Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capitulo - 1.pdf: 90391 bytes, checksum: 33e046a11ac6f08cddd52a66b5806583 (MD5) Previous issue date: 2012-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study PLLA nanocomposites have been produced with 0.25 and 0.50 (wt%) multiwall carbon nanotubes (MWCNT). The MWCNT were dispersed in solution using two different ways: with and without high energy sonication. The mechanical results were evaluated by means of nanoindentation and microhardness, the thermal results by differential scanning calorimetric, thermogravimetric analysis and the tribological results by pin-on-disc tests with two different normal loads (5 and 10N). It was observed a reduction of 4.2% in elastic modulus of neat PLLA produced by sonication. The largest increases in the modulus were obtained with a concentration of 0.25% (6.7% and 5.4% for sonication and without it). The microhardness showed an increase of 18% for the sample with 0.50%, regardless of treatment. It is also presented the results obtained by nanohardness which differ from microhardness. The sample with 0.25% had the lowest volume loss in most conditions tested in the pin-ondisk. Most of the samples, with normal load of 10N, showed a lower wear rate than the same sample with a load of 5N. The friction coefficient showed a high dispersion of data allowing only analyzes the trends. The wear mechanisms observed adhesion and abrasion, vary in their intensity after the addition of MWCNT. There is evidence that sonication causes a portion of the material to be removed through tribochemical wear. The glass transition temperature did not show variations. It was observed a progressive reduction in the onset temperature of degradation by thermogravimetric analysis with the incorporation of MWCNT. It was not obtained an increase in crystallinity with incorporation of MWCNT. / Neste trabalho produziu-se nanocompósitos de PLLA com 0,25% e 0,50% (m/m) de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM). A dispersão dos NCPM foi feita em solução de duas maneiras distintas, sendo uma utilizando sonificação de alta energia e outra sem. Avaliou-se o módulo de elasticidade por nanoindentação, o comportamento térmico por calorimetria exploratória e pela análise termogravimetria e as propriedades tribológicas dos nanocompósitos e do polímero puro através do ensaio de pino sobre disco com cargas de 5 e 10N. Pode-se observar uma queda de 4,2% no módulo de elasticidade no PLLA puro produzido com a sonificação. Os maiores aumentos no módulo foram obtidos com a concentração de 0,25% (5,4% e 6,7% para as sem sonificação e com sonificação). A microdureza apresenta um aumento até 18% para a amostra com 0,50%, independente do tratamento. Também se apresentam os resultados obtidos pela nanodureza que diferem dos obtidos da microdureza. A amostra com 0,25% obteve o menor volume removido na maioria das condições testadas no ensaio pino e disco. O coeficiente de atrito apresentou grande dispersão permitindo somente analisar as suas tendências. Os mecanismos de desgaste observados, adesão e abrasão, variam de intensidade com a incorporação de NCPM. Há indícios que a sonificação faz com que parte do material removido seja através do desgaste triboquímico. A temperatura de transição vítrea não apresentou variações. Foi verificada uma redução progressiva na temperatura de início de degradação por análise termogravimétrica com a adição dos NCPM. Não foi notada uma variação significativa na cristalinidade com incorporação de NCPM.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tarcisio Sanson Sene.pdf: 3938998 bytes, checksum: 4f0f85a51934cd08bc44991295bfcef1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Interesting changes in mechanical and electrical conductivity properties of polymeric matrixes are provided by dispersing carbon nanotubes, obtaining a nanocomposite. Current researches showed an effect of assisted dispersion of carbon nanotubes (CNT) by montmorilonite clay in an epoxy matrix, in a way that increments of clay provided better dispersion of CNT in the matrix, increasing the nanocomposite electrical conductivity when the same fraction of CNT was kept. This work intended to assess the effect of the simultaneous dispersion of a montmorillonite clay and CNT on a diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) epoxy matrix. Further, the assisted dispersion of CNT was assessed by two