Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5427.pdf: 36473708 bytes, checksum: 2eb5c1217fdc17b27dab041fc104ec3c (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work its was investigated the influence of the processing on the electrical and dielectric properties of nanostructured polymeric systems obtained by differents techniques. The morphology and structure of the materials were correlated to their percolation threshold by applying the percolation theory. The systems studied were: i) conductive blends of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) with polypyrrole (PPy), PVDF/ multiwall carbon nanotube (MWCNT) composites and PVDF/PPy/MWCNT hybrid systems, produced by melt mixing; ii) PVDF/ copper nanowires (CuNW) and MWCNT/PVDF nanocomposites produced by miscible solvent mixing and precipitation methods (MSMP); iii) nanofibers of nanocomposites of PA6/MWCNT, PVDF/MWCNT and PVDF/CuNW and from blends of PA6/ poly(aniline) (PAni) doped with p-toluene sulfonic acid (TSA), by electrospinning. For the systems produced by melt mixing the percolation thresholds were 10 and 0.3 wt %, for PVDF/PPy and PVDF/MWCNT, respectively, while the hybrid systems showed lower percolation thresholds and much higher electrical conductivities at all concentrations than the binary systems. For the systems produced by MSMP method the percolation thresholds were 0.13 and 0.29 v%, for the MWCNT/PVDF and CuNW/PVDF nanocomposites, respectively. It was observed also that the CuNW/PVDF nanocomposites had the highest real permittivity combined with a low dissipation factor (tan ). The non woven mats obtained by electrospinning presented insulating behavior. However, to take advantage of the high surface area and porosity of the mats the surface of the nanofibers were recovered with MWCNT by dipping the mats in an aqueous solution with MWCNT. A strong interaction between the MWNTs and the nanofibers was observed: even after ultrasonication, the adsorbed MWCNT remained attached to the surface of the nanofibers´ mats. After the treatment the mats displayed conductivities between 10-5 and 10-2 S/m. / Neste trabalho foi investigada a influência do processamento nas propriedades elétricas e dielétricas de sistemas poliméricos nanoestruturados obtidos por diferentes técnicas. As morfologias e estruturas dos materiais produzidos foram correlacionadas à percolação elétrica dos mesmos, utilizando a teoria de percolação. Os sistemas estudados foram: i) Blendas de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polipirrol (PPy), nanocompósitos de PVDF com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e do híbrido PVDF/PPy/MWCNT, todos obtidos a partir do estado fundido; ii) Nanocompósitos de PVDF com nanofibras de cobre (CuNW) e nanocompósitos de PVDF/MWCNT, obtidos pelo método de solubilização e posterior precipitação; iii) Nanofibras de nanocompósitos de Poliamida 6 (PA6) com MWCNT, PVDF/MWCNT, PVDF/CuNW e a partir da blenda de PA6/PAni, dopada com o ácido p-tolueno sulfônico (p-TSA), todas obtidas por eletrofiação. Para os compósitos PVDF/PPy e PVDF/MWCNT, produzidos a partir da mistura no estado fundido, o valor de percolação obtido foi de 10%m (ou 16,5 %vol) e 0,3 %m (ou 0,29 %vol), respectivamente. Enquanto, para o híbrido PVDF/PPy/MWCNT o valor de percolação elétrica para as cargas, individualmente, foi menor, e a condutividade elétrica obtida foi maior, comparado ao sistema binário. Para nanocompósitos PVDF/MWCNT e PVDF/CuNW, obtidos por solubilização e precipitação, o valor de percolação foi de 0,14%m (ou 0,13 % vol) e 1,36 %m (ou 0,27 % vol), respectivamente. E os nanocompósitos PVDF/CuNW apresentaram elevada permissividade elétrica combinada com baixos valores de dissipação elétrica, tan . Os resultados para condutividade elétrica das mantas não tecidas, obtidas por eletrofiação, mostraram que as mesmas têm comportamento isolante. Contudo, aproveitando as características singulares das mantas eletrofiadas (elevada área superficial e porosidade), foi realizado um tratamento para recobrir a superfície das nanofibras com MWCNT, mergulhando as mantas em uma dispersão aquosa de MWCNT. Foi observada uma forte interação entre os MWCNT e as nanofibras; mesmo com a utilização de intensa ultrasonicação os MWCNT continuaram bem aderidos a superfície das nanofibras. As mantas submetidas ao tratamento apresentaram condutividade elétrica entre 10-5 e 10-2 S/m.