Com o propósito de melhorar a estabilidade dimensional, melhorar propriedades de resistência elétrica, mecânica, ao calor entre outras dos polímeros, novas cargas e reforços são testados com esse propósito. As cargas mais utilizadas, para propiciar as características mencionadas anteriormente, são as fibras de vidro e de carbono, as cargas minerais como o carbonato de cálcio precipitado, o talco e a micro esfera de vidro. O objetivo principal deste trabalho foi estudar as potencialidades da cinza da casca de arroz (CCA) como uma carga, já que ela é constituída em 96% de dióxido de silício e compará-la com o talco que é a carga mineral mais utilizada. Estes estudos foram realizados a partir da elaboração de um composto formado pela cinza da casca de arroz refinada e a poliamida 6 (PA 6) que é um dos principais plásticos de engenharia com aplicações em todas as áreas produtivas. As amostras foram injetadas e irradiadas em um acelerador de elétrons. Posteriormente suas propriedades mecânicas e térmicas foram medidas. Também foram injetadas peças automotivas para verificar a processabilidade da PA 6 com CCA. Os resultados mostraram que a utilização da cinza da casca de arroz como carga para compostos de poliamida 6 é tecnicamente e economicamente viável. A irradiação do composto estudado (PA 6 com 30% de cinza da casca de arroz) não trouxe melhorias significativas nas propriedades mecânicas e térmicas avaliadas. / In order to improve the dimensional stability, as well as, electrical, mechanical and thermal properties of polymers, new filler to this purpose has been developed. The most applied filler to propitiate the features previously mentioned are the glass and carbon fibers, the mineral filler as the calcium carbonate, the talc and the micro glass sphere. The main aim of this work was to study the rice husk ash as filler for polyamide 6 and ionizing radiation effect studies on this composite, irradiated by electron beam at different doses, since it is constituted of at least 90% of silicon dioxide, and compared with the talc which is the most applied mineral filler. This comparison was made from a compound made through the refined rice husk ash and the polyamide 6 (PA 6) which is one of the main engineering plastic with applications in several productive areas. The samples were injected and irradiated in an electron accelerator. Afterwards their mechanical and thermal properties were measured. It was also inject automotive parts to verify the processing of the PA 6 with CCA. The results showed that the use of the rice husk ash as filler for polyamide 6 composite is technically and economically viable. The irradiation of the studied composite (PA 6 with 30% of rice husk ash) didn\'t provide any improvement for the mechanical and thermal properties previously appraised

Com o propósito de melhorar a estabilidade dimensional, melhorar propriedades de resistência elétrica, mecânica, ao calor entre outras dos polímeros, novas cargas e reforços são testados com esse propósito. As cargas mais utilizadas, para propiciar as características mencionadas anteriormente, são as fibras de vidro e de carbono, as cargas minerais como o carbonato de cálcio precipitado, o talco e a micro esfera de vidro. O objetivo principal deste trabalho foi estudar as potencialidades da cinza da casca de arroz (CCA) como uma carga, já que ela é constituída em 96% de dióxido de silício e compará-la com o talco que é a carga mineral mais utilizada. Estes estudos foram realizados a partir da elaboração de um composto formado pela cinza da casca de arroz refinada e a poliamida 6 (PA 6) que é um dos principais plásticos de engenharia com aplicações em todas as áreas produtivas. As amostras foram injetadas e irradiadas em um acelerador de elétrons. Posteriormente suas propriedades mecânicas e térmicas foram medidas. Também foram injetadas peças automotivas para verificar a processabilidade da PA 6 com CCA. Os resultados mostraram que a utilização da cinza da casca de arroz como carga para compostos de poliamida 6 é tecnicamente e economicamente viável. A irradiação do composto estudado (PA 6 com 30% de cinza da casca de arroz) não trouxe melhorias significativas nas propriedades mecânicas e térmicas avaliadas. / In order to improve the dimensional stability, as well as, electrical, mechanical and thermal properties of polymers, new filler to this purpose has been developed. The most applied filler to propitiate the features previously mentioned are the glass and carbon fibers, the mineral filler as the calcium carbonate, the talc and the micro glass sphere. The main aim of this work was to study the rice husk ash as filler for polyamide 6 and ionizing radiation