Este trabalho teve por objetivo o estudo dos efeitos da radiação ionizante nas propriedades de compósitos de pó de madeira em matriz de polipropileno, utilizando o titanato de bário como agente de acoplagem e o monômero reativo diacrilato de tripropileno glicol (TPDGA). Foi utilizado como fonte de radiação o acelerador de elétrons. Foram investigadas as propriedades físicas dos compostos virgens, bem como do compósito polipropileno/pó de madeira, com e sem a adição de titanato de bário e do monômero TPDGA. Os compósitos desenvolvidos foram preparados a partir do tratamento da carga, incorporando os aditivos ao reforço pó de madeira, seguindo-se a fusão do polipropileno e a mistura dos materiais do compósito na calandra. Posteriormente foram moldados corposde- prova por injeção para serem irradiados e utilizados nos ensaios mecânicos e térmicos. Foram determinadas as propriedades mecânicas dos compostos desenvolvidos (tração, dureza, impacto e índice de fluidez), bem como as propriedades térmicas (HDT e Vicat). As composições investigadas foram polipropileno/pó de madeira, polipropileno/pó de madeira com titanato de bário, polipropileno/pó de madeira com titanato de bário e TPDGA, utilizando concentrações de 10%, 15% e 20% de pó de madeira no polipropileno. As amostras foram separadas em grupos para serem irradiadas com doses de 10kGy e 20kGy nas amostras do ensaio de tração além dessas doses foram utilizadas doses de 15kGy e 25kGy para ser observado o comportamento da amostra frente ao aumento da radiação. Estas doses foram escolhidas para mostrar que com baixas doses o material compósito apresenta reticulação, o que representa uma opção viável comercialmente. Houve uma redução do índice de fluidez para os compostos contendo pó de madeira, sendo esta redução mais efetiva na presença de TiBa. O tratamento superficial utilizando o monômero TPDGA influenciou nas amostras dos compósitos, pois este agiu como plastificante tornando as amostras mais fáceis de processar aumentando a mobilidade entre as macromoléculas, diminuindo assim a viscosidade e aumentando o índice de fluidez tanto nas amostras irradiadas como as não irradiadas. Os resultados obtidos para ensaio de resistência à tração indicam um acréscimo da propriedade, o aumento ocorreu tanto nas amostras WF/PP quanto nas amostras com TiBa e TPDGA, devido à formação de ligações cruzadas (reticulação) em decorrência da radiação. A incorporação de pó de madeira no polipropileno resultou na diminuição da resistência ao impacto. O decréscimo desta propriedade pode ter acontecido devido à presença de reforço pó de madeira que pode atuar como concentrador de tensão e como conseqüência a redução de resistência ao impacto. Houve um acréscimo na dureza dos compósitos contendo pó de madeira. O acréscimo na dureza foi significativo nos compósitos WF/PP que não foram irradiados. O acréscimo se deu principalmente nas composições de 20%WF/PP, isso porque quanto maior a quantidade de carga maior o módulo de dureza. Nas amostras irradiadas a dureza aumentou devido à oxidação da madeira frente à radiação. Observou-se que em alguns casos o aumento na dose de radiação não influenciou significativamente na variação da temperatura de deflexão térmica dos compósitos indicando que houve reticulação entre as moléculas promovido pelo TPDGA, e uma melhoria na adesão entre interfaces promovido pelo titanato. No ensaio de temperatura de amolecimento Vicat os resultados apresentados foram muito próximos ao PP puro, como os resultados não mostraram diferenças significativas, pode-se considerar a temperatura dos compósitos a mesma do PP puro. A radiação ionizante interagiu no material compósito reticulando o PP e oxidando a madeira, observando-se assim um acréscimo em algumas propriedades e o decréscimo em outras. / The purpose of this work was to study the effects of ionizing radiation on the properties of wood flour composites in polypropylene matrix, using barium titanate as a coupling agent and the reactive monomer tripropylene glycol diacrylate (TPDGA). An electron accelerator was used in the study as the radiation source. The physical properties of virgin compounds and of the polypropylene/wood flour composite, with and without barium titanate and TPDGA addition, were investigated. The composites were developed from the load treatment, which first consisted of incorporating additives to the wood flour reinforcement and after that, the fusion process of polypropylene and composite mixing in a \"calander\". Subsequently, the samples to be irradiated and submitted to thermal and mechanical assays were molded by injection. The mechanical properties (hardness, impact resistance and molten fluidity index (MFI)), as well as the thermal properties (HDT and Vicat) of the composites were determined. The investigated compositions consisted of polypropylene/wood flour, polypropylene/wood flour with barium titanate and polypropylene/wood flour with barium titanate and TPDGA, using