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2472.pdf: 8517687 bytes, checksum: c68168cc3ba0a88a5a7c2a8ee50ea205 (MD5) Previous issue date: 2008-07-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, the use of rheological measurements in substitution or complementation to methods normally employed in the characterization of nanocomposites, such as X-ray diffraction (WAXS) and transmission electron microscopy (TEM), was evaluated. Two polymeric matrices with different chemical structures and polarities and two organophilic nanoclays modified with organic surfactants, which were compatible with the respective polymer matrix, were used. Thus, polyamide 6 (PA6) and high density polyethylene (HDPE) nanocomposites were obtained by melt mixing and blown as films. WAXS measurements showed intercalated structures in the HDPE nanocomposites and exfoliated structures in the PA6 nanocomposites. Shear oscillatory rheological experiments were done to evaluate the clay dispersion and distribution in the polymer matrices, which indicated the presence of a poor dispersion in the HDPE nanocomposites, differently of the PA6 nanocomposites. Shear steady and transient rheological measurements indicated that higher interactions between PA6 and the nanoclay modified with a polar surfactant and inside the EVA masterbatches occurred. From the rheological, morphological, mechanical and transport analysis it was found that the addition of clay modified the interfacial interactions between HDPE and EVA, increasing the system compatibility. In both systems, there was an increase in elastic modulus, yielding and rupture behaviors and barrier properties. In conclusion, the rheological characterization of nanocomposites provides further information about the nanoclay dispersion and distribution in the polymer matrix, in addition to quantify the interactions between the components. However, it can not substitute the usual methods of characterization of the nanocomposites, such as WAXS and TEM. / Neste trabalho avaliou-se o uso de medidas de propriedades reológicas na substituição ou complementação de métodos geralmente empregados na caracterização das estruturas de nanocompósitos, tais como a difração de raios-x de alto ângulo (WAXS) e a microscopia eletrônica de transmissão (MET). Para tanto, foram utilizadas duas matrizes poliméricas com diferentes polaridades e duas argilas organofílicas tratadas com surfatantes compatíveis com a respectiva matriz polimérica. Assim, nanocompósitos de poliamida 6 (PA6) e de polietileno de alta densidade (HDPE), este último compatibilizado com um copolímero aleatório de etileno e acetato de vinila (EVA), foram produzidos através de mistura no estado fundido e posteriormente conformados na forma de filmes tubulares. Observou-se por WAXS que os nanocompósitos de HDPE possuíam estrutura intercalada enquanto que os de PA6 possuíam uma estrutura esfoliada. Para verificar o estado de dispersão e de distribuição das argilas nas matrizes poliméricas foram realizados ensaios reológicos em regime oscilatório de cisalhamento juntamente com análises de MET, os quais mostraram para os nanocompósitos de HDPE um baixo nível de dispersão, diferentemente do observado nos nanocompósitos de PA6. Já os ensaios reológicos em regime permanente de cisalhamento e também no regime transiente mostraram que as interações entre polímero e argila eram mais fortes nos nanocompósitos de PA6 e nos concentrados de EVA do que nos nanocompósitos de HDPE. Através das analises reológicas, morfológicas e das propriedades mecânicas e de permeação, concluiu-se que a adição de argila promoveu uma significativa alteração nas interações interfaciais da blenda HDPE/EVA, que era a matriz dos nanocompósitos de HDPE, levando a uma maior compatibilização do sistema. Em ambos os sistemas houve uma melhora no módulo elástico, no comportamento de escoamento e de ruptura, além de melhores propriedades de barreira. Por fim, concluiu-se que as medidas das propriedades reológicas de nanocompósitos podem fornecer informações complementares a respeito do estado de dispersão e de distribuição da nanocarga na matriz polimérica, além de quantificar as interações existentes entre os componentes; mas que elas não podem substituir completamente as análises de WAXS e MET.