho buscou colaborar com a proposta de desenvolvimento de produtos de alto valor agregado, como compósitos biodegradáveis reforçados com nanofibrilas de celulose (NFC), que façam uso de espécies vegetais pioneiras amazônicas úteis na recuperação de áreas florestais degradadas. O objetivo inicial foi a obtenção de NFC de duas espécies pioneiras (Ochroma pyramidale e Spathelia excelsa) utilizando moinho de fricção. O efeito da oxidação das fibras branqueadas, mediada por catalisador 2,2,6,6- tetrametilpiperidino-1-oxilo (TEMPO), na eficiência deste processo de desfibrilação mecânica foi estudado. As NFC foram obtidas com sucesso e o processo de oxidação permitiu a obtenção de maior grau de desfibrilação. A análise de morfologia por Microscopia Eletrônica de Transmissão permitiu a observação de fibrilas de menor diâmetro e mais dispersas. O índice de cristalinidade final das mesmas foi diminuído, conforme resultados de Difração de Raio-X, mas sua estabilidade térmica não foi alterada, conforme termogravimetria. Outro objetivo deste trabalho foi desenvolver nanobiocompósitos poliméricos no estado fundido de uma matriz biodegradável poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) reforçada com NFC de eucalipto disponíveis comercialmente. As NFC foram misturadas em solução aquosa na presença de poli(óxido de etileno) (PEO), e foram então liofilizadas e moídas para alimentação em extrusora de dupla rosca, seguido de moldagem por injeção. Foram avaliadas a influência da presença de NFC e PEO no índice de cristalinidade e cinética de cristalização do PHBV, e nas propriedades mecânicas de tração e impacto, térmicas, dinâmico mecânicas, reológicas e morfológicas dos nanobiocompósitos. Foi observado um incremento sutil nas propriedades mecânicas na presença das NFC, limitado pela aglomeração das mesmas durante o processo de secagem, mesmo na presença do PEO. A partir da análise térmica conclui-se que as NFC atuaram como agente nucleante na matriz de PHBV, acelerando sua cristalização. A estabilidade térmica do PHBV não foi alterada na presença de NFC e PEO, conforme termogravimetria realizada.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-20T18:55:10Z No. of bitstreams: 1 DissJG.pdf: 8680920 bytes, checksum: 558643ae51125e185840f2e6e5e07b83 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T12:40:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJG.pdf: 8680920 bytes, checksum: 558643ae51125e185840f2e6e5e07b83 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T12:40:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJG.pdf: 8680920 bytes, checksum: 558643ae51125e185840f2e6e5e07b83 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T12:40:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJG.pdf: 8680920 bytes, checksum: 558643ae51125e185840f2e6e5e07b83 (MD5) Previous issue date: 2015-08-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Friction Spot Welding (FSpW) is an innovative technique developed and patented in 2005 by the Helmholtz Zentrum Geesthacht (HZG) research center in Germany. FSpW uses the friction between a rotating tool and the workpieces to generate heat enough to cause diffusion across the interface to consolidate the weld. This new welding technology has been tested and optimized with the objective of produce overlap weld joints between two polyamide 6 plates. Full factorial design of experiments (24) and analysis of variance (ANOVA) allowed to explain the effects of weld parameters as rotational speed (RS), welding time (WT), plunge depth (PP), holding pressure time (HPT) and the interactions between these main parameters on the microstructural characteristics and mechanical strength of the joints. The rotational speed (RS) and welding time (WT), within the limits studied, had greater influence on the mechanical single lap shear strength of the joints that achieved up to 26 MPa. This behavior was related to the higher heat generation during the weld, reaching temperatures of up to 275°C, thereby increasing the welded area. The parameter holding pressure time (HPT), designed in this study allowed the cooling and solidification of the polymer under pressure, improving the weld surface finishing and avoiding defects as voids in the weld area. The most common failure for the joints with higher mechanical strength was the fracture of one of the plates while the joints with lower mechanical strength showed interface shear failure. The degree of crystallinity of PA6 in the welded area did not show a significant difference as compared to the base material. The molecular weight of PA6 in the welded area was reduced in the worst case 7% as compared to the base material (Mv = 41.800 g/mol), and that reduction occurred linearly with the increase of the temperature during the welding; however, that low degree of degradation was not found to affect the mechanical strength of the joints. These characteristics emphasize the potential of this FSpW as an alternative to the current welding methods for polyamide 6. / A Soldagem Pontual por Fricção (FSpW) foi desenvolvida e patenteada pela Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), na Alemanha. A FSpW é uma técnica de soldagem pontual que ocorre por meio da fricção de uma ferramenta, com movimentos rotacional e axial, através das amostras, gerando aquecimento suficiente para fundir e misturar localmente o(s) polímero(s), com posterior consolidação sob pressão. Este estudo teve como principal objetivo investigar o uso da FSpW na fabricação de juntas pontuais entre chapas de poliamida 6 (PA6) sobrepostas. Experimentos do tipo fatorial completo (24) e análise de variância (ANOVA) possibilitaram a compreensão dos efeitos dos parâmetros de soldagem, velocidade de rotação (VR), tempo de soldagem (TS), profundidade de penetração da ferramenta (PP), tempo de consolidação (TC), e de suas interações, sobre características microestruturais e a resistência mecânica das juntas. Os parâmetros velocidade de rotação (VR) e tempo de soldagem (TS), dentro dos limites estudados, apresentaram maior influência sobre a resistência mecânica das juntas, alcançando 26 MPa. Este comportamento foi relacionado à maior geração de calor durante a soldagem, atingindo temperaturas de até 275oC, consequentemente, aumentando a área soldada. A utilização do parâmetro tempo de consolidação (TC), idealizado neste estudo, possibilitou o resfriamento e solidificação do polímero sob pressão, melhorando o acabamento superficial da solda e evitando a formação de defeitos. Juntas com maiores valores de resistência ao cisalhamento sob tração apresentaram maior probabilidade de falha por fratura de uma das chapas, enquanto que juntas menos resistentes falharam por separação das chapas. O grau de cristalinidade da PA6 nas soldas não sofreu variação significativa e observou-se um decréscimo de até 7% na massa molar da PA6 em relação ao material de base (Mv = 41.800 g/mol) que ocorreu de forma linear com o aumento da temperatura durante a solda, porém essa alteração não comprometeu a resistência mecânica da solda.