Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CESAR_Natalia_2013.pdf: 4350279 bytes, checksum: 6bb996ac8fb178b63b5845f8f96653d3 (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / Composite is a material composed mainly of two phases, the matrix which is continuous and surrounds the other phase, which is called the dispersed phase or stage reinforcement. Nanocomposites are obtained by incorporating reinforcing agent in nanosize in matrices of various origins. The properties of these materials depend on the whiskers, the polymer matrix and the interaction at the interface. Interest in cellulose nanocrystals has grown due to exceptional mechanical characteristics of these materials, the environmental benefits and the low cost. The greatest difficulty in producing them is due to the lack of compatibility with polymer matrices, because the matrices typically exhibit hydrophobic character as opposed to the hydrophilic character of the whiskers, with low interaction in the region of the interface material properties are negatively affected . Among the existing polymer matrix is cellulose acetate polymer which is a cellulose derivative. For the use of whiskers in a matrix of ethyl cellulose, a change in the nanocrystal surface of cellulose using Dianidrido benzofenona tetracarboxílico ou 3,3 ,4,4 (BTDA) was performed. The main objective of this work was to prepare and characterize nanocomposites consisting of cellulose acetate reinforced with whiskers (with and without chemical modification of the surface). It was possible to characterize chemical, thermal and morphologically fibers (young and senescent) of crude and bleached macrophyte Typha domingensis, like whiskers that were extracted from the central parts (young and senescent) of this macrophyte, and it was also possible to characterize acetate films cellulose (mother) and nanocomposites reinforced with whiskers (with and without surface modification). Of all the films prepared, this project allowed select the best property that had mechanics that the nanocomposite was 1.1% - whiskers (senescent) with surface modification and ultrasound, its tensile strength showed an improvement of 66.26% compared to cellulose acetate film. / Compósito é um material constituído basicamente por duas fases; a matriz a que é contínua e envolve a outra fase, que é denominada fase dispersa ou fase reforço. Nanocompósitos são obtidos pela incorporação de agente de reforço de tamanho nanométrico em matrizes de diversas origens. As propriedades destes materiais dependem dos whiskers, da matriz polimérica e da interação na interface. O interesse por nanocristais de celulose tem crescido devido às características mecânicas excepcionais destes materiais, dos benefícios ambientais e do baixo custo. A maior dificuldade em produzi-los é decorrente da falta de compatibilidade com as matrizes poliméricas; pois as matrizes, geralmente, apresentam caráter hidrofóbico em oposição ao caráter hidrofílico dos whiskers; com a baixa interação na região da interface as propriedades do material são afetadas negativamente. Dentre as matrizes poliméricas existentes encontra-se o acetato de celulose que é um polímero derivado da celulose. Para a utilização dos whiskers em matriz de acetato de celulose, uma mudança superficial nos nanocristais de celulose utilizando Dianidrido benzofenona tetracarboxílico ou 3,3 ,4,4 (BTDA) foi realizada.O objetivo principal deste trabalho foi preparar e caracterizar nanocompósitos constituídos de acetato de celulose reforçados com whiskers (com e sem modificação química de superfície). Foi possível caracterizar química, térmica e morfologicamente as fibras (jovem e senescente) brutas e branqueadas da macrófita Typha domingensis, assim como os whiskers que foram extraídos das partes centrais (jovem e senescente) desta macrófita, e também foi possível caracterizar os filmes de acetato de celulose (matriz) e os nanocompósitos reforçados com os whiskers (com e sem modificação química de superfície). Dentre todos os filmes preparados, este projeto permitiu selecionar o que apresentou melhor propriedade mecância que foi o nanocompósito 1,1% - whiskers (senescente) com modificação superficial e ultrasom, sua resistência a tração apresentou uma melhoria de 66,26% se comparado ao filme de acetato de celulose.