different montmorillonite clays: as natural (MMT-Na) and an organoclay (MMT-30B). The nanocomposites were fabricated by in situ polymerization method, using high energy sonication as the dispersion method, without the aid of solvents in the medium. The nanocomposites were molded by casting or by resin transfer molding (RTM), adding 27% v/v of glass-fibers in the latter molding method, obtaining a hybrid micro/nanocomposite. The glass transition temperature (Tg) of the nanocomposites was increased until 10ºC for the samples containing MMT-30B clay, however it practically did not change with the dispersion of MMT-Na clay, when compared to the Tg of the neat epoxy matrix. In the other hand, the simultaneous dispersion of CNT with each one of the clays provided two different Tg behaviors, with the same 10ºC increasing in Tg when the CNT were added with MMT-30B, and a lower increase of 3ºC in the Tg when the MMT-Na and CNT were added, also comparing to the neat sample. The casted samples did not show a significant change in the flexural modulus, though the flexural strength was reduced in the samples containing any of the clays, being this reduction proportional to the agglomerated feature of the nanocomposite. Regarding to the CNT percolation threshold in the epoxy matrix, it was verified to be between 0,04 and 0,10% v/v of CNT. The simultaneous dispersion of CNT with the clays just produced distinct dielectric behaviors when the fraction of CNT was higher than the percolation threshold. Both clays affected the continuity of the CNT percolated network, considering the clay fraction used. The simultaneous adding of MMT-30B clay with CNT was the condition that most reduced the conductivity of the samples, among those containing the same CNT fraction. The MMT-Na clay did not reduce the number of percolated ways of CNT as the MMT-30B, and, above a critical frequency of electrical current, the simultaneous dispersion of MMT-Na and CNT exhibited higher conductivity than the sample containing just the same CNT fraction, suggesting that more polarizable interfaces are being produced at this condition. Regarding to the hybrid micro/nanocomposites produced by RTM, there is a suspect that the low fraction of nanoparticles did not favor the increasing in the flexural modulus of the hybrid composite. The high viscosity of the samples containing any one of the clays caused low impregnation in the glass-fibers, obtaining regions of the composite without fibers dispersed. The MMT-Na clay was filtered though the porous medium during the resin infusion, probably due to its hydrophilic nature, showing lower compatibility with the epoxy matrix. / Nanotubos de carbono dispersos em matrizes poliméricas podem proporcionar interessantes alterações em propriedades mecânicas e de condutividade elétrica no material nanocompósito resultante. Trabalhos atuais demonstram um possível efeito de dispersão de nanotubos de carbono (NTC) assistida pela dispersão simultânea com argila montmorilonita natural em uma matriz epoxídica, de modo que incrementos de argila proporcionariam melhor dispersão dos NTC na matriz, elevando a condutividade elétrica quando mantido constante o teor de NTC. Este trabalho intencionou avaliar o efeito da dispersão simultânea de argila montmorilonita e NTC nas propriedades mecânicas, térmicas e dielétricas de uma matriz de epóxi do diglicidil éter do bisfenol-A (DGEBA). Ainda, foi avaliado o efeito de dispersão de NTC assistido por duas diferentes argilas montmorilonita: natural (MMT-Na) e uma organoargila (MMT-30B). Os nanocompósitos foram fabricados pelo método de polimerização in situ, utilizando sonicação de alta energia como fonte de dispersão e sem a utilização de solventes. Os nanocompósitos foram moldados por casting e por moldagem por transferência de resina (RTM resin transfer molding), neste último método sendo utilizados 27% v/v de fibras-de-vidro, obtendo-se um híbrido micro/nanocompósito. A temperatura de transição vítrea (Tg) dos nanocompósitos foi elevada em até 10ºC para os nanocompósitos contendo argila MMT-30B, porém praticamente não se alterou com a dispersão argila MMT-Na, quando comparado com a Tg da matriz sem as nanopartículas. Já a dispersão simultânea de NTC com cada uma das duas argilas promoveu diferentes alterações na Tg, não alterando em relação à Tg do nanocompósito que possuía somente argila MMT-30B e elevando a Tg da amostra que possuía argila MMT-Na