different wood flour concentrations of 10%, 15% and 20% in the polypropylene matrix. The samples were separated in groups and irradiated to doses of 10kGy and 20kGy in the samples of the essays of traction. Besides these doses, it was also used doses of 15kGy and 25kGy to be observed the behavior of the sample of the sample due to the increase of the radiation. These doses were chosed to show that with low doses the composite material presents reticulation, what represents a viable commercial option. There was a reduction of the flow rate for the composites containing wood flour, being this reduction more effective in the presence of TiBa. The superficial treatment using TPDGA monomer influence in the composite samples because it acted as a plastic additive becoming the sample easier to be processed, increasing the mobility among the macromolecules, so that decreasing the viscosity and increasing the flow rate. The results obtained from the essay of the resistance to traction showed an addition of the property. The increase occurred both in the samples with no additives. The radiation modified the composite material occurring the formation of crosslinkings. The incorporation of wood flour to the propylene resulted to the decrease of the resistance to the impact. The decrease of this property can be occurred because of the presence of wood flour can act as a tension concentrator, and consequently, reduces the impact strength. There was an addition in the hardness of the composites which had wood flour. The addition in the hardness was meaningful to the composites WF/PP, that because the bigger the amount of load, the bigger the module of hardness. In the irradiated samples, the hardness increase due to the wood oxidation, face to the radiation. It was observed that in some cases the increase in the radiation dose, did not influenced meaningfully in the variation of the temperature of thermal deflection of the composites indicating that there was crosslinking among the molecules promoted by TPDGA, and an improvement in the adhesion among interfaces promoted by the titanate. In the essay of temperature of softening Vicat, results presented were quite closed to pure PP and the results were not meaningful, the temperature of the composites can be considered the same of the pure PP. The ionizing radiation interacted in the composite material crosslinking the PP and oxidating the wood, what shows an increasement in some proprieties and decreasement in others.

Este trabalho teve por objetivo o estudo dos efeitos da radiação ionizante nas propriedades de compósitos de pó de madeira em matriz de polipropileno, utilizando o titanato de bário como agente de acoplagem e o monômero reativo diacrilato de tripropileno glicol (TPDGA). Foi utilizado como fonte de radiação o acelerador de elétrons. Foram investigadas as propriedades físicas dos compostos virgens, bem como do compósito polipropileno/pó de madeira, com e sem a adição de titanato de bário e do monômero TPDGA. Os compósitos desenvolvidos foram preparados a partir do tratamento da carga, incorporando os aditivos ao reforço pó de madeira, seguindo-se a fusão do polipropileno e a mistura dos materiais do compósito na calandra. Posteriormente foram moldados corposde- prova por injeção para serem irradiados e utilizados nos ensaios mecânicos e térmicos. Foram determinadas as propriedades mecânicas dos compostos desenvolvidos (tração, dureza, impacto e índice de fluidez), bem como as propriedades térmicas (HDT e Vicat). As composições investigadas foram polipropileno/pó de madeira, polipropileno/pó de madeira com titanato de bário, polipropileno/pó de madeira com titanato de bário e TPDGA, utilizando concentrações de 10%, 15% e 20% de pó de madeira no polipropileno. As amostras foram separadas em grupos para serem irradiadas com doses de 10kGy e 20kGy nas amostras do ensaio de tração além dessas doses foram utilizadas doses de 15kGy e 25kGy para ser observado o comportamento da amostra frente ao aumento da radiação. Estas doses foram escolhidas para mostrar que com baixas doses o material compósito apresenta reticulação, o que representa uma opção viável comercialmente. Houve uma redução do índice de fluidez para os compostos contendo pó de madeira, sendo esta redução mais efetiva na presença de TiBa. O tratamento superficial utilizando o monômero TPDGA influenciou nas amostras dos compósitos, pois este agiu como plastificante tornando as amostras mais fáceis de processar aumentando a mobilidade entre as macromoléculas, diminuindo assim a viscosidade e aumentando o índice de fluidez tanto nas amostras irradiadas como as não irradiadas. Os resultados obtidos para ensaio de resistência à tração indicam um acréscimo da propriedade, o aumento ocorreu tanto nas amostras WF/PP quanto nas amostras com TiBa e TPDGA, devido à formação de ligações cruzadas (reticulação) em decorrência da radiação. A incorporação de pó de madeira no polipropileno resultou na diminuição da resistência ao impacto. O decréscimo desta propriedade pode ter acontecido devido à presença de reforço pó de madeira que pode atuar como concentrador de tensão e como conseqüência a redução de resistência ao impacto. Houve um acréscimo na dureza dos compósitos contendo pó de madeira. O acréscimo na dureza foi significativo nos compósitos WF/PP que não foram irradiados. O acréscimo se deu principalmente nas composições de 20%WF/PP, isso porque quanto maior a quantidade de carga maior o módulo de dureza. Nas amostras irradiadas a dureza aumentou devido à oxidação da madeira frente à radiação. Observou-se que em alguns casos o aumento na dose de radiação não influenciou significativamente na variação da temperatura de deflexão térmica dos compósitos indicando que houve reticulação entre as moléculas promovido pelo TPDGA, e uma melhoria na adesão entre interfaces promovido pelo titanato. No ensaio de temperatura de amolecimento Vicat os resultados apresentados foram muito próximos ao PP puro, como os resultados não mostraram diferenças significativas, pode-se considerar a temperatura dos compósitos a mesma do PP puro. A radiação ionizante interagiu no material compósito reticulando o PP e oxidando a madeira, observando-se assim um acréscimo em algumas propriedades e o decréscimo em outras. / The purpose of this work was to study the effects of ionizing radiation on the properties of wood flour composites in polypropylene matrix, using barium titanate as a coupling agent and the reactive monomer tripropylene glycol diacrylate (TPDGA). An electron accelerator was used in the study as the radiation source. The physical properties of virgin compounds and of the polypropylene/wood flour composite, with and without barium titanate and TPDGA addition, were investigated. The composites were developed from the load treatment, which first consisted of incorporating additives to the wood flour reinforcement and after that, the fusion process of polypropylene and composite mixing in a \"calander\". Subsequently, the samples to be irradiated and submitted to thermal and mechanical assays were molded by injection. The mechanical properties (hardness, impact resistance and molten fluidity index (MFI)), as well as the thermal properties (HDT and Vicat) of the composites were determined. The investigated compositions consisted of polypropylene/wood flour, polypropylene/wood flour with barium titanate and polypropylene/wood flour with barium titanate and TPDGA, using different wood flour concentrations of 10%, 15% and 20% in the polypropylene matrix. The samples were separated in groups and irradiated to doses of 10kGy and 20kGy in the samples of the essays of traction. Besides these doses, it was also used doses of 15kGy and 25kGy to be observed the behavior of the sample of the sample due to the increase of the radiation. These doses were chosed to show that with low doses the composite material presents reticulation, what represents a viable commercial option. There was a reduction of the flow rate for the composites containing wood flour, being this reduction more effective in the presence of TiBa. The superficial treatment using TPDGA monomer influence in the composite samples because it acted as a plastic additive becoming the sample easier to be processed, increasing the mobility among the macromolecules, so that decreasing the viscosity and increasing the flow rate. The results obtained from the essay of the resistance to traction showed an addition of the property. The increase occurred both in the samples with no additives. The radiation modified the composite material occurring the formation of crosslinkings. The incorporation of wood flour to the propylene resulted to the decrease of the resistance to the impact. The decrease of this property can be occurred because of the presence of wood flour can act as a tension concentrator, and consequently, reduces the impact strength. There was an addition in the hardness of the composites which had wood flour. The addition in the hardness was meaningful to the composites WF/PP, that because the bigger the amount of load, the bigger the module of hardness. In the irradiated samples, the hardness increase due to the wood oxidation, face to the radiation. It was observed that in some cases the increase in the radiation dose, did not influenced meaningfully in the variation of the temperature of thermal deflection of the composites indicating that there was crosslinking among the molecules promoted by TPDGA, and an improvement in the adhesion among interfaces promoted by the titanate. In the essay of temperature of softening Vicat, results presented were quite closed to pure PP and the results were not meaningful, the temperature of the composites can be considered the same of the pure PP. The ionizing radiation interacted in the composite material crosslinking the PP and oxidating the wood, what shows an increasement in some proprieties and decreasement in others.

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades mecânicas, térmicas, termo dinâmico-mecânicas e morfológicas de compósitos preparados com poliestireno expandido reciclado e pó de madeira. Compósitos com diferentes teores de agente compatibilizante e diferentes teores de pó de madeira foram desenvolvidos em extrusora dupla rosca co-rotante e moldados por injeção. Os resultados obtidos demonstram que o compatibilizante com maior quantidade de anidrido maleico, menor massa molar ponderal média e utilizado em quantidade igual a 2% em massa gerou compósitos com melhores propriedades mecânicas. A melhora na adesão interfacial também foi observada através da análise termo dinâmico-mecânica. Verificou-se aumento no módulo de armazenamento, redução na altura do pico de tan δ e também menor valor do fator de adesão, associado com a maior adesão na região da interface. Para os compósitos desenvolvidos com diferentes teores de pó de madeira a densidade obtida foi semelhante a densidade teórica indicando estar de acordo com a regra das misturas. A utilização de compatibilizante reduziu o teor de vazios dos compósitos. Os resultados obtidos nos ensaios de flexão demonstraram que o módulo de flexão aumenta com a quantidade de carga e também se aproxima do comportamento previsto pela regra das misturas, entretanto os compósitos sem compatibilizante apresentaram redução na resistência a flexão com o aumento do teor de pó de madeira. No ensaio de impacto observou-se redução da resistência ao impacto com a adição de carga, porém os compósitos com compatibilizante apresentaram resultados superiores aos compósitos sem compatibilizante para todos os teores de pó de madeira. Observou-se aumento no módulo de armazenamento, no módulo de perda e também na efetividade do reforço com a adição de pó de madeira. Ocorreu redução na largura e também na altura do pico de tan δ conforme a adição das partículas de madeira, contudo os compósitos com compatibilizante apresentaram redução mais acentuada devido à melhora na adesão interfacial. O modelo teórico para predizer o comportamento do módulo de armazenamento demonstrou proximidade com os valores experimentais para baixos teores de carga. Para tan δ o modelo teórico se mostrou inadequado. As micrografias dos compósitos sem compatibilizante indicaram arrancamento e a presença de vazios entre o pó de madeira e a matriz, entretanto os compósitos com compatibilizante demonstraram maior recobrimento das partículas de madeira pela matriz. A estabilidade térmica dos compósitos com compatibilizante foi reduzida para todos os teores de pó de madeira quando comparada aos compósitos sem compatibilizante. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-29T19:17:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Poletto.pdf: 13891003 bytes, checksum: 55e82e4ccfc0e75de63aa030fd38a84e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-29T19:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Matheus Poletto.pdf: 13891003 bytes, checksum: 55e82e4ccfc0e75de63aa030fd38a84e (MD5) / The present work aims to analyze the mechanical, thermal, dynamicalmechanical thermal properties and morphology of composites based on recycled polystyrene and wood flour. Composites with different types and levels of coupling agent and also with different levels of wood flour were developed in a co-rotating twin-screw extruder and injection molded. The results show that the coupling agent with higher amount of maleic anhydride, lower weight average molecular weight and used in to 2% by weight produced composites with better mechanical properties. The improvement in interfacial adhesion was also observed by dynamical-mechanical thermal analysis. An increase in the storage modulus, decrease in peak height and also lower value of adhesion factor, was observed due to the improved on interfacial adhesion. For the composites developed with different levels of wood flour density obtained was similar to theoretical density indicating that in accordance with the rule of mixtures. The use of coupling agent reduced the concentration of voids in the composites. The flexural modulus increases with the amount of wood flour and also approaches the behavior predicted by the rule of mixtures, however the composites without coupling agent showed reduction in flexural strength. The impact strength decreases with the addition of wood flour, but the composites with coupling agent showed better results than the composite without coupling agent for all levels of wood flour. There was an increase in the storage modulus, loss modulus and also the efficiency of filler with the addition of wood flour. There was a reduction in width and also in peak height of tan δ as the addition of wood particles, composite with coupling agent demonstrated greater reduction due to improved on interfacial adhesion. The theoretical model to predict the behavior of the storage modulus showed proximity with the experimental values for low levels of filler. Theoretical model for tan δ proved inadequate. The micrographs of composites without coupling agent indicated the presence of pulled-out traces and gaps between the wood flour and matrix, however the composites with coupling agent show the strong bonding and good wetting of the fillers by the matrix. The thermal stability of composites with coupling agent was reduced for all levels of wood flour when compared to composites without coupling agent.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessyka Meierjurgen Melo.pdf: 1463151 bytes, checksum: b96ae4642ea3139b9e867598e3bba7c1 (MD5) Previous issue date: 2015-06-15 / The present work aimed to highlight the study of polymeric composite development to be responsible with the environment and with the growth of the recycling of materials, from the use of high-density polyethylene (HDPE) with eucalyptus wood dust from the manufacturing furniture. The study started from a literature search where were analyzed the factors involving the subject in question, highlighting the concept of polymer, synthetic fibers, wood dust presence, and composites to identify and understand the problem in issue. Mechanical, morphological and rheological tests were done with composites with concentrations of 5, 10 and 20% of wood dust in relation to the polymer matrix in order to characterize and compare the obtained materials. It was noted that during the study samples with wood dust had higher mechanical performance compared to pure HDPE sample. Based on this context, this study was developed to analyze the possibilities ahead so the production of HDPE composite from different wood dust fractions. / O presente trabalho teve como objetivo destacar o estudo de desenvolvimento de compósito polimérico responsável com o meio ambiente e com o crescimento da reciclagem de materiais, a partir da utilização de polietileno de alta densidade (PEAD) com pó de madeira de eucalipto, proveniente da fabricação de móveis. O estudo iniciou a partir de uma pesquisa bibliográfica onde foram analisados os principais fatores que envolvem o tema em questão, destacando o conceito de polímero, das fibras sintéticas, a presença do pó de madeira, seus compósitos a fim de identificar e conhecer o problema em questão. O estudo desenvolveu-se a partir de ensaios mecânicos, morfológico e reológico, dos compósitos com as concentrações de 5, 10 e 20% de madeira em relação à matriz polimérica, a fim de caracterizar e comparar os materiais obtidos. Notou-se que durante os estudos as amostras com pó de madeira apresentaram maior desempenho mecânico comparado a amostra de PEAD puro. Baseado neste contexto, este estudo foi desenvolvido visando assim analisar as possibilidades frente a produção do compósito de PEAD a partir de diferentes concentrações de pó de madeira.

O presente trabalho tem como objetivo analisar as propriedades mecânicas, térmicas, termo dinâmico-mecânicas e morfológicas de compósitos preparados com poliestireno expandido reciclado e pó de madeira. Compósitos com diferentes teores de agente compatibilizante e diferentes teores de pó de madeira foram desenvolvidos em extrusora dupla rosca co-rotante e moldados por injeção. Os resultados obtidos demonstram que o compatibilizante com maior quantidade de anidrido maleico, menor massa molar ponderal média e utilizado em quantidade igual a 2% em massa gerou compósitos com melhores propriedades mecânicas. A melhora na adesão interfacial também foi observada através da análise termo dinâmico-mecânica. Verificou-se aumento no módulo de armazenamento, redução na altura do pico de tan δ e também menor valor do fator de adesão, associado com a maior adesão na região da interface. Para os compósitos desenvolvidos com diferentes teores de pó de madeira a densidade obtida foi semelhante a densidade teórica indicando estar de acordo com a regra das misturas. A utilização de compatibilizante reduziu o teor de vazios dos compósitos. Os resultados obtidos nos ensaios de flexão demonstraram que o módulo de flexão aumenta com a quantidade de carga e também se aproxima do comportamento previsto pela regra das misturas, entretanto os compósitos sem compatibilizante apresentaram redução na resistência a flexão com o aumento do teor de pó de madeira. No ensaio de impacto observou-se redução da resistência ao impacto com a adição de carga, porém os compósitos com compatibilizante apresentaram resultados superiores aos compósitos sem compatibilizante para todos os teores de pó de madeira. Observou-se aumento no módulo de armazenamento, no módulo de perda e também na efetividade do reforço com a adição de pó de madeira. Ocorreu redução na largura e também na altura do pico de tan δ conforme a adição das partículas de madeira, contudo os compósitos com compatibilizante apresentaram redução mais acentuada devido à melhora na adesão interfacial. O modelo teórico para predizer o comportamento do módulo de armazenamento demonstrou proximidade com os valores experimentais para baixos teores de carga. Para tan δ o modelo teórico se mostrou inadequado. As micrografias dos compósitos sem compatibilizante indicaram arrancamento e a presença de vazios entre o pó de madeira e a matriz, entretanto os compósitos com compatibilizante demonstraram maior recobrimento das partículas de madeira pela matriz. A estabilidade térmica dos compósitos com compatibilizante foi reduzida para todos os teores de pó de madeira quando comparada aos compósitos sem compatibilizante. / The present work aims to analyze the mechanical, thermal, dynamicalmechanical thermal properties and morphology of composites based on recycled polystyrene and wood flour. Composites with different types and levels of coupling agent and also with different levels of wood flour were developed in a co-rotating twin-screw extruder and injection molded. The results show that the coupling agent with higher amount of maleic anhydride, lower weight average molecular weight and used in to 2% by weight produced composites with better mechanical properties. The improvement in interfacial adhesion was also observed by dynamical-mechanical thermal analysis. An increase in the storage modulus, decrease in peak height and also lower value of adhesion factor, was observed due to the improved on interfacial adhesion. For the composites developed with different levels of wood flour density obtained was similar to theoretical density indicating that in accordance with the rule of mixtures. The use of coupling agent reduced the concentration of voids in the composites. The flexural modulus increases with the amount of wood flour and also approaches the behavior predicted by the rule of mixtures, however the composites without coupling agent showed reduction in flexural strength. The impact strength decreases with the addition of wood flour, but the composites with coupling agent showed better results than the composite without coupling agent for all levels of wood flour. There was an increase in the storage modulus, loss modulus and also the efficiency of filler with the addition of wood flour. There was a reduction in width and also in peak height of tan δ as the addition of wood particles, composite with coupling agent demonstrated greater reduction due to improved on interfacial adhesion. The theoretical model to predict the behavior of the storage modulus showed proximity with the experimental values for low levels of filler. Theoretical model for tan δ proved inadequate. The micrographs of composites without coupling agent indicated the presence of pulled-out traces and gaps between the wood flour and matrix, however the composites with coupling agent show the strong bonding and good wetting of the fillers by the matrix. The thermal stability of composites with coupling agent was reduced for all levels of wood flour when compared to composites without coupling agent.