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-09T21:12:25Z No. of bitstreams: 1 TeseVBC.pdf: 10326424 bytes, checksum: 036d2e9183798a18685fe23e8624b48d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:09:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVBC.pdf: 10326424 bytes, checksum: 036d2e9183798a18685fe23e8624b48d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:09:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVBC.pdf: 10326424 bytes, checksum: 036d2e9183798a18685fe23e8624b48d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T14:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseVBC.pdf: 10326424 bytes, checksum: 036d2e9183798a18685fe23e8624b48d (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The objective of this project was the study of polymer blends of thermoplastic starch (TPS), poly(ε-caprolactone) (PCL) and poly(lactic acid) (PLA) and the extraction of celulose nanowhisker from gravatá (Bromelia balansae) (NWCg) and macaúba (Acrocomia aculeata) (NWCm) for the development of biodegradable nanocomposites. Firstly, binary and ternary polymer blends from TPS, PCL and PLA were prepared by melt extrusion and injection molding. Blends compositions were varied by 25 %wt of each component. The results indicated immiscible systems with both reduced viscosities and mechanical properties compared to those of neat PCL and PLA. Strategies of compatibilization between TPS and PCL and PLA were evaluated by the production and test of PCLgMA and PLAgMA in the blends with 50 and 75 %wt TPS. The using of PCLgMA in TPS/PCL 50/50 and 75/25 was effective in modifying their tensile properties. The compatibilized blends presented elongation at break up to 230%, and also better dispersion and smaller domains of TPS phase. NWCg and NWCm were obtained by acid hydrolysis using H2SO4 at 45 °C, varying the hydrolysis time from 15 up to 75 min. MET analysis showed the rod-like aspect and nanometric dimensions of NWC. The higher values of aspect ratio (L/D) were find on those NWC obtained from 45 min acid hydrolysis, and their thermal stability was suitable to be incorporated in a TPS/PCL matrix. The nanocomposites were obtained from the compatibilized blend of TPS/PCL 75/25 and NWCg by melt extrusion and injection molding using different contents of NWCg. The NWCg did not interfered on thermal stability of the material. On the other hand, NWCg increased their viscosities and water absorption resistence, as well some of mechanical properties. Both tensile strength and young’s modulus were dramatically increased, respectively 80% and 5 times, with only 1,8 %wt of NWCg added. / Este trabalho teve como objetivo o estudo de blendas de amido termoplástico (TPS), poli(ε-caprolactona) (PCL) e poli(ácido lático) PLA e a extração de nanowhiskers de celulose de gravatá (Bromelia balansae) (NWCg) e de macaúba (Acrocomia aculeata) (NWCm) para o desenvolvimento de nanocompósitos biodegradáveis. Foram preparadas blendas binárias e ternárias de TPS, PCL e PLA por extrusão e moldagem por injeção variando-se em 25% (m/m) o teor dos componentes. Suas caracterizações indicaram suas imiscibilidades, com viscosidades e propriedades mecânicas reduzidas quando comparados com aquelas dos PCL e PLA puros. Foram avaliadas estratégias de compatibilização entre o TPS e o PCL e PLA, sendo obtidos e testados PCLgMA e PLAgMA em blendas com 50% e 75% (m/m) de TPS. A utilização do PCLgMA nas blendas TPS/PCL 50/50 e 75/25 foi eficiente na modificação das suas propriedades mecânicas, resultando em materiais com deformação na ruptura de até 230% sob tração, e com menores tamanhos da fase dispersa de TPS. Os NWCg e NWCm foram obtidos via hidrólise ácida utilizando H2SO4 à 45 °C, variando-se o tempo de hidrólise. Suas dimensões nanométricas e seus formatos aciculares foram evidenciados por MET. As maiores razões de aspecto (L/D) dos NWC foram obtidas quando extraídos com 45 minutos de hidrólise. Suas estabilidades térmicas apresentaram-se adequadas para incorporá-los em matrizes de TPS e PCL. A partir dos NWCg e da blenda TPS/PCL 75/25 compatibilizada, foram obtidos nanocompósitos por extrusão e moldagem por injeção com diferentes teores de NWCg. A presença dos NWCg nos nanocompósitos não interferiu nas estabilidades térmicas dos materiais. Em contrapartida, os NWCg foram capazes de aumentar as viscosidades e resistências à absorção de umidade dos nanocompósitos, e também algumas propriedades mecânicas sob tração. Com apenas 1,8% (m/m), os NWCg aumentaram em 80% a resistência à tração e em cinco vezes o módulo elástico do nanocompósito.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T11:47:49Z No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) Previous issue date: 2014-09-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nanocomposites based on polyamide 6 (PA6) and acrylonitrile-butadienestyrene (ABS) blends compatibilized with styrene-maleic anhydride-acrylonitrile (SANMA) and methyl methacrylate-maleic anhydride (MA-MMA) were prepared by melt blending in a twin screw extruder through different mixing protocols. The nanoclay incorporation effect, different compatibilizing systems and components mixing sequence were evaluated in morphological, mechanical, thermal, thermomechanical and rheological properties. Evidences of chemical interactions between PA6 and reactive copolymers were observed by torque rheometry. XRD analysis indicates an exfoliated structure for all the nanocomposites due to the good interaction between PA6/OMMT. The significant