em 3ºC em relação à amostra pura. As amostras preparadas por casting não apresentaram significante alteração de módulo de elasticidade, porém, quando presente alguma das argilas na composição da amostra, a resistência à flexão foi reduzida proporcionalmente ao caráter aglomerado das nanopartículas. Com relação ao limiar de percolação de NTC, foi verificado estar situado entre teores 0,04 e 0,10% v/v. A dispersão simultânea de cada argila com NTC somente gerou comportamentos distintos de condutividade quando utilizado teor de NTC acima da ocorrência de percolação. Nos teores utilizados, ambas as argilas afetaram a continuidade da rede percolada de NTC, porém a argila MMT-30B foi a que mais reduziu a condutividade em freqüências abaixo de 100 Hz. A argila MMT-Na já não reduziu o número de caminhos percolados de NTC como no caso da argila MMT-30B, e acima de determinada frequência de corrente elétrica, a dispersão simultânea de argila MMT-Na com NTC exibe maior condutividade do que a amostra contendo somente o mesmo teor de NTC, sugerindo que estão sendo geradas interfaces mais polarizáveis quando dispersos simultaneamente a argila MMT-Na e NTC. Em relação aos híbridos micro/nanocompósitos produzidos por RTM, suspeita-se que o baixo teor de nanopartículas não favoreceu o aumento de módulo de elasticidade do material híbrido. A alta viscosidade das amostras que possuíam alguma argila em sua composição gerou baixa impregnação de fibras e formação de regiões sem fibras-de-vidro no volume do compósito. A argila MMT-Na foi filtrada pelo meio poroso durante a infusão, provavelmente devido à sua natureza hidrofílica, possuindo menor compatibilidade com a matriz epoxídica.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renata Hack.pdf: 4507234 bytes, checksum: a9a47eaf8a6524ae5f448abca5062a08 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O grafite natural é uma fonte de baixo custo e é abundante para obtenção de grafeno. O método que se mostrou mais eficiente para a produção de grafeno em larga escala é o método Hummers modificado, que consiste na oxidação do grafite. Com isso, o objetivo principal deste trabalho foi produzir grafeno a partir do grafite natural pelo método de Hummers modificado, além de produzir nanocompósitos de matriz epoxídica reforçada com o grafeno produzido (GP) e o grafeno comercial (GC). Para a produção dos nanocompósitos foi utilizado à resina epoxídica à base de éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA). Foram obtidos nanocompósitos em concentrações de 0,75; 1,00 e 2,00% m/m de GC e GP, com e sem a utilização de solvente THF no processo de preparação. Os resultados obtidos indicaram um alto grau de oxidação do grafite, comprovando assim que o processo foi eficiente. As análises de Raman e FTIR realizadas no GC e GP mostraram que o GP possui as mesmas características do GC. A adição do GC e GP com e sem adição de THF elevou a estabilidade térmica dos nanocompósitos. A alta concentração de nanoreforços e a não utilização de solvente THF em alguns sistemas pode ter contribuído para a formação de aglomerados nestes nanocompósitos, decorrendo assim em uma diminuição do módulo de Young. Através da análise de impedância foi possível verificar que apenas os nanocompósitos com 2%m/m de GP sem THF apresentou percolação dielétrica. Verifica-se que a produção do grafeno a partir do grafite natural possui potencial para aplicação em nanocompósitos estruturais.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROGER HOEL BELLO.pdf: 5998739 bytes, checksum: 0b20c26be8ef42194c531db9839d0937 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Enhancing the thermal, mechanical and electrical properties of epoxy resin with use of carbon-based nanoparticles there must be a good dispersion in the resin and interfacial interaction with the polymer matrix. Thus, the chemical functionalization incorporates functional groups on their surface which can improve both problems. The silanization has been preferred in the process of functionalization of nanoparticles, succeeding in enhancing the properties of nanocomposites. This work aimed to evaluate the effects of the silanization of multiwalled carbon nanotubes MWCNT and graphene nanoplatelets with organosilane (3-APTES) in the final properties of epoxy nanocomposites. Thus, both nanoparticles were oxidized with a sulfonitric mixture (3:1 by volume) and silanized with the organosilane (3-APTES). To evaluate