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4465.pdf: 10774781 bytes, checksum: 2e442c2a3e4dd9681006bcb583a7c8af (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / Nanocomposite fibers with polymer matrix have many applications, such as protective clothing, filtration and artificial blood vessels. Many of these applications require that the fiber has nanometric size due to some properties, as high surface area and high aspect ratio. In this research, aligned and non-aligned nanocomposites of polyamide 6,6 with multiwalled carbon nanotubes (MWNT) in formic acid solvent were produced by electrospinning, studying the influence of the process variables (as polymer concentration in the solution, electrical field and functionalization of MWNT) in the fiber morphology and diameter. / Fibras de nanocompósitos com matriz polimérica possuem diversas aplicações, como roupas protetoras, filtração, cobertura de feridas e vasos sanguíneos artificiais. Muitas dessas aplicações requerem que as fibras possuam tamanho nanométrico devido a algumas propriedades, como alta área superficial e elevada razão de aspecto (razão do comprimento em relação ao diâmetro da fibra). Nesta pesquisa, foram produzidos nanocompósitos alinhados e não-alinhados de poliamida 6,6 com nanotubos de carbono com multi-paredes (PA-6,6/MWNT) funcionalizados ou não com grupos carboxilas em solução de ácido fórmico, estudando-se a influência das variáveis de processamento (concentração da solução e campo elétrico) no diâmetro e morfologia das fibras. As análises das micrografias de microscopia eletrônica de varredura e transmissão permitiram calcular o diâmetro médio das fibras, da ordem de nanômetros e analisar o encapsulamento dos nanotubos de carbono pelas nanofibras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4607.pdf: 7698065 bytes, checksum: 3d54887483264be17c6178d965e9e897 (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / This project aims to study the effect of adding nanoparticles in the plastisol of poly(vinyl chloride) microsuspension. The influence of two different types of nanoclay, sodium montmorillonite and organophilic montmorillonite modified with quaternary ammonium salt was evaluated, considering both the method of exfoliation of the clay and the influence of concentration. The nanoclay at a concentration of 2.5, 5 or 10 phr, was previously exfoliated in plasticizer, under the action of shear and temperature in kaule mixer. Three plasticizers were used, Diisobutyl phthalate, Diisononyl phthalate and ester polyglycolic. Experiments without the prior exfoliating clay, were also performed for validation of its influence. The plastisol was obtained by mixing the nanoclay with PVC, diisononyl phthalate plasticizer and other additives in planetary mixer. The focus of the study will be not only to investigate the influence of nanoparticles on the improvement of rheological properties, but the influence on the mechanical properties, expanding the application of this resin. As the resin obtained will be attending the main application market, the analysis will focus on characterization for this particular application. Data analysis was performed with the aid of statistical method. It was possible to affirm that type of clay and also its concentration have influence on the viscosity. The prior exfoliation of the clay was not proved to be effective. It was possible to affirm that type and concentration also have significant influence on the opacity of the spread coating. In relation to thermal stability, it was possible to observe reduction in the nanocomposites containing organophilic modified nanoclay. In relation to the mechanical proprieties, it was possible to affirm that only the concentration of the clay was significant to the result, as its increase resulted in a decrease of these properties, with the exception of the Young modulus. / Este projeto teve como objetivo estudar a influência de nanopartículas de argila no plastisol de poli(cloreto de vinila) microsuspensão. Foram utilizados dois tipos diferentes de nanoargila, montmorilonita sódica e montmorilonita organicamente modificada com sal quaternário de amônio, contemplando a avaliação tanto do método de esfoliação da argila, quanto da influência da concentração utilizada. A nanoargila, nas concentrações de 2, 4, ou 6 pcr, foi previamente inchada em plastificante, sob ação de cisalhamento e temperatura em misturador tipo kaule. Três tipos de plastificantes foram utilizados, Diisobutil Ftalato, Diisononil Ftalato e éster poliglicólico. Experimentos sem o esfoliamento prévio da argila, também foram realizados, para verificação de sua influência. O plastisol foi obtido com a mistura da nanoargila com o PVC, plastificante DINP e demais aditivos, em misturador planetário. O foco do estudo foi verificar além da influência da nanocarga nas melhorias das propriedades reológicas, a influência na melhoria das propriedades mecânicas, ampliando assim, o potencial de aplicação desta resina. Como a resina obtida tem como principal aplicação o atendimento do mercado de espalmados, as análises de caracterização escolhidas foram voltadas