effect studies on this composite, irradiated by electron beam at different doses, since it is constituted of at least 90% of silicon dioxide, and compared with the talc which is the most applied mineral filler. This comparison was made from a compound made through the refined rice husk ash and the polyamide 6 (PA 6) which is one of the main engineering plastic with applications in several productive areas. The samples were injected and irradiated in an electron accelerator. Afterwards their mechanical and thermal properties were measured. It was also inject automotive parts to verify the processing of the PA 6 with CCA. The results showed that the use of the rice husk ash as filler for polyamide 6 composite is technically and economically viable. The irradiation of the studied composite (PA 6 with 30% of rice husk ash) didn\'t provide any improvement for the mechanical and thermal properties previously appraised

Nanocompósitos poliméricos foram preparados por meio da incorporação de 1, 2, 5 e 10% das argilas montmorilonita organofílicas Cloisite 15A e 30B em poliamida-6, pelo método de fusão numa extrusora dupla rosca. Em seguida, foram reprocessados numa extrusora mono-rosca gerando folhas pelo método balão e caracterizados por meio de técnicas espectroscópicas, de análise térmica e difração de raio-X. Os estudos mostraram a formação de nanocompósitos com uma boa dispersão e esfolheamento, principalmente em concentrações de argila inferiores a 5%. Nas amostras com 5 e 10%, nanocompósitos intercalados também foram observados. Portanto, quando a concentração de argila aumenta no nanocompósito, fica cada vez mais difícil obter nanocompósitos totalmente esfoliados. Além disso, verificou-se que a incorporação de 1% da Cloisite 15A ou 30B induzem a cristalização do polímero, predominando a fase γ nos filmes. Entretanto, a medida que a concentração de argila aumenta a fração de fase amorfa tende a aumentar, provavelmente em decorrência da diminuição da velocidade do processo de recristalização em torno de 194 ºC, que gera a fase cristalina γ. Foi demonstrado a presença de um excesso de surfactante em uma das argilas organofílicas, tanto na parte exterior dos tactóides como na região interlamelar, aumentando o espaçamento basal e facilitando o processo de intercalação/esfolheamento. Todavia, o excesso de surfactante interfere nos processos de incorporação pois sofrem decomposição em temperaturas relativamente baixas (200 ºC) enquanto o cátion amônio intercalado se decompõe a 240 ºC. De fato, os estudos realizados comprovam que o surfactante tem influência direta sobre as propriedades das argilas organofílicas e grande importância no processo de incorporação. Melhorias significativas foram observadas nas propriedades de barreira a gases e mecânicas, principalmente com relação a resistência a tração, que aumenta a medida que se aumenta a concentração de argila. As propriedades de perfuração não foram significativamente modificadas, mas também verificou-se um aumento significativo da estabilidade mecânica em função da temperatura. Porém, a absorção de umidade interfere negativamente tanto nas propriedades mecânicas quanto na de barreira a gases, sendo que a Cloisite 15A é menos suscetível que a Cloisite 30B, provavelmente devido ao cátion de amônio quaternário ser mais hidrofóbico. Assim, os filmes de nanocompósitos de poliamida- 6/argila devem ter aplicações diversas na indústria de embalagens / Polymeric nanocomposites were obtained by incorporation of 1, 2, 5 e 10% of the organophilic clays Cloisite 15A e 30B in polyamide-6, using a twin-screw extruder and the melting process. Then, the pellets were reprocessed as films in a single-screw extruder coupled with the blow method, and those materials were characterized by means of spectroscopic, thermal and X-ray difraction techniques. The results were consistent with the formation of nanocomposites with excellent dispersion and exfoliation, especially when the concentration of clay was below 5%. In the samples containing 5 e 10%, the presence of tactoids were observed showing the formation of intercalated nanocomposites as well. Thus, as the concentration of organophillic clay increases, the fraction of completely exfoliated clay decreased. Furthermore, the incorporation of clays (Cloisite 15A or 30B) in concentrations as low as 1% induced the crystallization of polyamide-6, such that it was found in the films predominantly in the γ phase. However, as the concentration of clay increases there is a steady increase of the amorphous phase, probably due to the decrease of the rate of the recrystallization process at 194 ºC, responsible for the formation of the γ phase. Also, the