the effects of the chemical functionalization in thermal, mechanical and electrical properties, nanocomposites containing MWCNT or graphene nanoplatelets at two different concentrations of pristine, oxidized and silanized nanoparticles (0.15 and 0.5% v/v) were prepared by polymerization in situ, without using solvents. The functionalizations were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy techniques. The thermal properties were analyzed by Differential Scanning Calorimetry (DSC), the mechanical by instrumented nanoindentation and the electrical Impedance Spectroscopy. The XPS technique showed the successfully silanization on the the nanoparticles surface that was studied. Regarding the thermal properties, the addition of pristine and functionalized MWCNT or graphene nanoplatelets did not show significant variations, but increased the mobility of polymer chains in the matrix decreasing the values for the glass transition temperature (Tg) compared to pure resin. Increases in stiffness and ductility of the material were obtained when oxidized graphene nanoplatelets were added in the matrix. When was added 0.15% by volume of oxidized graphene nanoplateletes, the modulus of elasticity increased approximately 83%, whereas 0.50% by volume increased greater than 88% compared to the pure resin. Increasing of ductility was reached increasing volume fraction of 0.15 to 0.50% by volume when those nanoparticles were added into the resin, due to the approximately 10% of decreasing the values of nanohardness. The formation of percolating networks has been achieved only by pristine MWCNT with at a concentration of 0.50% by volume. As for the graphene nanoplatelets were added only when silanized graphene nanoplateletes at a concentration of 0.15% by volume, but for both nanoparticles were observed conductivities on the order of 10-7 S/m for frequencies near 100 Hz. / A alteração de propriedades térmicas, mecânicas e elétricas de uma resina epoxídica após a adição de nanopartículas alotrópicas de carbono depende da concentração, orientação, tipo de partícula, seu estado de dispersão e interação destas com a matriz. A funcionalização química pode auxiliar na melhoria de ambos os problemas, com a incorporação de grupos funcionais na superfície, paredes e pontas das nanopartículas. Assim, a silanização tem sido usada em processos de funcionalização química dos nanoreforços, tendo êxito no auxílio à melhoria das propriedades finais dos nanocompósitos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da silanização com o organosilano 3-APTES em nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) e nanoplateletes de grafeno nas propriedades finais dos nanocompósitos produzidos com a matriz epoxídica. Para isto, ambas as nanopartículas foram oxidadas com uma mistura sulfonítrica (3:1 em volume) e silanizadas com o organosilano (3-APTES). Para avaliar os efeitos das funcionalizações nas propriedades térmicas, mecânicas e elétricas, nanocompósitos contendo NTCPM ou nanoplateletes de grafeno em duas diferentes concentrações das nanopartículas pristine, oxidadas e silanizadas (0,15 e 0,5% v/v) foram preparados pela técnica de polimerização in situ, sem a utilização de solventes. As nanopartículas funcionalizadas foram caracterizadas pelas técnicas de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de energia dispersa (EDS), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS) e espectroscopia Raman. As propriedades térmicas foram analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), as mecânicas por nanoindentação instrumentada e, as elétricas por espectroscopia de impedância. A técnica de caracterização por XPS comprovou o êxito da silanização na superfície das nanopartículas estudadas. Em relação às propriedades térmicas, a adição de NTCPM ou nanoplateletes de grafeno pristine e funcionalizadas não apresentaram variações significativas, porém aumentaram a mobilidade das cadeias poliméricas da matriz, resultando no decréscimo da temperatura de transição vítrea (Tg) em relação à resina pura. Aumentos na rigidez e ductilidade do nanocompósito foram alcançados quando foram adicionados nanoplateletes de grafeno oxidados na matriz. A adição de 0,15% v/v desta nanopartícula foi observado um aumento de aproximadamente 83% para o módulo de elasticidade, enquanto que 0,50% v/v este aumento foi maior que 88% em relação à resina pura. Foi alcançado aumento da ductilidade com o incremento da fração volumétrica de 0,15 para 0,50% v/v destas nanopartículas, devido ao decréscimo dos valores da nanodureza em aproximadamente 10%. A formação de redes de percolação foi alcançada apenas com a adição de NTCPM pristine para concentração de 0,50% em volume. Enquanto que para os nanoplateletes de grafeno, este fenômeno foi observado apenas quando foram adicionados nanoplateletes de grafeno silanizadas na concentração de 0,15% em volume. Entretanto, para ambas as nanopartículas foram observados valores de condutividade na ordem de 10-7 S/m para frequências próximas a 100Hz.