increase in nanocomposites viscosity when compared with their respective ternary blends corroborates the results obtained by XRD. TEM micrographs show a strong influence of both reactive copolymers on polymer blends morphology, where the presence of SANMA and MMA-MA is responsible for reducing the dispersed phase particle size when compared to the uncompatibilized blend. TEM images confirm the existence of an exfoliation structure in all nanocomposites. The addition of both reactive copolymers significantly increased the ternary blends toughness when compared with PA6/ABS. Furthermore, the nanoclay incorporation enhanced the elasticity modulus and HDT of the nanocomposites but also reduced the toughness and the elongation at break when compared with their respective compatibilized blends. / Nanocompósitos baseados em blendas de poliamida 6 (PA6) e acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) compatibilizadas com os estirenoacrilonitrila- anidrido maleico (SANMA) e metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA), foram preparadas por mistura no estado fundido em uma extrusora de rosca dupla corotacional através de diferentes sequências de mistura. Foram analisadas a influência da incorporação das nanopartículas lamelares de argila, dos diferentes agentes de compatibilização e da sequência de mistura dos componentes na morfologia, propriedades mecânicas, térmicas, termomecânicas e reológicas dos materiais. Evidencias de reações químicas entre a PA6 e os copolímeros reativos foram observadas por reometria de torque. Ensaios de DRX fornecem indícios da formação de estrutura esfoliada para todos os nanocompósitos decorrente da boa interação entre PA6/OMMT. O significativo aumento da viscosidade dos nancompósitos quando comparados com suas respectivas blendas ternárias corroboram os resultados obtidos por DRX. As micrografias de MET evidenciam a forte influencia da incorporação de ambos os copolímeros reativos na morfologia das blendas poliméricas onde a presença, tanto do SANMA quanto do MMA-MA, é responsável pela redução do tamanho de partícula da fase dispersa quando comparadas com a blenda não compatibilizada. Adicionalmente as imagens obtidas por MET reafirmam o alto grau de esfoliação da argila em todos os nanocompósitos estudados. Além de refinar a morfologia, a adição de ambos os copolímeros reativos aumentou significativamente a tenacidade das blendas ternárias em relação à blenda PA6/ABS. Por fim, a incorporação de nanoargila foi responsável pelo incremento no módulo de elasticidade e HDT dos nanocompósitos, resultado esse acompanhado pela redução da tenacidade e da deformação na ruptura quando comparados com suas respectivas blendas compatibilizadas.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T19:44:59Z No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAGB.pdf: 10087704 bytes, checksum: 203cfdf80de46b4f1859956502b03897 (MD5) Previous issue date: 2014-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The main objectives of this project were to study the morphology, the crystallization kinetics and to monitor on-line the crystallization during the injection molding process using an optical system of nanocomposites of high density polyethylene (HDPE) with three different inorganic particles: montmorillonite nanoclay, halloysite nanotubes and faujasite type zeolite. The optical system allowed analyzing the crystallization process by the changes of the optical properties during the solidification of the materials. The nanocomposites were prepared by melt intercalation in a twin-screw extruder. The resultant structures were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and rheological properties. The extruded nanocomposites developed intercalated and well distributed structures. Crystallization kinetics studies were done by differential scanning calorimetry (DSC) and rheological measurements. It was concluded that the nanoparticles in quiescent conditions accelerated the overall crystallization of HDPE, acting as nucleating agents. The nucleating effect of these particles was predominant over the HDPE crystallization and they also modified the nucleation mechanism and the crystal morphology in some conditions. From the studies of flow induced crystallization, it was observed again that the nanoparticles accelerated the crystal growth rate. In this case it was attributed to the weak forces between the polymer chains and the surface of the nanoparticles. Finally, the nanocomposites’ crystallization was monitored during the injection molding process. The optical system showed that the nanoparticles accelerated the crystallization of HDPE; the optical results were correlated with the morphology of the injection molded samples. / Neste projeto estudou-se a morfologia e a cinética de cristalização quiescente e induzida por fluxo de nanocompósitos de polietileno de alta densidade (HDPE) contendo nanocargas com