presence of an excess of surfactant was confirmed for both, Clositite 15A and 30B, around the tactoids and in the interlamelar space also, increasing the basal distance and facilitating the intercalation/exfoliation process. However, such an excess interfere in the nanocomposite preparation process since decomposes at relatively low temperatures (200 ºC) while the intercalated quaternary ammonium cation decomposes at 240 ºC. In fact, we showed that the structure of the surfactant directly influences the properties of the organophilic clays, and has strong influence on the nanocomposite preparation process. Significant improvements in the barrier effect to gases and in the mechanical properties were noticed for the nanocomposites, particularly on the resistance to traction and on the mechanical stability as a function of temperature, but the resistance to perforation didnt change significantly as the concentration of clay increased. The absorption of water by the nanocomposites influenced negatively the mechanical properties and the barrier effect as well. However, the nanocomposites prepared with Cloisite 15A were less susceptible than those obtained with Cloisite 30B, probably because the quaternary ammoniun salt in the first one is more hydrophobic and repels more effectively the water molecules

Os polímeros têm sido usados em áreas diferentes, como indústrias automotivas, eletrônicas e de construção civil. A poliamida 6 (PA 6) é um dos principais plásticos de engenharia com aplicações em diversas áreas produtivas, devido as suas propriedades térmicas, mecânicas e a estabilidade dimensional. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a potencialidade do uso do dióxido de silício coloidal (SiO2) como carga em substituição ao talco, estudando o efeito da radiação ionizante em suas propriedades. O SiO2 é uma substância amorfa com baixa densidade que tem potencial para ser usado como carga mineral em substituição ao talco na matriz da resina de PA 6. Atualmente o talco é a carga mineral mais utilizada pelas indústrias, por isto vem sofrendo redução de suas reservas ao longo dos anos. Este estudo foi desenvolvido a partir da preparação de um \"masterbeach\" de PA 6 com SiO2. Posteriormente, este \"masterbeach\" foi fracionado em diferentes porcentagens em uma matriz de PA 6. Os corpos de prova das amostras foram processados em uma extrusora dupla rosca, injetados e irradiados no acelerador de elétrons para estudar o efeito da radiação ionizante no compósito de PA 6 com diferentes porcentagens de SiO2. Assim sendo, as propriedades destes compósitos foram analisadas e comparadas com as propriedades das amostras de PA6 com talco. Os resultados mostraram que a utilização do SiO2 como carga para a poliamida 6 é tecnicamente viável, uma vez que suas propriedades foram semelhantes ao compósito de PA 6 com talco. A irradiação dos compósitos estudados apresentou melhorias principalmente nas propriedades térmicas e mecânicas. / Polymers have been used in different fields, such as automotive, civil construction and electronics industries. Polyamide 6 (PA 6) is one of the main engineering plastics with several productive applications areas. By the same token, there was an interest in improving their thermal, mechanical and dimensional stability properties. The main objective of this work was to study the potentiality of colloidal silicon dioxide such as filler. According to literature, SiO2 is an amorphous substance with low density. In addition, this material has the potential to be used as a mineral filler to replace the talc in the PA 6 resin matrix. Therefore, SiO2 load was compared to the mineral filler talc which is currently used by industries. Consequently, their reservations are decreasing all over the years. Indeed, these studies were developed from colloidal silicon dioxide with PA 6 the masterbatch elaboration. In addition, the masterbatch was fractionated in different percentages in a PA 6 matrix. It is important to emphasize that all samples were injected and irradiated by an electrons accelerator. Furthermore, the effect of ionizing radiation on the PA 6 composite in different SiO2 percentages was studied. In short, radiation interacts with the polymer by transferring energy to a polymer chain causing modifications that are interfering with its properties. Thus, the mechanical and thermal properties of these composites were measured. In this manner, the irradiation composite studied in that research brought improvements in the thermal and mechanical properties evaluated. In conclusion, results have shown that the use of colloidal silicon dioxide in polyamide 6 composite is technically feasible load to replace talc.

Nanocompósitos poliméricos foram preparados por meio da incorporação de 1, 2, 5 e 10% das argilas montmorilonita organofílicas Cloisite 15A e 30B em poliamida-6, pelo método de fusão numa extrusora dupla rosca. Em seguida, foram reprocessados numa extrusora mono-rosca gerando folhas pelo método balão e caracterizados por meio de técnicas espectroscópicas, de análise térmica e difração de raio-X. Os estudos mostraram a formação de nanocompósitos com uma boa dispersão e esfolheamento, principalmente em concentrações de argila inferiores a 5%. Nas amostras com 5 e 10%, nanocompósitos intercalados também foram observados. Portanto, quando a concentração de argila aumenta no nanocompósito, fica cada vez mais difícil obter nanocompósitos totalmente esfoliados. Além disso, verificou-se que a incorporação de 1% da Cloisite 15A ou 30B induzem a cristalização do polímero, predominando a fase γ nos filmes. Entretanto, a medida que a concentração de argila aumenta a fração de fase amorfa tende a aumentar, provavelmente em decorrência da diminuição da velocidade do processo de recristalização em torno de 194 ºC, que gera a fase cristalina γ. Foi demonstrado a presença de um excesso de surfactante em uma das argilas organofílicas, tanto na parte exterior dos tactóides como na região interlamelar, aumentando o espaçamento basal e facilitando o processo de intercalação/esfolheamento. Todavia, o excesso de surfactante interfere nos processos de incorporação pois sofrem decomposição em temperaturas relativamente baixas (200 ºC) enquanto o cátion amônio intercalado se decompõe a 240 ºC. De fato, os estudos realizados comprovam que o surfactante tem influência direta sobre as propriedades das argilas organofílicas e grande importância no processo de incorporação. Melhorias significativas foram observadas nas propriedades de barreira a gases e mecânicas, principalmente com relação a resistência a tração, que aumenta a medida que se aumenta a concentração de argila. As propriedades de perfuração não foram significativamente modificadas, mas também verificou-se um aumento significativo da estabilidade mecânica em função da temperatura. Porém, a absorção de umidade interfere negativamente tanto nas propriedades mecânicas quanto na de barreira a gases, sendo que a Cloisite 15A é menos suscetível que a Cloisite 30B, provavelmente devido ao cátion de amônio quaternário ser mais hidrofóbico. Assim, os filmes de nanocompósitos de poliamida- 6/argila devem ter aplicações diversas na indústria de embalagens / Polymeric nanocomposites were obtained by incorporation of 1, 2, 5 e 10% of the organophilic clays Cloisite 15A e 30B in polyamide-6, using a twin-screw extruder and the melting process. Then, the pellets were reprocessed as films in a single-screw extruder coupled with the blow method, and those materials were characterized by means of spectroscopic, thermal and X-ray difraction techniques. The results were consistent with the formation of nanocomposites with excellent dispersion and exfoliation, especially when the concentration of clay was below 5%. In the samples containing 5 e 10%, the presence of tactoids were observed showing the formation of intercalated nanocomposites as well. Thus, as the concentration of organophillic clay increases, the fraction of completely exfoliated clay decreased. Furthermore, the incorporation of clays (Cloisite 15A or 30B) in concentrations as low as 1% induced the crystallization of polyamide-6, such that it was found in the films predominantly in the γ phase. However, as the concentration of clay increases there is a steady increase of the amorphous phase, probably due to the decrease of the rate of the recrystallization process at 194 ºC, responsible for the formation of the γ phase. Also, the presence of an excess of surfactant was confirmed for both, Clositite 15A and 30B, around the tactoids and in the interlamelar space also, increasing the basal distance and facilitating the intercalation/exfoliation process. However, such an excess interfere in the nanocomposite preparation process since decomposes at relatively low temperatures (200 ºC) while the intercalated quaternary ammonium cation decomposes at 240 ºC. In fact, we showed that the structure of the surfactant directly influences the properties of the organophilic clays, and has strong influence on the nanocomposite preparation process. Significant improvements in the barrier effect to gases and in the mechanical properties were noticed for the nanocomposites, particularly on the resistance to traction and on the mechanical stability as a function of temperature, but the resistance to perforation didnt change significantly as the concentration of clay increased. The absorption of water by the nanocomposites influenced negatively the mechanical properties and the barrier effect as well. However, the nanocomposites prepared with Cloisite 15A were less susceptible than those obtained with Cloisite 30B, probably because the quaternary ammoniun salt in the first one is more hydrophobic and repels more effectively the water molecules

Os polímeros têm sido usados em áreas diferentes, como indústrias automotivas, eletrônicas e de construção civil. A poliamida 6 (PA 6) é um dos principais plásticos de engenharia com aplicações em diversas áreas produtivas, devido as suas propriedades térmicas, mecânicas e a estabilidade dimensional. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a potencialidade do uso do dióxido de silício coloidal (SiO2) como carga em substituição ao talco, estudando o efeito da radiação ionizante em suas propriedades. O SiO2 é uma substância amorfa com baixa densidade que tem potencial para ser usado como carga mineral em substituição ao talco na matriz da resina de PA 6. Atualmente o talco é a carga mineral mais utilizada pelas indústrias, por isto vem sofrendo redução de suas reservas ao longo dos anos. Este estudo foi desenvolvido a partir da preparação de um \"masterbeach\" de PA 6 com SiO2. Posteriormente, este \"masterbeach\" foi fracionado em diferentes porcentagens em uma matriz de PA 6. Os corpos de prova das amostras foram processados em uma extrusora dupla rosca, injetados e irradiados no acelerador de elétrons para estudar o efeito da radiação ionizante no compósito de PA 6 com diferentes porcentagens de SiO2. Assim sendo, as propriedades destes compósitos foram analisadas e comparadas com as propriedades das amostras de PA6 com talco. Os resultados mostraram que a utilização do SiO2 como carga para a poliamida 6 é tecnicamente viável, uma vez que suas propriedades foram semelhantes ao compósito de PA 6 com talco. A irradiação dos compósitos estudados apresentou melhorias principalmente nas propriedades térmicas e mecânicas. / Polymers have been used in different fields, such as automotive, civil construction and electronics industries. Polyamide 6 (PA 6) is one of the main engineering plastics with several productive applications areas. By the same token, there was an interest in improving their thermal, mechanical and dimensional stability properties. The main objective of this work was to study the potentiality of colloidal silicon dioxide such as filler. According to literature, SiO2 is an amorphous substance with low density. In addition, this material has the potential to be used as a mineral filler to replace the talc in the PA 6 resin matrix. Therefore, SiO2 load was compared to the mineral filler talc which is currently used by industries. Consequently, their reservations are decreasing all over the years. Indeed, these studies were developed from colloidal silicon dioxide with PA 6 the masterbatch elaboration. In addition, the masterbatch was fractionated in different percentages in a PA 6 matrix. It is important to emphasize that all samples were injected and irradiated by an electrons accelerator. Furthermore, the effect of ionizing radiation on the PA 6 composite in different SiO2 percentages was studied. In short, radiation interacts with the polymer by transferring energy to a polymer chain causing modifications that are interfering with its properties. Thus, the mechanical and thermal properties of these composites were measured. In this manner, the irradiation composite studied in that research brought improvements in the thermal and mechanical properties evaluated. In conclusion, results have shown that the use of colloidal silicon dioxide in polyamide 6 composite is technically feasible load to replace talc.

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

Monitores de LCD (Liquid Crystal Display) para computador são equipamentos eletroeletrônicos que têm como destino de descarte os aterros sanitários ou a incineração. O vidro presente nas telas de LCD pode ser reaproveitado como carga em matrizes poliméricas para melhorar as propriedades mecânicas das mesmas ampliando o seu mercado de aplicação. A Poliamida-6 (PA-6) é um dos mais importantes plásticos de engenharia comercializados, devido as suas ótimas propriedades mecânicas e térmicas. Porém, a PA-6 é higroscópica e apresenta baixa estabilidade dimensional. A adição de cargas inorgânicas além de elevar o módulo de elasticidade do polímero, eleva a estabilidade dimensional devido à redução da absorção de água. Desse modo, compósitos de PA-6 reforçados com cargas particuladas provenientes de telas de LCD e microesferas de vidro, cargas usualmente empregadas pela indústria, foram processados em laboratório em extrusora dupla-rosca. Os corpos de prova foram obtidos por injeção e suas propriedades foram avaliadas por ensaio de resistência à tração, ensaio de resistência ao impacto Izod, com e sem entalhe, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG) e difração de raios X (DRX). Os resultados indicaram que todas as cargas estudadas provocaram redução na resistência à tração da matriz de PA-6 e em sua resistência ao impacto, embora em alguns casos não tenham causado perdas significativas nos valores dos módulos de elasticidade. Embora as microesferas de vidro tenham mostrado desempenhos melhores quanto às propriedades mecânicas dos compósitos quando comparados àqueles que continham vidro particulado proveniente das telas de monitores LCD, o material reaproveitado apresenta potencial econômico e mecânico para ser usado como carga em matriz de PA-6, respeitadas as limitações mecânicas do compósito obtido. / The current destination of end of life (or defective) computer Liquid Crystal Displays (LCDs) is incineration or to be discarded in landfills. However, the inorganic glass of the LCDs can be used as a filler in polymer matrices. In particular, Polyamide-6 (PA-6) is one of the most important engineering polymers in the market, due to its remarkably good mechanical properties, although presenting high hygroscopicity and low thermal stability. The presence of an inorganic filler in PA-6s can elevate its elastic modulus, while improving its thermal stability. Therefore, in this study, several properties of PA-6 composites reinforced with LCDs particulate glass where compared to PA-6 composites reinforced with industrial glass spheres, a widespread industrial filler. Samples were prepared in a laboratory twin-screw extruder followed by injection molding, and were submitted to tensile strength test, Izod-notched impact resistance test, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and thermal analyses (TG and DSC). The results indicated that all studied fillers caused reduction in the tensile strength of the PA-6 matrix and in its impact strength, although, in some cases, did not cause any significant reduction in the values of the elastic modulus. Composites containing glass microspheres showed a better performance in terms of mechanical properties when compared to the ones containing particulate glass from LCD screens. Nevertheless, the recycled glass material exhibits mechanical and economic potential to be used as filler for PA-6 matrix, once the mechanical properties limitations of the obtained composites are adequately considered.

Monitores de LCD (Liquid Crystal Display) para computador são equipamentos eletroeletrônicos que têm como destino de descarte os aterros sanitários ou a incineração. O vidro presente nas telas de LCD pode ser reaproveitado como carga em matrizes poliméricas para melhorar as propriedades mecânicas das mesmas ampliando o seu mercado de aplicação. A Poliamida-6 (PA-6) é um dos mais importantes plásticos de engenharia comercializados, devido as suas ótimas propriedades mecânicas e térmicas. Porém, a PA-6 é higroscópica e apresenta baixa estabilidade dimensional. A adição de cargas inorgânicas além de elevar o módulo de elasticidade do polímero, eleva a estabilidade dimensional devido à redução da absorção de água. Desse modo, compósitos de PA-6 reforçados com cargas particuladas provenientes de telas de LCD e microesferas de vidro, cargas usualmente empregadas pela indústria, foram processados em laboratório em extrusora dupla-rosca. Os corpos de prova foram obtidos por injeção e suas propriedades foram avaliadas por ensaio de resistência à tração, ensaio de resistência ao impacto Izod, com e sem entalhe, microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG) e difração de raios X (DRX). Os resultados indicaram que todas as cargas estudadas provocaram redução na resistência à tração da matriz de PA-6 e em sua resistência ao impacto, embora em alguns casos não tenham causado perdas significativas nos valores dos módulos de elasticidade. Embora as microesferas de vidro tenham mostrado desempenhos melhores quanto às propriedades mecânicas dos compósitos quando comparados àqueles que continham vidro particulado proveniente das telas de monitores LCD, o material reaproveitado apresenta potencial econômico e mecânico para ser usado como carga em matriz de PA-6, respeitadas as limitações mecânicas do compósito obtido. / The current destination of end of life (or defective) computer Liquid Crystal Displays (LCDs) is incineration or to be discarded in landfills. However, the inorganic glass of the LCDs can be used as a filler in polymer matrices. In particular, Polyamide-6 (PA-6) is one of the most important engineering polymers in the market, due to its remarkably good mechanical properties, although presenting high hygroscopicity and low thermal stability. The presence of an inorganic filler in PA-6s can elevate its elastic modulus, while improving its thermal stability. Therefore, in this study, several properties of PA-6 composites reinforced with LCDs particulate glass where compared to PA-6 composites reinforced with industrial glass spheres, a widespread industrial filler. Samples were prepared in a laboratory twin-screw extruder followed by injection molding, and were submitted to tensile strength test, Izod-notched impact resistance test, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and thermal analyses (TG and DSC). The results indicated that all studied fillers caused reduction in the tensile strength of the PA-6 matrix and in its impact strength, although, in some cases, did not cause any significant reduction in the values of the elastic modulus. Composites containing glass microspheres showed a better performance in terms of mechanical properties when compared to the ones containing particulate glass from LCD screens. Nevertheless, the recycled glass material exhibits mechanical and economic potential to be used as filler for PA-6 matrix, once the mechanical properties limitations of the obtained composites are adequately considered.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanocompósitos de poliamida 6 (PA6) e montmorilonita modificada com sal de amônio quaternário têm sido estudados, visando melhorar as propriedades térmicas e mecânicas. De fato os efeitos da nano-escala e da interação carga-matriz resultam em maior módulo de elasticidade e resistência à tração, porém a deformação é reduzida. Assim, nesse trabalho, optou-se por adicionar elastômeros, terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) e terpolímero de etileno-propileno-dieno modificado com anidrido maleico (EPDM-MA), ao sistema PA 6/argila organofílica para recuperar os valores de deformação. Foi utilizada montmorilonita modificada com cloreto de dimetildioctadecil amônio. A intercalação por fusão foi realizada em câmara interna de mistura. Além das propriedades mecânicas, térmicas e reológicas, foram investigadas as modificações na cristalinidade da fase PA-6 em função da adição da argila modificada, EPDM e EPDM-MA, detectando-se as variações no grau de cristalinidade e nas temperaturas de fusão e cristalização. Os difratogramas de raios-x revelaram ocorrência de intercalação/esfoliação e também modificação da forma cristalina da PA 6, indicando a formação do cristal gama / Nanocomposites of polyamide 6 and montmorillonite modified with alquil-ammonium salts have been studied, searching for the improvement of mechanical and thermal properties. In fact the effects of the nano-scale and the interaction matrix-filler result in larger module of elasticity and tensile strength. However, the elongation at break was greatly reduced. Therefore, in this work, it has been decided to add elastomers, ethylene-proplene-diene terpolymer (EPDM) and ethylene-proplene-diene terpolymer funcionalized with maleic anhydride (EPDM-MA), to the system PA6/organoclay, using modified montmorillonite with ditallowdimethylammonium chloride. The nanocomposites were prepared by melt intercalation technique in a mix internal chamber. Besides the mechanical, thermal and rheological properties, the modifications in the crystallinity of PA6 phase were investigated, being detected the variations in the degree of crystallinity and in the melt temperature and crystallization. The diffractograms of x-ray (XRD) revealed occurrence of intercalation/exfoliation as well as modification of the crystalline form of PA 6, indicating the formation of  crystals