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iury.pdf: 24951 bytes, checksum: 2940126ad384e071aa040115b3667855 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O estado de dispersão das nanopartículas na matriz está diretamente ligado às propriedades físicas dos nanocompósitos. Assim técnicas que visam um estado de dispersão mais homogêneo das nanopartículas na matriz são constantemente estudadas. Funcionalização não covalente, ou física, é uma técnica que utiliza-se de interações Coulombianas e/ou barreira estérica com o objetivo de estabilizar a interação entre nanopartícula/matriz e consequentemente obter um estado de dispersão homogêneo. Utilizando copolímero em bloco BYK- 9077® como agente funcionalizante não covalentemente, este trabalho teve como objetivo produzir nanocompósitos de matriz epoxídica Novolac® reforçados com nanoplateletes de grafeno ou nanotubos de carbono funcionalizados não covalentemente. Foram analisadas a influência da adição do copolímero em bloco nas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas dos nanocompósitos produzidos. Utilizou-se frações volumétricas de nanopartículas nos valores de 0,15%, 0,50% e 1,50%. A partir destes valores foi adicionado copolímero em bloco nas quantidades de 1, 5 e 10 vezes a quantidade em massa das nanopartículas. Foram realizadas espectroscopia Raman para caracterização das nanopartículas, verificando o grau de pureza das mesmas, assim como o número de plateletes empilhados. Analisando os resultados, estado de dispersão das nanopartículas na matriz sem a adição de copolímero em bloco não foi homogêneo, assim foram encontrados aglomerados de nanopartículas em Microscopia Eletrônica de Transmissão. Também os valores de Tg s não variaram significativamente em comparação com a resina pura, indicando dispersão não homogênea. Já ao adicionar copolímero em bloco, em quantidades baixas, 1x, foi possível observar aumentos de 8% no módulo de elasticidade, indicativo de que a adição de copolímero em bloco nesta quantidade tornou a dispersão das nanopartículas mais homogênea na matriz. Esta afirmação foi verificada em Microscopia Eletrônica de transmissão. Em contrapartida, conforme foi aumentado a quantidade de copolímero em bloco, 5 e 10x, foram observadas formação de uma segunda fase, que por consequência diminuiu o módulo de elasticidade, tensão de ruptura e Tg.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sara F Da Costa.pdf: 4048373 bytes, checksum: 81bb7b57c2e425cdcfcc5039f74fae1f (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The change of mechanical properties of epoxy resins after the addition of nanoparticles (f. ex. graphite oxide) depends on its concentration, state of dispersion and interaction with the polymer matrix. To improve dispersion and avoid agglomeration of the GO nanoplatelets, due to van der Waals interactions, these nanoparticles can be functionalized using organosilanes as coupling agents. This study aimed to evaluate the effect of functionalization of graphite oxide by 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane in the final properties of nanocomposites of epoxy matrix DGEBA with OG and OGS. The functionalized nanoparticles and nanoparticles without functionalization were characterized by spectroscopic and microscopic techniques, CHN elemental analysis and X-ray diffraction. The presence of silicon on the surface of OG was confirmed by analysis of energy dispersive spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy along with X-ray photoelectron spectroscopy confirmed the functionalization GO with GLYMO by rise of new bands assigned to the Si-O-C bond. Images from scanning electron microscopy and transmission electron microscopy showed that nanoplatelets OG were clustered and after functionalization with silane the nanoplateletes were exfoliated, indicating