diferentes geometrias: nanotubos de haloisita, lamelas de montmorilonita e nanocubos de zeólita do tipo faujasita. Utilizando-se um teor de nanocarga fixo e avaliando-se, em menor escala, a influência da presença ou não de tratamento orgânico superficial, nanocompósitos posteriormente preparados em uma extrusora de rosca dupla corrotacional foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e propriedades reológicas. Em seguida, estes nanocompósitos foram injetados em diferentes condições de processamento, variando- se a vazão de injeção, a temperatura do molde e a pressão de empacotamento; ao mesmo tempo em que a cinética de cristalização foi monitorada “on-line” através de um sistema ótico que permitiu a análise da cinética de cristalização através das mudanças de propriedades óticas desses materiais durante a solidificação. Após a moldagem por injeção, as amostras foram caracterizadas. Observou-se que as nanopartículas, em condições quiescentes, aceleraram a cristalização global do HDPE, agindo como agentes de nucleação, e modificaram também o mecanismo de nucleação e a morfologia dos cristais. Sob a presença de fluxos cisalhantes, as nanocargas também mostraram uma tendência em antecipar a formação de núcleos, através da orientação molecular, uma vez que as interações entre os componentes dos nanocompósitos foram bastante fracas. O sistema ótico, por sua vez, permitiu concluir o efeito acelerador da cristalização global das nanopartículas, e as posteriores análises de difração de raios-x de baixo ângulo (SAXS) permitiram observar as diferentes orientações preferenciais das lamelas cristalinas em função dos parâmetros de injeção e da influência das nanopartículas.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-17T10:36:12Z No. of bitstreams: 1 TeseRP.pdf: 5529268 bytes, checksum: 93aced0ddae62347123cf0e035cc0af9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:55:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRP.pdf: 5529268 bytes, checksum: 93aced0ddae62347123cf0e035cc0af9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-21T13:55:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRP.pdf: 5529268 bytes, checksum: 93aced0ddae62347123cf0e035cc0af9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T13:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRP.pdf: 5529268 bytes, checksum: 93aced0ddae62347123cf0e035cc0af9 (MD5) Previous issue date: 2014-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this study the potential of cellulose nanocrystals (CNC) as a reinforcement of a thermoplastic polyurethane partially obtained from renewable sources (Bio-TPU) was investigated. The nanocomposites were obtained in the melt state and from solution casting. The CNC were obtained from acid hydrolysis of eucalyptus kraft pulp. They were freeze dried and used with and without surface treatment. Two types of surface treatment were employed: polymer grafting and oligomers grafting. Only the effectiveness of the second treatment could be confirmed by FTIR. CNC’ structural and geometric characteristics, crystallinity degree and thermal stability were determined by infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), wide angle X-ray diffraction (WAXD) and thermogravimetric analysis (TGA), respectively. The concentrations of CNC were varied between 0.1 and 5.0 wt %. The rheological properties of the nanocomposites were evaluated in the steady state and oscillatory measurements in order to evaluate the level of dispersion CNCs in TPU. The nanocomposites obtained by solution casting showed good dispersion. In the melt state, only those obtained with treated CNC showed good dispersion. The deformation and elastic recovery of the nanocomposites tests in the melt state were evaluated through creep and constrained recoil rheological essays. Their morphologies were studied by small angle X-ray scattering (SAXS) and scanning electron microscopy (SEM). It was possible to prove the inclusion of CNC in TPU did not change its conformation. The nanocomposites were also characterized according to their: i) mechanical properties, through tensile tests, ii) thermal properties, by using differential scanning calorimetry (DSC) and TGA, iii) thermo-mechanical properties, evaluated by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and iv) optical properties, through opacity the nanocomposites with 5.0 wt % of CNC shown better performance and similar results were found from solution casting and melt state processing techniques. / Neste trabalho o potencial de reforço de Nanocristais de Celulose (NCC) em uma matriz de poliuretano termoplástico com matéria prima parcialmente de fonte renovável (Bio-TPU) foi avaliado. Os nanocompósitos foram obtidos no estado fundido e por solução. Os NCC utilizados foram obtidos por hidrólise ácida da polpa Kraft de eucalipto previamente branqueada, e foram utilizados depois de liofilizados e após tratamento superficial. Dois tipos de tratamentos superficiais foram realizados: enxertia de polímeros e enxertia de oligômeros. As características estruturais, geométricas, teor de cristalinidade e estabilidade térmica dos NCC antes e após o tratamento superficial foram determinados por técnicas de espectroscopia de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET), difratometria de raio-x de alto ângulo (WAXD) e análise termogravimétrica (TGA), respectivamente. Apenas a enxertia de oligômeros pôde ser comprovada por FTIR. Os Nanocompósitos foram preparados com frações mássicas de NCC variando de 0,1 a 5,0 % (m/m) e foram avaliados quanto às propriedades reológicas em regime permanente e oscilatório para determinar o nível de dispersão dos NCC no TPU. Todos apresentaram boa mistura por solução. No estado fundido apenas os NCC tratados apresentaram boa mistura. A deformação e a recuperação elástica dos nanocompósitos no estado fundido foram analisadas em ensaios reológicos de fluência. A morfologia foi avaliada por espalhamento de raio-x a baixo ângulo (SAXS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), sendo possível verificar que a inclusão de NCC não alterou a conformação do TPU. Os nanocompósitos também foram caracterizados quanto às suas propriedades: i) mecânicas (testes de tração), ii) térmicas ((DSC) e TGA), iii) termomecânicas (análise termo dinâmico mecânica (DMTA)) e iv) óticas. Os nanocompósitos obtidos com 5 % de reforço apresentaram melhor desempenho e comparando-se os resultados dos nanocompósitos obtidos no estado fundido e por solução conclui-se que o desempenho de ambos foi similar.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-20T12:07:10Z No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:36:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Não recebi financiamento / The objective of this work was the development of polymer nanocomposites with montmorillonite organoclays (OMMT) using EVA-OMMT concentrated obtained by spray drying, Drais and extrusion, making the characterization and correlation with the thermal, dynamic mechanical and gas transport properties. LLDPE nanocomposites films were obtained by incorporating the EVA-OMMT powders concentrates. The XRD results showed that the concentrated powders for the spray drying process the shift to smaller angles is more effective for 19% VA and for processing by Drais only 8.5% VA. As for processing by Drais, it was possible to incorporate large amounts of clay, but the results of dispersion and intercalation depends on the use of modified clay and compatible with the matrix used. For processing by spray drying, it showed to be very efficient in incorporation of large amounts of clay in EVA matrix. In the TEM analysis for spray drying powder concentrate, it was observed that, with the increase of MFI of LLDPE matrix and increased of %VA, the areas where the clay is present showed an increase of its dimension and may facilitate the process of intercalation and clay dispersed in the matrix. The permeability results showed a competition between the increased permeability due to a reduction of the crystallinity and, at the same time, reduced permeability due to the higher clay amount in the matrix, since that the clay is properly dispersed. The results showed that the spray drying process is an innovative way to obtain EVA/OMMT concentrated powder with high clay content. The nanocomposite powder with EVA/OMMT 3:1 weight ratio and 7wt% OMMT showed an intercalalated structure and evidence of exfoliation, with 38% oxygen permeability reduction. / O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com argilas montmorilonitas organofílicas (OMMT), utilizando concentrados de EVA-OMMT obtidos por spray drying, Drais e extrusão, realizando a sua caracterização e correlação com as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e de transporte de gases. Filmes de nanocompósitos poliméricos de LLDPE foram obtidos, incorporando os pós concentrados de EVA-OMMT. Os resultados de DRX dos pós concentrados mostraram que para o processo de spray drying o deslocamento para ângulos menores é mais efetivo para 19%VA e para o processamento por Drais somente para 8,5%VA. No processamento por Drais, foi possível incorporar grandes quantidades de argila, mas os resultados de dispersão e intercalação dependem do uso de argila modificada e compatível com a matriz utilizada. Para o processamento por spray drying, o mesmo apresentou-se bastante eficiente na incorporação de grandes quantidades de argila em matrizes de EVA. Na análise por TEM dos nanocompósitos obtidos com pó concentrado de spray drying, observou-se que, com o aumento do MFI da matriz de LLDPE e o aumento do %VA, as regiões onde a argila está presente apresentaram um aumento de sua dimensão, podendo facilitar o processo de intercalação e dispersão da argila na matriz. Nos resultados de permeabilidade, percebeu-se uma competição entre o aumento da permeabilidade devido a redução da cristalinidade e, ao mesmo tempo, uma redução da permeabilidade devido ao aumento do percentual de argila na matriz, desde que essa argila esteja dispersa adequadamente. Os resultados obtidos demonstram que o processo de spray drying é uma maneira inovadora de se obter um pó concentrado de EVA/OMMT com elevado teor de argila, sendo que o nanocompósito que incorporou o pó na concentração de 3:1 EVA/OMMT e 7% em massa de argila apresentou uma estrutura intercalada e com evidências de esfoliação, com redução de 38% na permeabilidade a oxigênio.