para esta aplicação específica. A análise dos dados foi feita com auxilio de método estatístico, tendo sido possível afirmar que tanto o tipo de argila, quanto sua concentração foram determinantes para elevação da viscosidade da pasta, não tendo sido comprovada eficácia no inchamento prévio da argila. Também foi possível afirmar que o tipo e a concentração de argila afetaram significantemente a opacidade do espalmado. Em relação a estabilidade térmica estática, confirmou-se sua redução nos nanocompósitos contendo argila organicamente modificada. Já em relação as resultados das propriedades mecânicas, foi possível constatar que o aumento do teor de argila resultou em redução das propriedades estudadas com exceção do módulo de Young.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5913.pdf: 32719681 bytes, checksum: e0f7ffe5dcde1da6704dce9f4d62a8a7 (MD5) Previous issue date: 2014-07-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / Hybrid filler reinforced thermoplastics composed with short glass fiber (GF) and different particulate fillers present special interest for engineering applications, as substantial reductions in mechanical anisotropy and molding warpage are expected from these systems as compared to the same characteristics inherent to binary composites with GF only. These improvements are achieved by the partial substitution of GF by particulate fillers and are attained at the cost of minor reductions in rigidity, strength and toughness properties of these ternary composites. However, when nanoscale fillers such as nanoclay (NC) are incorporated in GF-reinforced thermoplastics, the mechanical strength properties of these systems are severely affected, even at very low NC content. Thus in this work, using model GF-reinforced polypropylene (PP) composites with varying total and relative concentrations of GF and organophylic montmorillonite clay (O-MMT) along with maleated PP as compatibilizer were twin-screw extrusion compounded with three different mixing protocols, in order to identify the factors leading to the observed loss in mechanical strength properties. Using tensile, flexural, izod impact and dynamic-mechanical (DMTA) characterization tests and electron microscopy (SEM and TEM) elucidation of the fiber-matrix interface/interphase microstructure, it is concluded that the physical presence of NC particles at the interface contributes towards the reduction of interfacial interactions. As a consequence of low interfacial adhesion between the nanoclay and polymeric matrix, debonding of the particles and the PP during mechanical testing occurs, leading to crack growth that anticipates ternary hybrid composites failure in stress levels lesser compared with that of binary composites. These hypotheses were corroborated by SEM and TEM analyses. / Compósitos de termoplásticos com reforços híbridos de fibra de vidro (FV) curta e diversas cargas particuladas, tais como carbonato de cálcio, talco e esferas de vidro, apresentam características interessantes para aplicações de engenharia, já que se espera a redução substancial de problemas inerentes aos compósitos binários reforçados apenas com fibras, como são a anisotropia mecânica e o empenamento de peças moldadas por injeção. Tais aprimoramentos são alcançados mediante a substituição parcial da FV por carga particulada, porém, com leve decréscimo nas propriedades de resistência e tenacidade mecânica destes compósitos híbridos ternários. No entanto, quando reforços nanométricos, tais como nanoargilas, são incorporados em termoplásticos reforçados com FV, o efeito deletério nas propriedades de resistência e tenacidade é ainda mais crítico, inclusive em baixos teores do nanoreforço. Portanto, com o objetivo de identificar os fatores que levam à verificada queda de propriedades mecânicas, foram utilizados três protocolos diferentes de mistura para a preparação de compósitos híbridos ternários de polipropileno (iPP) reforçado com FV e nanoargila do tipo montmorilonita organofilizada (O-MMT), compatibilizados com PP funcionalizado com anidrido maleico, e variando a concentração total e relativa dos reforços. Para alcançar o objetivo traçado, foram usados ensaios de caracterização mecânica de curta duração (tração, flexão e impacto), termo-mecânica (HDT e DMTA) e elucidação microestrutural (MEV, MET). Concluiu-se que a presença física das partículas de O-MMT na proximidade da superfície das fibras tem efeito deletério na transferência de tensão cisalhante na interface fibra-polímero. Devido à relativamente baixa adesão interfacial existente entre a matriz e as partículas de nanoargila, durante a solicitação mecânica ocorre desacoplamento das partículas, dando lugar ao crescimento de trincas que antecipam a falha do compósito ternário em níveis de tensões menores que as sustentadas pelo compósito binário só com FV.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6079.pdf: 10588978 bytes, checksum: f04e9f13c5498ac9c0df5fdfbca92f1b (MD5) Previous issue date: 2013-03-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work, hybrid electrical conductive nanocomposites structures with potential to be applied in conductive and electrostatic dissipative devices were obtained. Such structures were produced by combining two types of nanofiller in a matrix of thermosetting epoxy resin of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA). The nanofiller were polymeric nanofibers and conductive nanofillers: multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and metallic copper nanowires (CuNWs). Three different arrangements for obtaining the structures were employed and compared. The starting materials, the electrospun nanofibers and composite structures were characterized morphologically by scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy, structurally by X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR), thermally by differential scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric analysis (TGA), mechanically by mechanical tests of short duration (tensile strength and impact) and electrically by four point probe. The results showed that the production of the structures were successfully done by two routes. In the first route, the fibrous, consisting of layers of polyamide 6 (PA6) nanofibers, were sanduiched with epoxy resin loaded with MWCNT. Such structures exhibit electrical conductivities between 105-1012 (Ωcm) and, therefore, can be used as conductive and electrostatic dissipative devices. In a second route, by the electrospinning technique, nanofibers with embedded CuNWs or MWCNTs were produced. The results show that the nanofiber produced were nonconductive and therefore unsuitable for conduction or dissipation. Then, in a third route, nanofibers mats of PA6/polyaniline (PAni) blend and PA6/MWCNT nanocomposites were subjected to a treatment to promote surface adsorption of MWCNT resulting in conductive nanofibers mats. Such mats have been used for the production of structures. The structures exhibit conductivities in the range of 107 (Ωcm) and better combinations of elasticity modulus and impact resistance. / Neste trabalho, estruturas de nanocompósitos híbridos condutores elétricos com potencial de serem aplicadas em dispositivos condutores e eletrostaticamente dissipativos, foram obtidas. Tais estruturas foram produzidas pela combinação de dois tipos de nanocargas em uma matriz termofixa da resina epóxi diglicidil éter do bisfenol A (DGEBA). As nanocargas foram: nanofibras poliméricas e nanocargas condutoras: nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) e nanofibras metálicas de cobre (CuNWs). Três arranjos diferentes para a obtenção das estruturas foram empregados e comparados. Os materiais iniciais, mantas eletrofiadas e estruturas compósitas finais foram caracterizados morfologicamente por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), estruturalmente por difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR), termicamente por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TGA), mecanicamente por ensaios mecânicos de curta duração (tração e impacto) e eletricamente por quatro pontas. Os resultados mostraram que a produção das estruturas foi feita com sucesso por dois dos arranjos empregados. No primeiro arranjo, os reforços fibrosos, constituídos por mantas de poliamida 6 (PA6), foram incorporados de forma alternada com a resina epoxídica carregada com os MWCNT. Tais estruturas exibiram condutividades elétricas entre 105 a 1012 (Ωcm), domonstrando potencial para aplicação em dispositivos condutores e eletrostaticamente dissipativos. Em uma segunda rota, pela técnica de eletrofiação, foram produzidas nanofibras de nanocompósitos constituídas de uma matriz polimérica nanofibrilar na qual foram embutidos MWCNTs ou CuNWs. Os resultados mostraram que as mantas de nanofibras produzidas não eram condutoras e, portanto, inadequadas para a condução ou dissipação de energia. Então, em uma terceira rota, mantas de nanofibras da blenda PA6/Polianilina (PAni) e de nanocompósitos PA6/MWCNT foram submetidas a um tratamento de adsorção superficial de MWCNT resultando em mantas de nanofibras condutoras. Tais mantas foram utilizadas para a produção das estruturas. O resultado foi a obtenção de estruturas com condutividades na faixa de 107(Ωcm) e, paralelamente, com maiores combinações de módulos de elasticidade e de resistência ao impacto.

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 Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-23T20:30:03Z No. of bitstreams: 1 TeseBHRL.pdf: 7635234 bytes, checksum: ace0e64e8d66b9fe47a96a9167d61810 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:34:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBHRL.pdf: 7635234 bytes, checksum: ace0e64e8d66b9fe47a96a9167d61810 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:34:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBHRL.pdf: 7635234 bytes, checksum: ace0e64e8d66b9fe47a96a9167d61810 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseBHRL.pdf: 7635234 bytes, checksum: ace0e64e8d66b9fe47a96a9167d61810 (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The use of metal oxide nanoparticles in nanocomposite has provided new and interesting properties and is one of the most promising areas in composites. Compatibility between these nanoparticles and polymer matrix is the most critical fator on development of these materials. In this context, this thesis project has focused on study of synthesis and functionalization of magnetite nanoparticles (Fe3O4) aiming its incorporation into bisphenol A based diglycidyl ether based to produce nanocomposites with very high compatibility between dispersed and matrix phases. Synthesis and functionalization of nanoparticles were performed in a single step by thermodecomposition of iron (III) acetylacetonate in poly (1,4- butanediol) with molar weight 1000, which served both as a solvent for the reaction as a source of molecules for surface functionalization of the nanoparticles. Nanoparticles with an average size of 8,4 nm and with high volume fraction of organic layer were obtained and the synthesis was highly reproducible. The produced nanocomposite exhibited high homogeneity of nanoparticles dispersion and the absence of large agglomerates. The interaction between the nanoparticles and matrix occurred through the chemical reaction between the functional groups of the organic layer and the DGEBA, as was expected, and through intercalation of DGEBA molecules between the molecules from the organic layer, thereby creating a new interphase with unique properties. Due to the high volume fraction of this new phase, the density and modulus of elasticity exhibited behavior that could not be explained by traditional methods. A new approach was used to develop a model that considered this third phase and set more consistently to the experimental data obtained, and showing the domain of this new interphase on the nanocomposite`s properties. / O uso de nanopartículas de óxidos metálicos em nanocompósitos tem proporcionado novas e interessantes propriedades e é uma das áreas mais promissoras em compósitos. A compatibilização entre essas nanopartículas e a matriz polimérica é ainda um dos pontos mais críticos no desenvolvimento desses materiais. Nesse contexto, esse projeto de tese teve como foco estudar a síntese e funcionalização de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) visando sua incorporação em matriz polimérica a base de diglicidil éter bisfenol A (DGEBA) para produção de nanocompósitos em que matriz e fase dispersa apresentam altíssima compatibilidade. A síntese e funcionalização das nanopartículas foram feitas em uma única etapa através da termodecomposição de acetilacetonato de ferro (III) em poli(1,4 butanodiol) de massa molar 1000, que atuou tanto como solvente da reação quanto fonte de moléculas para a funcionalização superficial das nanopartículas. Nanopartículas com tamanho médio 8,4 nm e com alta fração volumétrica de capa orgânica foram obtidas e a síntese se mostrou altamente reprodutível. Os nanocompósitos produzidos apresentaram uma alta homogeneidade de dispersão de nanopartículas e ausência de grandes aglomerados. A interação entre as nanopartículas e matriz ocorreu através da reação química entre os grupos funcionais da capa orgânica e do DGEBA, como era esperado, e também através da intercalação de moléculas de DGEBA entre as moléculas que formam a capa orgânica, criando assim uma nova interfase com propriedades únicas. Devido à altíssima fração volumétrica dessa nova fase, a densidade e o módulo de elasticidade apresentaram comportamentos que não puderam ser explicados pelos métodos tradicionais. Uma nova abordagem foi usada para desenvolver um modelo que considerou essa terceira fase e se ajustou de forma mais coerente aos dados experimentais obtidos, mostrando o domínio dessa nova fase sobre as propriedades do nanocompósito.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-21T12:36:17Z No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:54:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:54:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:54:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFNSN.pdf: 3861291 bytes, checksum: 015cd694ccfa1f6d71358623fba0592d (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Acrylic resins are very used in dentistry to dental restorations and manufacture of prostheses. New compositions of acrylic resin have been developed through the incorporation of silver nanoparticles due to the antimicrobial potential. In this study, silver nanoparticles were synthesized and employed in the preparation of nanocomposites with polymethylmethacrylate (PMMA). PMMA-Ag nanocomposites were synthesized and characterized by structural, thermal, mechanical and biological techniques in order to evaluate the influence of these nanoparticles on the physicochemical properties of the new formed materials. PMMA-Ag nanocomposites were synthesized with the addition of 0.05, 0.5 and 5% (l/l) of silver nanoparticles in the polymer during the plastic phase. Possible interactions between nanoparticles and polymeric matrix occurred through the carboxylate ions, resulting in a gain in the thermal stability due to the barrier effect, which slows down the degradation of nanocomposites. The nanocomposites showed a heterogeneous distribution of spherical particles in the polymeric matrix. The mechanical tests showed the nanocomposites presented low storage modulus, loss modulus and tan δ values, which are characteristic of materials which exhibit an interfacial interaction between inorganic nanoparticles with polymer matrix. Clinically, the nanocomposites can be applied in dentistry, according to the normative American Dental Association (1958), through its specification No. 12 and ISO 4049, which evaluate the mechanical properties of dental materials. These results showed statistically are not difference between nanocomposites and the polymeric matrix. The microbiological adhesion test of PMMA and its nanocomposites to combat Candida glabrata revealed the nanocomposite with a lower percentage of colloidal solution have higher fungicide activity. / Resinas acrílicas são muito empregadas na odontologia para restaurações dentárias e na confecção de próteses. Novas composições de resinas acrílicas têm sido desenvolvidas por meio da incorporação de nanopartículas de prata devido ao potencial antimicrobiano. No presente estudo, nanopartículas de prata foram sintetizadas e empregadas na preparação de nanocompósitos com polimetacrilato de metila (PMMA). Os nanocompósitos PMMA-Ag foram sintetizados e caracterizados por técnicas estruturais, térmicas, mecânicas e biológicas, visando avaliar a influência dessas nanopartículas nas propriedades físico-químicas dos novos materiais formados. Os nanocompósitos PMMA-Ag foram sintetizados com a adição de 0,05, 0,5 e 5% (l/l) de nanopartícula de prata no polímero durante a fase plástica. As possíveis interações entre as nanopartículas e a matriz polimérica, se deram provavelmente por meio dos íons carboxilatos, que resultaram em um ganho na estabilidade térmica devido ao efeito de barreira que retarda a degradação dos nanocompósitos. Os nanocompósitos apresentaram uma distribuição heterogênea de partículas esféricas na matriz polimérica. Os testes mecânicos mostraram que os nanocompósitos apresentaram menores valores de módulos de perda, de armazenamento, tan δ, característicos de materiais que apresentam uma interação interfacial entre as nanopartículas inorgânicas com a matriz polimérica. Os ensaios mecânicos de dureza resistência à flexão de 3 pontos mostraram que estatisticamente não há diferença entre os nanocompósitos frente à matriz polimérica. Os testes microbiológicos de adesão do PMMA e de seus nanocompósitos frente ao Candida glabrata mostram que o nanocompósito PMMAAg- 0,05% apresentou maior atividade fungicida.

Neste trabalho foi realizado uma avaliação das propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos de PP/PP-g-AM com 5% e 10% m/m das nanocargas MMT-Na+, MMT-15A, MMT-30B, CaCO3 e CaCO3-AE, preparados em extrusora de dupla rosca co-rotante com configuração de L/D 32 para elencar três nanocargas com melhor desempenho nestas propriedades. Posteriormente foram processados compósitos de PP/PP-g-AM com 10% m/m das nanocargas MMT-Na+, MMT-15A e CaCO3 com a configuração de L/D 46 processadas uma e três vezes para avaliar a influência do processamento nas propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas, reológicas e termomecânicas. Nos compósitos de PP com nanocargas preparados com L/D 32, os resultados demonstraram que a adição do agente compatibilizante PP-g-AM provoca alterações nas propriedades mecânicas, indicando que os compósitos de PP compatibilizados apresentaram resultados superiores nestas propriedades em relação aos compósitos de PP não compatibilizados. Nos compósitos de PP com as nanocargas MMT-Na+, MMT-15A e o CaCO3 preparados na configuração L/D 32 apresentaram os resultados mais significativos nas análises das propriedades mecânicas e térmicas quando incorporadas em 10% m/m ao PP/PP-g-AM, sendo utilizadas para análise da variação das condições de processamento. Posteriormente foi realizado o estudo do efeito do tipo de configuração da rosca (L/D 46) e de nanocarga nos compósitos de PP/PP-g-AM. Estes compósitos foram caracterizados pelas suas propriedades mecânicas, propriedades térmicas, morfologia, reologicas e termomecânicas. A análise das propriedades mecânicas dos compósitos processados com a configuração L/D 46 uma e três vezes apresentou uma redução nas propriedades mecânicas em comparação com os compósitos processados com configuração L/D 32, ficando com valores próximos ao do PP puro. Este resultado indicou que a variação da configuração L/D no processamento proporcionou a degradação da matriz polimérica, evidenciada nos ensaios de reologia, onde houve um aumento da fluidez dos compósitos e uma redução na viscosidade complexa. As análises de MET mostraram que a argila MMT-15A incorporada de 10% m/m ao PP/PP-g-AM apresentou formação de tactóides intercalados e fase esfoliada no processamento com L/D 32. A análise das propriedades discutidas neste trabalho indicou que a argila MMT-15A apresenta a melhor adesão e dispersão na matriz de polipropileno. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-08-12T17:55:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leandro Soares de Lima.pdf: 3194982 bytes, checksum: 3979198068c0c31fd2c896803cf04888 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-12T17:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leandro Soares de Lima.pdf: 3194982 bytes, checksum: 3979198068c0c31fd2c896803cf04888 (MD5) / In this work an evaluation of the thermal and mechanical properties of PP/PP-g-MA composites with 5 and 10 wt% of MMT-Na+, MMT-15A, MMT-30B, CaCO3 and CaCO3-AE nanofillers was performed. Composites were prepared in a co-rotating, double-screw extruder configured at L/D ratio 32 to specify three nanofillers of best performance. Thereafter PP/PP-g-MA composites with 10 wt% of MMT-Na +, MMT-15A and CaCO3 nanofillers at L/D ratio 46 were processed one and three times in order to evaluate the influence of processing on the mechanical, thermal, morphological, rheological and thermo- mechanical properties. For PP nanocomposites with nanofillers prepared at L/D ratio 32, results demonstrate that the addition of the compatibilizing agent PP-g-MA changes the mechanical properties, indicating that for these properties, the results obtained for the compatibilized PP composites are improved in relation to those obtained for the non-compatibilized samples. PP composites with MMT-Na+, MMT-15A and CaCO3 nanofillers prepared at L/D ratio 32 configuration had the most relevant results obtained for mechanical and thermal properties when these nanofillers were incorporated in the amount of 10% m/m to PP/PP-g-MA, so they were used in the analysis of the variation of the processing conditions. The effect of the screw configuration L/D ratio 46 and of nanofiller in PP/PP-g-MA composites was also studied. These composites were characterized by their mechanical, thermal, morphological, rheological and thermo-mechanical properties. Analysis of the mechanical properties of the composites processed at L/D 46 ratio one and three times showed to reduced values when compared to the composites processed at the configuration L/D 32 the figures being close to those of neat PP. These data reveals that by varying the L/D ratio configuration during processing the polymer matrix is degraded, as evidenced by rheology tests, a flow increase and reduction in complex viscosity being observed in the composites. TEM analyses have shown that 10 wt% MMT-15A clay incorporated to PP/PP-g-MA formed intercalated tactoids and exfoliated phase during processing at L/D ratio 32. Analysis of the properties discussed in this work indicated that MMT-15A clay has the best adhesion and dispersion in the polypropylene matrix.