larger interaction with the epoxy matrix. The dispersion of nanoparticles in the polymer matrix was also studied by microscopy and spectroscopy techniques where noted that the functionalized nanoparticles were well dispersed. To evaluate the effect of the nanoparticles in the mechanical properties, nanocomposites containing 0.1 ,0.25, 0.5 e 1.0 wt% were prepared by in situ polymerization techniques, with the use of a solvent for better dispersion. It was observed that the addition of GO nanoparticles decrease the modulus of elasticity relative to the epoxy resin, and nanocomposites containing 0.25% and 1.0 wt% presented the highest stress decreases. For nanocomposites with GO nanoparticles silanized (GOS) a linear increase of the modulus of elasticity with the mass fraction and maximum stress higher than the epoxy resin and GO nanocomposites was observed, except OGS 1.0wt%, where the maximum stress is lower than of the epoxy resin, which is explained by the existence of larger agglomerates. Thus, the silanized GO provided a more homogeneous dispersion and larger interaction with the epoxy matrix when compared to the GO. / A alteração das propriedades mecânicas da resina epoxídica após a adição de nanopartículas de óxido de grafite (OG) depende da concentração, de seu estado de dispersão e da interação com a matriz polimérica. O OG pode formar aglomerados na matriz polimérica devido às interações de van der Waals e, para melhorar a dispersão e distribuição do mesmo na matriz polimérica pode ser feita a funcionalização utilizando agentes de acoplamento, como os organosilanos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da funcionalização via silanização do óxido de grafite pelo organosilano 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano nas propriedades finais de nanocompósitos de matriz epoxídica DGEBA com OG e OGS. As nanopartículas com e sem funcionalização foram caracterizadas por técnicas de espectroscopia e microscopia, análise elementar CHN e difração de raios-X. A presença de silício na superfície do OG foi confirmada pela análise de espectroscopia de energia dispersiva e a análise de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier juntamente com a análise de espectroscopia de fotoelétrons por raios-X confirmou a funcionalização do OG com o GLYMO através do surgimento de novas bandas atribuídas à ligação Si-O-C. As imagens de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo e microscopia eletrônica de transmissão mostraram que nanoplateletes de OG se apresentavam mais empacotados e após a funcionalização com o silano os nanoplateletes estavam esfoliados, indicando maior interação com a matriz epoxídica. A dispersão das nanopartículas na matriz polimérica foi também estudada por técnicas de microscopia e espectroscopia onde se observou que as nanopartículas funcionalizadas estavam mais bem dispersas. Para avaliar o efeito das nanopartículas com e sem funcionalização nas propriedades mecânicas, nanocompósitos contendo 0,1; 0,25; 0,5 e 1,0% (m/m) de nanopartículas foram preparados pelas técnicas de polimerização in situ , com a utilização de solvente para melhorar a dispersão. Foi observado que a adição das nanopartículas de OG diminuiu o módulo de elasticidade e a tensão máxima à tração em relação à resina epoxídica, e que nanocompósitos contendo 0,25% e 1,0% apresentaram as maiores diminuições de tensão. Para os nanocompósitos com as nanopartículas de óxido de grafite silanizado foi observado um aumento linear no módulo de elasticidade com o aumento da porcentagem mássica e apresentaram tensão máxima maior que da resina e dos nanocompósitos com OG, com exceção da porcentagem mássica de OGS 1,0%, onde a tensão máxima foi menor do que a tensão da resina epóxi, o que é explicado pela existência de aglomerados maiores. Assim, o OG silanizado proporcionou uma dispersão mais homogênea e assim, maior interação com a matriz epoxídica quando comparado ao OG.