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2177616 bytes, checksum: bad1b5abac746f9000b37ffd93fc28e9 (MD5) Previous issue date: 2013-09-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Natural fibers were studied to investigate possibilities and better treatment techniques for the development of nanocomposites with poly(glycerol sebacate) (PGS). In this study, the potential of plants such as caroá (Neoglaziovia variegata) and macambira (Bromelia laciniosa) was investigated as sources of natural fibers to obtain whiskers by acid hydrolysis. Fibers were obtained from plant leaves of each species were pre-treated with alcohol and water to remove impurities, treated with aqueous sodium hydroxide (mercerization) and then with sodium chlorite (bleaching) before hydrolyzing with sulfuric acid in order to obtain cellulose whiskers. Fibers and whiskers were characterized thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD) and the morphology was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). Polymers and composites reinforced with whiskers were characterized by TGA, DSC, mechanical (tensile) tests and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Results show that it was possible to extract whiskers from both natural and macambira and composite properties were dependent on whisker content. / O objetivo desta pesquisa foi estudar técnicas de obtenção e tratamento de fibras naturais para o desenvolvimento de nanocompósitos com o poli(glicerol sebacato). Nesse trabalho foram investigadas as potencialidades das plantas caroá (Neoglaziovia variegata) e macambira (Bromelia laciniosa) como fontes de fibras naturais para obtenção de whiskers a partir de hidrólise ácida. As fibras foram obtidas das folhas de ambas, separadas por processamento manual, pré tratadas com água e álcool (lavagens) para retirada de impurezas, tratadas com soluções aquosas de hidróxido de sódio (mercerização) e em seguida tratadas com clorito de sódio (branqueamento), onde se obteve uma massa com alto teor de celulose e então foi tratada com ácido sulfúrico em procedimento de isolamento para a obtenção de whiskers de celulose. As fibras foram caracterizadas por análise química, análise termogravimétrica (TGA), a cristalinidade foi investigada por difratometria de raios-X (DRX) e a morfologia foi investigada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os whiskers obtidos das fibras foram caracterizados por microscopia de força atômica (AFM), por TGA e por DRX. As reações de síntese do poli(glicerol sebacato) (PGS) se deram em temperaturas relativamente baixas (120ºC), através da policondensação e em atmosfera inerte de argônio ou nitrogênio, sem o uso de catalisadores externos. Os polímeros e compósitos reforçados com whiskers foram caracterizados por TGA, calorimetria exploratória diferencial (DSC), caracterização mecânica em ensaios de tração e por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As superfícies fraturadas nos ensaios de tração foram observadas por MEV. Os nanocompósitos apresentaram uma grande variação nas propriedades mecânicas com os teores de fibras, indicando a influência dos whiskers na matriz, aumentando o módulo e a resistência e diminuindo a elasticidade.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Jean Carlos.pdf: 94548 bytes, checksum: 367fc0486df0a44fd8937e988d8a9842 (MD5) Previous issue date: 2013-07-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho descreve a fabricação e caracterização e estudo das propriedades de nanocompósitos de matriz epoxídica reforçados com nanotubos de carbono (NTC) funcionalizados . A fim de melhorar a dispersão e as interações interfaciais entre NTC e matriz epoxídica, os NTC, após oxidação prévia, foram funcionalizados com o silano GLYMO (3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano). Os NTC foram caracterizados, antes e depois dos procedimentos de funcionalização, por análise termogravimétrica, espectroscopia Raman, análise elementar, espectroscopia de energia dispersiva e microscopia eletrônica d varredura. Os nanocompósitos foram fabricados com NTC pristine , oxidados e silanizados em frações mássicas entre 0,05%, 0,075% e 0,1%. Os nanocompósitos foram caracterizados por meio de ensaios mecânicos, (ensaio de tração), calorimetria diferencial exploratória (DSC), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura. As análises dos NTC confirmaram o aumento de teores de oxigênio, após o procedimento de oxidação e de silício após o procedimento de silanização. Os ensaios de tração mostram um aumento no módulo de elasticidade do nanocompósitos reforçados com NTC oxidados e silanizados em comparação aos reforçados com NTC pristine . A temperatura de transição vítrea (Tg) dos nanocompósitos com 0,05% em massa de NTC silanizado aumentou 14 ºC comparado com a resina epoxídica pura. Micrografias de microscopia eletrônica de varredura mostraram que as morfologias das fraturas tiveram poucas alterações nos nanocompósitos que utilizaram NTC oxidados e silanizados, permanecendo a característica de um material frágil, com uma fratura bem homogênea. No entanto, para as amostras com NTC pristine , a presença de regiões heterogêneas que podem indicar a presença de aglomerados de NTC e bolhas. Os nanocompósitos reforçados com NTC funcionalizados apresentaram melhores propriedades mecânicas e térmicas, o que evidencia a importância da funcionalização para melhorar aspectos como interação interfacial e dispersão com a matriz polimérica.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pricyla Correa_Materiais.pdf: 3021159 bytes, checksum: 54c96d18b375a9b34266d9355ec7a293 (MD5) Previous issue date: 2013-11-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Calcium phosphate nanostructured bioceramics present themselves as biomaterials for bone tissue reconstruction. Among calcium phosphates, hydroxyapatite is the biomaterial with the closest resemblance of bone tissue crystalline structure, also presenting good bioactivity and biocompatibility. Hydroxyapatite stands out on researches as synthetic bone matrix and in the making of nanocomposite biomaterials. The interest in the elaboration of nanocomposite biomaterials is associated with their mechanical properties, morphology modification, microstructural architecture, grain‟s surface area and microporosity. Another factor to consider is related to improving open porosity, wettability and capillarity. This research aimed at the wet synthesis of a nanostructured calcium phosphate bone matrix for later elaboration of the hydroxyapatite matrix and hydroxyapatite/α-alumina sol-gel nanocomposites at 1, 2, 3 and 5% concentrations in nanometric α-alumina volume. The synthesis method for obtaining hydroxyapatite was the dissolution/precipitation process, involving liquid/solid CaO phase and phosphoric acid. This method allowed the obtainment of hydroxyapatite nanostructured powders composed of fine agglomerated particles. The elaboration of the nanocomposite powders was accomplished with the aid of a high-energy attrition mill. The powders of all compositions were then compacted and sintered at 1250ºC/2h, supplying HA/α-Al2O3 nanocomposite biomaterials. The presented results refer to morphological (SEM), mineralogical (XRD), chemical (FTIR) and particle size distribution (laser particle analysis method and theoretical calculation of particle 13 surface area for nanostructured powders) characterization. Mechanical properties, open porosity and density by theoretical method for the different biomaterial compositions obtained from sintering at 1250ºC/2h have also been determined. / As biocerâmicas nanoestruturadas de fosfatos de cálcio se apresentam como biomateriais de reparação de defeitos e da reconstrução do tecido ósseo. Dentre os fosfatos de cálcio a hidroxiapatita é o biomaterial que mais apresenta similaridade com a estrutura cristalina do tecido ósseo, também oferece boa bioatividade e biocompatibilidade. A hidroxiapatita se destaca nas pesquisas como matriz óssea sintética e na elaboração de biomateriais nanocompósitos. O interesse na elaboração de biomateriais nanocompósitos está associado às propriedades mecânicas, modificação da morfologia, da arquitetura microestrutural, da área superficial de grãos e de microporos. Outro fator a ser levado em consideração está relacionado a melhorar a porosidade aberta e a capacidade de molhabilidade e capilaridade. O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo a síntese via úmida de uma matriz óssea de fosfato de cálcio nanoestruturada para posterior elaboração da matriz hidroxiapatita e dos nanocompósitos hidroxiapatita/alumina-α sol-gel nas concentrações de 1, 2, 3 e 5% em volume de alumina-α nanométrica. O método de síntese para a obtenção da hidroxiapatita deu-se pelo processo de dissolução/precipitação, envolvendo fase sólida/líquida de CaO e ácido fosfórico. Este método permitiu a obtenção de pós nanoestruturados de hidroxiapatita formados por finas partículas aglomeradas. A elaboração dos pós nanocompósitos foi realizada com ajuda de um moinho atritor de alta energia. Os pós de todas as composições foram então compactados e sinterizados à 1250°C/2h fornecendo os biomateriais nanocompósitos HA/Al2O3-α. Os resultados apresentados se referem aos estudos de caracterização morfológica (MEV), mineralógica (DRX), química (FTIR), da distribuição do tamanho de partículas, utilizando o método de análise de 11 partículas por laser, e cálculo teórico da área superficial das partículas para os pós nanoestruturados. Determinaram-se também as propriedades mecânicas, porosidade aberta e densidade hidrostática pelo método teórico para as diferentes composições de biomateriais obtidos da sinterização a 1250°C/2h.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pre_textuais.pdf: 199931 bytes, checksum: eb713778427903d3a744b4a961bc8e13 (MD5) Previous issue date: 2007-07-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The synthesis of nanostructured calcium phosphate powders, and nanocomposite has called attention in different areas of biomedical, and odontological applications mainly in the replacement, and regeneration of bone tissues. This is due, mainly, because these nanomaterials present good biocompatibility and mineralogical characteristics similar of human skeleton apatite. These nanomaterials also offer good bone tissue reabsorption, osteointegration, and osteoinduction towards the inner part of nanomaterial structure, which accelerate new bone tissue regenaration, reconstitution, and formation. This work goal has been focused on optimization of aqueous suspension synthesis method, from a calcium phosphate SiO2n nanostructured and nanocomposites calcium phosphate matrix bone in the concentration of 5, 10 and 15% in silicon nanometric volume spread in the bone matrix inter-intragranular position. This method has allowed obtaining nanostructured powders through small agglomerated particles with size below 100 nm. Nanostructured powders originated from this synthesis have undergone calcinations through a temperature of 900o.C/2h aimed to eliminate organic material stemmed from the synthesis process, and for calcium phosphate phase. Presented results are related to synthesis method, morphological characterization, microstructural, nanostructural, and mineralogical of the thermal behavior for nanostructured obtained from 900oC/2h calcinations, from thermal treatment through a temperature of 1300oC/2h for syntherized and annealing biomaterials. The mechanical properties were determined by different compositions of nanostructured biomaterial obtained from 1300oC/2h syntherization annealing at a temperature of 1100oC/30min. A preliminary citotoxity and cellular viability study has also been made on the nanostructured powders obtained from calcinations and thermal treatment. Results obtained from this study are encouraging, and cellular viability index have presented an average higher than 80% for all compositions of nanostructured powders after 24 hours. / A síntese de pós nanoestruturados de fosfatos de cálcio e nanocompósitos tem despertado interesses em diferentes áreas de aplicações biomédicas e odontológicas, principalmente na substituição e na regeneração de tecido ósseo. Isto se deve principalmente por estes nanomateriais apresentarem boa biocompatibilidade e características mineralógicas semelhantes a da apatita do esqueleto humano. Estes nanomateriais oferecem também uma boa reabsorção, osteointegração e osteoindução do tecido ósseo para o interior da estrutura do nanomaterial, o que acelera a regeneração, a reconstituição e a formação do novo tecido ósseo. O objetivo deste trabalho se concentrou na otimização do método de síntese via úmida, de uma matriz óssea de fosfato de cálcio nanoestruturado e nanocompósitos fosfato de cálcio/SiO2n, nas concentrações de 5, 10 e 15% em volume de sílica nanométrica dispersa em posição inter-intragranular na matriz óssea. Este método permitiu a obtenção de pós nanoestruturados formados por finas partículas aglomeradas com tamanho menor que 100 nm. Os pós nanoestruturados obtidos da síntese, foram calcinados a temperatura de 900oC/2h, com objetivo de eliminação de material orgânico, resultante do processo de síntese e para formação da fase fosfato de cálcio- Ò. Os resultados apresentados estão relacionados ao método de síntese, à caracterização morfológica, microestrutural, nanoestrutural, mineralógica do comportamento térmico para os pós nanoestruturados obtidos da calcinação a 900oC/2h e do tratamento térmico a temperatura de 1300oC/2h, e para os biomateriais sinterizados e recozidos. As propriedades mecânicas foram determinadas para as diferentes composições de biomateriais nanoestruturados obtidos da sinterização a 1300oC/2h e recozidos a temperatura de 1100oC/30min. Realizouse também um estudo preliminar de citotoxidade e da viabilidade celular, sobre os pós nanoestruturados obtidos da calcinação e do tratamento termico. Os resultados obtidos deste estudo são animadores e os valores do índice de viabilidade celular apresentaram-se em média superiores a 80% para todas as composições de pós nanoestruturados a partir de 24h.