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 74879 bytes, checksum: 6785c5543c0fdea74eb42ad4be2cded6 (MD5) Previous issue date: 2009-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Multi-wall carbon nanotubes (MWNT) functionalized with poly(ethylene glycol) (PEG) were used to prepare epoxy matrix nanocomposites based on Bisphenol A Diglycidyl Ether (DGEBA), in order to evaluate the effect of functionalization in nanotubes/matrix dispersion and adhesion. Firstly, two works were carried out to estimate the reaction between DGEBA and PEG using sulfuric acid (H2SO4) or dimethylbenzylamine (DMBA), as catalysts, aiming the evaluation of viable routes to reaction of PEG chains connected to nanotubes with epoxy resin. The reaction product was analyzed with infrared spectroscopy (FTIR), proton magnetic resonance spectroscopy (RMN) and viscosity. The results confirmed the reaction occurs between DGEBA epoxy groups and PEG hydroxyl groups in the presence of dimethylbenzylamine as catalyst at 100°C. DSC analyses and tensile tests of cured hardener systems based on polyamine show that the DGEBA reaction with PEG leads to a decrease of Tg, originating a more flexible material. Epoxy matrix nanocomposites were prepared using 0,1% m/m of NCPM functionalized with PEG and 0,5% m/m of dimethylbenzylamine. The samples were characterized with infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) and dynamic mechanical analysis (DMA). It was observed through SEM images a better adhesion of NCPM-PEG with matrix, in comparison with pristine MWNT, suggesting that NCPM-PEG reacted with the epoxy resin DGEBA. DSC analysis showed a Tg value decrease to prepared nanocomposites when compared to pure epoxy resin. / Nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) funcionalizados com poli(etilenoglicol) (PEG), foram usados na preparação de nanocompósitos de matriz epóxi a base de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA), para avaliar o efeito da funcionalização na dispersão e adesão do nanotubo na matriz. Primeiramente dois estudos foram realizados para avaliar a reação entre DGEBA e PEG, utilizando ácido sulfúrico (H2SO4) ou dimetilbenzilamina (DMBA) como catalisadores, com o objetivo de se avaliar uma rota viável para a reação das cadeias de PEG ligadas aos nanotubos com a resina epóxi. O produto da reação foi avaliado por espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e viscosidade. Os resultados das análises confirmaram a ocorrência da reação entre grupos epóxi do DGEBA e grupos hidroxila do PEG na presença de dimetilbenzilamina como catalisador, a 100°C. Análises de DSC e ensaios de tração dos sistemas curados com endurecedor a base de poliamina mostram que a reação de DGEBA com PEG leva a uma diminuição da Tg, gerando um material mais flexível. Nanocompósitos de matriz epóxi foram preparados usando 0,1% m/m de NCPM funcionalizados com PEG e catalisador dimetilbenzilamina na quantidade de 0,5% m/m. As amostras obtidas foram caracterizadas por Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise termogravimétrica (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise dinâmico-mecânica (DMA). Através das imagens obtidas por MEV, sugere-se uma maior adesão dos NCPM-PEG com a matriz, indicando que os NCPM-PEG reagiram com a resina epóxi à base de DGEBA. Análises de DSC mostraram uma diminuição do valor da Tg para os nanocompósitos preparados quando comparados a resina epóxi pura.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RESUMO.pdf: 12083 bytes, checksum: a5f4ea45fd2de1b6b09e1ac6c1fa5377 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study we used an epoxy-acrylate fotocurável reinforced with multi walls carbon nanotubes (MWCN) in proportions of 0.25% wt/wt and NCPM 0.75% wt/wt MWCN. For the cure of nanocomposites as thin films for periods of 12 and 24 hours, manufactured from a chamber of ultraviolet radiation (UV-A). Aiming to analyze aspects related to properties mechanical, thermal and tribological adding NCPM in an epoxy-acrylate fotocurável were evaluated: elastic modulus, hardness, storage modulus, loss modulus, damping, coefficient of friction, wear rate and temperature of transition glass. In addition to these properties described previously, there was also the behavior of these nanocomposites related to thermal aspects (cure degree and thermal stability) and morphology of regions of fracture and wear parts. Tests performed were: nanoindentation, microhardness, dynamicmechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), test pin-on-disk and profilometry. The present results have shown gains of 67% in modulus, hardness at 77%, 154% in the storage module, 38% of the loss modulus, 24% reduction in friction and 24% reduction in the rate of wear with the addition of NC's in the nanocomposite studied. / Neste trabalho foi utilizado uma resina epóxi-acrilato fotocurável reforçada com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM), nas proporções de 0,25% m/m NCPM e 0,75% m/m NCPM. Para a cura dos nanocompósitos na forma de filmes finos , por períodos de 12 e 24 horas, fabricou-se uma câmara de radiação ultra-violeta (UV-A). Buscando-se analisar aspectos ligados a propriedades mecânicas, térmicas e tribológicas da adição de NCPM em uma resina epóxi-acrilato fotocurável foram avaliados: módulo de elasticidade, dureza, módulo de armazenamento, módulo de perda, amortecimento, coeficiente de atrito, taxa de desgaste e temperatura de transição vítrea. Além dessas propriedades descritas anteriormente, verificou-se também o comportamento desses nanocompósitos relacionados a aspectos térmicos (grau de cura e estabilidade térmica) e aspectos morfológicos de regiões de fratura e regiões de desgaste. Os ensaios realizados foram: nanoindentação, microdureza, análise dinâmico-mecânica (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaio pino-disco e perfilometria. Os resultados obtidos nesse trabalho comprovaram ganhos de 67% no módulo de elasticidade, 77% na dureza, 154% no módulo de armazenamento, 38% no módulo de perda, 24% de redução do coeficiente de atrito e redução de 24% na taxa de desgaste com a adição de NC s no nanocompósito em estudo.

Neste trabalho foram investigadas a morfologia, a estrutura cristalina e as propriedades térmicas e reológicas de uma blenda de polipropileno isotático (i-PP) e copolímero de etileno, propileno e dieno (EPDM), preparada em laboratório, por processo de mistura reativa, com a adição de argila Cloisite 15A e submetida à deformação uniaxial por tração e compressão à temperatura ambiente. As técnicas utilizadas para caracterização foram a Difração de Raios-X (DRX), o Espalhamento de Raios-X de Baixo Ângulo (SAXS), a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), a Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), a Análise Termogravimétrica (TGA) e a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A MEV permitiu observar que ocorreu interação entre a blenda e a argila, o que foi corroborado pelas imagens de MET, a qual permitiu verificar a existência de argila intercalada entre as lamelas da blenda, bem como a existência de alguns pontos de aglomeração da argila na blenda. A análise de DRX também confirmou a intercalação da argila pelo polímero. Da mesma forma, o SAXS nos mostrou que existe um aumento no espaçamento lamelar, com a introdução da argila. Por fim, foi observado também que a deformação uniaxial por compressão do material provocou a quebra de domínios cristalinos na blenda, enquanto na deformação uniaxial por tração o grau de cristalinidade inicial foi mantido. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-07T17:04:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Arthur Thompson.pdf: 2821768 bytes, checksum: 1e4375e8bb47bdeb964a7ef45a77ae48 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-07T17:04:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Arthur Thompson.pdf: 2821768 bytes, checksum: 1e4375e8bb47bdeb964a7ef45a77ae48 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / In this work were investigated the morphological, themal and rheological properties of a isotactic polypropylene/ethylene-propylene-diene terpolymer rubber/nanoclay Cloisite 15A composite, prepared by mixed melt and submitted to uni-axial plane-strain compression and stretching deformations, both at room temperature. The techniques used for characterization were Wide Angle X-ray Diffraction (WAXD), Small Angle X-ray Scattering (SAXS), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The SEM images showed that interaction occured between the clay and the blend, which was corroborated by the TEM images, where it was show the intercalation between blend and clay, as well as the existence of some points of clay’s aglomeration in the blend. The WAXD analysis also confirmed the intercalation of the clay in the blend. Furthermore, the SAXS showed an increase in the lamellar long period with the addition of clay. With the mapping of chemical elements we could see the dispersion of clay’s organometalics into the blend. Finally, it was verified that the uni-axial plain strain compression deformation of the composites contribute to the break of crystalline domains in the blend, while in the uniaxial stretching deformation the degree of initial cristallinity was sustained.

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado