Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2014. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-27T15:29:24Z No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-29T15:41:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-29T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LuizCarlosCorreiadeJesus.pdf: 4417231 bytes, checksum: b867ed85ae8333825735a811f93f749c (MD5) / O EPS (poliestireno expandido) é um polímero resultante da polimerização do estireno em água e é imensamente utilizado para a confecção de embalagens. O produto final é composto por pérolas de até três milímetros de diâmetro que se destinam à expansão com vapor quente. Na natureza, este polímero pode levar vários anos para ser degradado. Pensou-se neste trabalho testar a viabilidade de reforçar o PS com fibras naturais a fim de aliar as propriedades das fibras com a versatilidade do polímero. Deste modo, o principal objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades mecânicas, térmicas, reológicas e morfológica dos compósitos de poliestireno (PS) reciclado reforçado com fibra de celulose de bagaço de cana-de-açúcar com lignina residual. Além de avaliar o perfil da lignina com agente compatibilizante, verificando a interface entre fibra de celulose e a matriz do poliestireno. Para a obtenção das fibras celulósicas, a extração foi realizada pelo processo de polpação em meio fortemente alcalino (NaOH). Os compósitos foram obtidos por extrusão em extrusora mono-rosca e posteriormente em dupla-rosca, e depois injetados. Os materiais foram caracterizados por ensaios mecânicos, análises térmicas (TGA, HDT, DSC e DMA), análise reológica (reometria de placas paralelas e índice de fluidez), microscopia (MEV) e FTIR/ATR. Os resultados obtidos demonstram que a adição de fibra de celulose fez com que a resistência à flexão e tração e os módulos aumentassem e concomitantemente a dureza. Com relação às análises térmicas, estas técnicas permitiram a avaliação do limite de temperatura no qual este material pode ser processado, como também a influência do teor de fibras na matriz e a temperatura de deflexão térmica. As curvas de TGA mostraram que os compósitos tem uma estabilidade térmica intermediária entre fibra de celulose e matriz polimérica e o DSC para os compósitos mostraram eventos térmicos semelhantes em relação ao PS reciclado. O HDT mostrou que quando é adicionada fibra na matriz polimérica, a temperatura de deflexão também é aumentada. As curvas DMA mostraram aumento do módulo de armazenamento do polímero e dos compósitos e a Tg (temperatura de transição vítrea) em relação aos dados da literatura. A análise da microestrutura por MEV do PS e dos compósitos permitiram avaliar os mecanismos de falha dos compósitos, mostrando a razoável transferência de tensão entre fibra e matriz antes do rompimento do material. Os ensaios reológicos confirmaram a relação entre massa molar, viscosidade e índice de fluidez. O compósito que apresentou o menor IF e maior viscosidade foi o com 20% de fibra de celulose, portanto, este apresenta a maior massa molar viscosimétrica. Desta maneira, foi possível definir a melhor forma de processamento, desempenho mecânico, limites de temperatura de aplicação e processamento, estabilidade térmica, interface entre fibra e matriz, viscosidade, massa molar e índice de fluidez para os compósitos de PS reforçados com celulose de bagaço-de-cana. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The EPS (expanded polystyrene) is a polymer resulting from the polymerization of styrene in water and is greatly used in package manufacturing. The final product consists on the three millimeters diameter spheres expansion with hot steam. In nature, this polymer can take several years to be degraded. Thus, the main objective of this work is to evaluate the mechanical, thermal, rheological and morphological properties of composites of polystyrene (PS) reinforced with recycled cellulose fiber bagasse sugarcane residual lignin. In addition to evaluating the profile of lignin with coupling agent, verifying the interface between cellulose fiber and polystyrene matrix.To obtain cellulosic fibers, the extraction was performed by the pulping process in strongly alkaline medium (NaOH). The composites were extruded in single-screw extruders, following by twin-screw and then submitted to injection molding. The materials were characterized by mechanical testing, thermal analysis (TGA, HDT, DSC and DMA), rheological analysis (rheometry parallel plate and melt flow index test), microscopy (SEM) and FTIR/ ATR . The results showed that the addition of cellulose fibers contributes to tensile, flexural strength and modules and hardness increasing. Regarding the thermal analyzes, these techniques permitted the evaluation of the temperature at which this material could be processed, and the influence of the matrix fiber content in heat deflection temperature. The TGA curve showed that the composite has a thermal stability intermediate between the cellulose fiber and polymer matrix. DSC showed similar thermal events in respect to recycled PS. HDT showed that when the fiber is added into the polymer matrix, the deflection temperature is also increased. The DMA curves showed an increase in the storage modulus and Tg (glass transition temperature) of the polymer and composites compared to literature. The microstructural analysis by SEM for PS and composites allows assessing the failure mechanisms of composites, showing a reasonable transfer of tension between fiber and matrix before the rupture of the material. However the FTIR did not confirm this observations regarding adhesion between fiber and matrix. The rheological tests confirmed the relationship between molar mass, viscosity and melt flow index. The composite with the lowest IF and the viscosity was increased with 20% cellulose fiber, so this has the highest viscosimetric molar mass. Thus, it was possible to define the best way of processing, mechanical performance, application and processing temperature limits, thermal stability, interface between fiber and matrix, viscosity, molecular weight and melt index for the PS composites reinforced with cellulose from sugarcane bagasse.

Neste trabalho realizou-se a obtenção e caracterização de microesferas poliméricas fluorescentes e magnéticas a partir do método de emulsificação/evaporação do solvente e por métodos de polimerização in situ em sistemas de emulsão e miniemulsão, via técnica radicalar convencional e radicalar por transferência de átomo (ATRP). As microesferas de poliestireno de tamanho homogêneo podem atuar como suporte sólido para a captura de diferentes moléculas-alvo sejam elas anticorpos, antígenos, peptídeos ou ácidos nucleicos, em sistemas de diagnóstico. No entanto precisam ser identificadas pela adição de fluoróforos permitindo a criação de códigos de cor únicos e específicos para detecção de diferentes tipos de doenças. Os fluoróforos usados para a indexação das microesferas foram cianina e esquaraínas. A polimerização pela técnica ATRP foi escolhida com o objetivo de sintetizar microesferas de poliestireno contendo os fluoróforos ligados covalentemente a matriz polimérica, partindo de um iniciador fluorescente. O polímero obtido apresentou banda de absorção em 635 nm, indicando a fluorescência do mesmo. Também foram investigadas as melhores rotas no método de coprecipitação magnética na preparação de nanopartículas de ferro para incorporação nas microesferas de poliestireno, a fim de deixá-las com um comportamento superparamagnético apropriado para a aplicação para ensaios de imunodiagnóstico. O método mais eficiente foi o de emulsificação/evaporação do solvente com microesferas de formato esférico e com tamanho homogêneo apresentação uma incorporação de 92 % de fluoróforo (Esquaraína) na matriz polimérica. / In this it is show the synthesis of fluorescent and magnetic polymeric micro-spheres by using the emulsification/evaporation of the solvent method, and also by the in situ radical polymerization, both conventional and atom transfer radical polymerization (ATRP), in emulsion and mini-emulsion systems. Polystyrene micro-spheres of homogeneous size can act as a solid support for capturing different target molecules, be they antibodies, antigens, peptides or nucleic acids, in diagnose systems. These micro-spheres, however, need to be identified by the addition of fluorophores, allowing the creation of unique color codes, specific for the detection of different types of diseases. The fluorophore used for the indexation of the micro-spheres were Cyanines e Squaraines dyes. The ATRP polymerization was chosen in order to synthesize polystyrene micro-spheres containing fluorophore covalently bonded to the polymeric matrix trough a fluorescent initiator. The polymer obtained presented an absorption band in 635 nm, indicating fluorescence. We also investigated the best routes for the preparation of the magnetic iron nano-particles for incorporation in the polystyrene micro-spheres, so that they had the appropriate superparamagnetic behavior for application in imunodiagnostic essays. The most efficient method was the emulsification/evaporation of the solvent with micro-spheres of spheric shape and homogeneous size presenting 92% of incorporation of fluorophore (Squaraines) in the polymeric matrix.

Neste trabalho foram avaliados a morfologia e os comportamentos reológico, mecânico e viscoelástico de misturas de poliestireno (PS) com copolímeros em bloco de estireno-butadieno-estireno (SBS) com estruturas radial ou linear. Os elastômeros termoplásticos foram empregados como modificadores de impacto com o objetivo de tenacificar o poliestireno. Os polímeros puros foram caracterizados por cromatografia de permeação em gel e reometria rotacional. As misturas PS/SBS foram preparadas em extrusora de rosca simples em frações mássicas de 5, 10, 15 e 20% de SBS e analisadas por plastometria, reometria capilar, análises dinâmico-mecânicas e microscopia de transmissão. Os corpos de prova para avaliação das propriedades mecânicas das misturas, do PS e do HIPS foram moldados por injeção e os ensaios realizados foram de resistência à tração e resistência ao impacto. Todas as misturas PS/SBS apresentaram variação de viscosidade sob cisalhamento e algumas apresentaram comportamento e resistência ao impacto similares àquelas apresentadas pelas resinas de HIPS comercial. A morfologia das misturas PS/SBS diferentemente da observada no HIPS, não apresentou estrutura tipo salame com oclusões de PS em PB. Foram observadas partículas dispersas de PB em formas esférica e irregular distribuídas em uma matriz contínua. Isto é uma conseqüência da natureza química do polímero, do seu processamento, da composição e da razão de viscosidades entre os componentes.

Aditivos fotoestabilizante são utilizados para retardar a degradação pela radiação ultravioleta de produtos fabricados a partir de materiais poliméricos. Nesse contexto, este xvii trabalho investigou a utilização de copolímeros de poliestireno e aditivos polimerizáveis, assegurando a permanência destes aditivos na cadeia polimérica. Os copolímeros foram sintetizados com dois aditivos distintos, onde um deles contém o núcleo benzotriazol (PS-MBHE) e o outro possui um núcleo benzoxazol (PS-Benzox). Estes copolímeros foram preparados com baixas massas molares, no intuito de serem utilizados como macroaditivos em misturas com os polímeros comerciais ABS, HIPS e PS. Além disso, foram sintetizados também copolímeros PS-MBHE de alta massa molar para utilização direta como produto final. A fotoestabilização dos copolímeros foi avaliada através de experimentos de degradação acelerada por radiação ultravioleta. Os resultados destes ensaios mostraram que o macroaditivo PS-MBHE de baixa massa molar diminuiu o nível de degradação para filmes de poliestireno comercial. Para os polímeros ABS e HIPS o macroaditivo PS-MBHE não se mostrou propício como um fotoestabilizante nas concentrações testadas. Os copolímeros de PS-MBHE de alta massa molar apresentaram resultados pouco expressivos em relação aos ensaios de degradação, mesmo com diferentes proporções de aditivo adicionados aos copolímeros. O macroaditivo PS-Benzox se mostrou mais eficiente que o macroaditivo PS-MBHE para o PS comercial, indicando que esse núcleo apresenta um grande potencial de utilização para a aditivação de polímeros estirênicos. / Photostabilizer additives are used for slow down the ultraviolet light degradation of products manufactured from polymer materials. In this context, this work investigated the use of copolymers containing styrene and polymerizable additives ensuring the permanency of xviii these additives in the polymer. The copolymers were synthesized with two distinct additives, one with the benzotriazole group (PS-MBHE) and the other with a benzoxazole group (PS-Benzox). These copolymers were prepared with low molar mass, to be used as macroadditive in the commercial polymers ABS, HIPS and PS. Besides that, high molar mass PS-MBHE copolymers to be used directly as final product were also synthesized. The property of photostabilization of the copolymers was evaluated through ultraviolet light accelerated degradation experiments. The results showed a low level of degradation for commercial polystyrene films when the macroadditive PS-MBHE was used. For the ABS and HIPS polymers, however, the PS-MBHE macroadditive does not showed a good result as photo stabilizer in the tested concentrations. The PS-MBHE with high molar mass do not show expressive results for the degradation essay, even when different proportion of additive were added to the copolymers. The PS-Benzox macroadditive showed more efficiency than the PS-MBHE macroadditive for the commercial PS, indicating a great potential for additivation of styrenic polymers.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341908.pdf: 3852322 bytes, checksum: d75a2a7fa60fd9f4c726b8fb0d496186 (MD5) Previous issue date: 2016 / Ao longo dos últimos anos estudos têm sido feitos na área de produção de polímeros híbridos orgânico-inorgânicos, de modo ampliar as propriedades e, consequentemente, a gama de aplicações desses materiais. O foco principal está na combinação das propriedades dos polímeros orgânicos e inorgânicos para que funcionem com sinergismo como um só material, visando aplicações de grande necessidade, como por exemplo revestimentos protetores. O presente trabalho teve como objetivo fundamental desenvolver polímeros híbridos orgânico-inorgânicos, caracterizar suas propriedades, compreender sua estrutura química e testar seu desempenho como revestimento em substratos metálicos. Os polímeros foram sintetizados por meio da técnica de polimerização em solução utilizando duas rotas de síntese: reticulação por hidrossililação (com auxílio de catalisador metálico) e hidrossililação com pré-polimerização da fração orgânica (com auxílio de iniciador radicalar). Os materiais sintetizados foram caracterizados e as estruturas químicas determinadas. Os melhores resultados foram obtidos para os produtos das reações em que aplicou-se 60% de fração orgânica e 40% de inorgânica, com duração de 48 h. Obtiveram-se polímeros híbridos orgânico-inorgânicos de classe I. Pelo método de síntese com catalisador metálico as moléculas orgânicas foram imobilizadas em uma rede inorgânica, reticulada por reação de desidrogenação, com raros sinais de interação das ligações CH2 com Si-H. E, pela síntese com catalisador metálico e iniciador radicalar houve a formação de rede semi-IPN, em que a rede inorgânica sofreu reação de desidrogenação e a interação entre as fases ocorreu por meio de ligações entre os hidrogênios metínicos do polímero orgânico formado e ligações N-H da fração inorgânica. Não foi possível identificar sinais claros de ocorrência da reação de hidrossililação para nenhuma das rotas, indicando que o catalisador empregado não foi eficiente para a reação. Por último, os materiais sintetizados foram aplicados como revestimento em substratos metálicos e apresentaram total aderência. A presença de poliestireno não mudou o comportamento dos revestimentos, que apresentaram desempenho semelhante ao polissilazano puro, indicando que os polímeros híbridos desenvolvidos proporcionam bons resultados para aplicação como revestimentos em substratos metálicos.<br> / Abstract : Over the last few years studies have been made in the production area of hybrid organic-inorganic polymers in order to expand the properties and, thus, the range of applications of these materials. The main focus is the combination of properties of organic and inorganic polymers to work in synergism as a single material, aiming great needs of applications, such as protective coatings. This study had as main objective to develop hybrid organic-inorganic polymers and then characterize their properties, understand their chemical structure and test their performance as protective coatings on metal substrates. The polymers were synthesized by solution polymerization technique using two different synthesis routes: crosslinking through hydrosilylation (with metal catalyst) and hydrosilylation with prepolymerization of the organic fraction (with radical initiator). The synthesized materials were characterized and their chemical structures were determined. The best results were obtained for the reaction products in which 60 % of organic fraction and 40 % of inorganic were applied, with duration of 48 h. It was obtained hybrid organic-inorganic polymers of class I. By the method of synthesis with metal catalyst the organic molecules were immobilized in an inorganic network, crosslinked by dehidrogenation reaction, with rare signs of CH2 to Si-H bonds. And, in the synthesis with metal catalyst and radical initiator there was the formation of a semi-IPN network, in which the inorganic network suffered dehidrogenation reaction and the phases interaction occurred by means of bonds between methinic hydrogens from formed organic polymer bonds and N-H bonds from inorganic fraction. It was not possible to identify clear signs of occurrence of the hydrosilylation reaction to any of the routes, indicating that the catalyst employed was not effective for the reaction.Finally, the synthesized materials were applied as coatings on metal substrates and had great adhesion. The presence of polystyrene has not changed the coatings profile, which had similar performance to pure polysilazane, indicating the developed hybrid polymers provide good results for application as coatings on metallic substrates.

Neste trabalho realizou-se a obtenção e caracterização de microesferas poliméricas fluorescentes e magnéticas a partir do método de emulsificação/evaporação do solvente e por métodos de polimerização in situ em sistemas de emulsão e miniemulsão, via técnica radicalar convencional e radicalar por transferência de átomo (ATRP). As microesferas de poliestireno de tamanho homogêneo podem atuar como suporte sólido para a captura de diferentes moléculas-alvo sejam elas anticorpos, antígenos, peptídeos ou ácidos nucleicos, em sistemas de diagnóstico. No entanto precisam ser identificadas pela adição de fluoróforos permitindo a criação de códigos de cor únicos e específicos para detecção de diferentes tipos de doenças. Os fluoróforos usados para a indexação das microesferas foram cianina e esquaraínas. A polimerização pela técnica ATRP foi escolhida com o objetivo de sintetizar microesferas de poliestireno contendo os fluoróforos ligados covalentemente a matriz polimérica, partindo de um iniciador fluorescente. O polímero obtido apresentou banda de absorção em 635 nm, indicando a fluorescência do mesmo. Também foram investigadas as melhores rotas no método de coprecipitação magnética na preparação de nanopartículas de ferro para incorporação nas microesferas de poliestireno, a fim de deixá-las com um comportamento superparamagnético apropriado para a aplicação para ensaios de imunodiagnóstico. O método mais eficiente foi o de emulsificação/evaporação do solvente com microesferas de formato esférico e com tamanho homogêneo apresentação uma incorporação de 92 % de fluoróforo (Esquaraína) na matriz polimérica. / In this it is show the synthesis of fluorescent and magnetic polymeric micro-spheres by using the emulsification/evaporation of the solvent method, and also by the in situ radical polymerization, both conventional and atom transfer radical polymerization (ATRP), in emulsion and mini-emulsion systems. Polystyrene micro-spheres of homogeneous size can act as a solid support for capturing different target molecules, be they antibodies, antigens, peptides or nucleic acids, in diagnose systems. These micro-spheres, however, need to be identified by the addition of fluorophores, allowing the creation of unique color codes, specific for the detection of different types of diseases. The fluorophore used for the indexation of the micro-spheres were Cyanines e Squaraines dyes. The ATRP polymerization was chosen in order to synthesize polystyrene micro-spheres containing fluorophore covalently bonded to the polymeric matrix trough a fluorescent initiator. The polymer obtained presented an absorption band in 635 nm, indicating fluorescence. We also investigated the best routes for the preparation of the magnetic iron nano-particles for incorporation in the polystyrene micro-spheres, so that they had the appropriate superparamagnetic behavior for application in imunodiagnostic essays. The most efficient method was the emulsification/evaporation of the solvent with micro-spheres of spheric shape and homogeneous size presenting 92% of incorporation of fluorophore (Squaraines) in the polymeric matrix.

Aditivos fotoestabilizante são utilizados para retardar a degradação pela radiação ultravioleta de produtos fabricados a partir de materiais poliméricos. Nesse contexto, este xvii trabalho investigou a utilização de copolímeros de poliestireno e aditivos polimerizáveis, assegurando a permanência destes aditivos na cadeia polimérica. Os copolímeros foram sintetizados com dois aditivos distintos, onde um deles contém o núcleo benzotriazol (PS-MBHE) e o outro possui um núcleo benzoxazol (PS-Benzox). Estes copolímeros foram preparados com baixas massas molares, no intuito de serem utilizados como macroaditivos em misturas com os polímeros comerciais ABS, HIPS e PS. Além disso, foram sintetizados também copolímeros PS-MBHE de alta massa molar para utilização direta como produto final. A fotoestabilização dos copolímeros foi avaliada através de experimentos de degradação acelerada por radiação ultravioleta. Os resultados destes ensaios mostraram que o macroaditivo PS-MBHE de baixa massa molar diminuiu o nível de degradação para filmes de poliestireno comercial. Para os polímeros ABS e HIPS o macroaditivo PS-MBHE não se mostrou propício como um fotoestabilizante nas concentrações testadas. Os copolímeros de PS-MBHE de alta massa molar apresentaram resultados pouco expressivos em relação aos ensaios de degradação, mesmo com diferentes proporções de aditivo adicionados aos copolímeros. O macroaditivo PS-Benzox se mostrou mais eficiente que o macroaditivo PS-MBHE para o PS comercial, indicando que esse núcleo apresenta um grande potencial de utilização para a aditivação de polímeros estirênicos. / Photostabilizer additives are used for slow down the ultraviolet light degradation of products manufactured from polymer materials. In this context, this work investigated the use of copolymers containing styrene and polymerizable additives ensuring the permanency of xviii these additives in the polymer. The copolymers were synthesized with two distinct additives, one with the benzotriazole group (PS-MBHE) and the other with a benzoxazole group (PS-Benzox). These copolymers were prepared with low molar mass, to be used as macroadditive in the commercial polymers ABS, HIPS and PS. Besides that, high molar mass PS-MBHE copolymers to be used directly as final product were also synthesized. The property of photostabilization of the copolymers was evaluated through ultraviolet light accelerated degradation experiments. The results showed a low level of degradation for commercial polystyrene films when the macroadditive PS-MBHE was used. For the ABS and HIPS polymers, however, the PS-MBHE macroadditive does not showed a good result as photo stabilizer in the tested concentrations. The PS-MBHE with high molar mass do not show expressive results for the degradation essay, even when different proportion of additive were added to the copolymers. The PS-Benzox macroadditive showed more efficiency than the PS-MBHE macroadditive for the commercial PS, indicating a great potential for additivation of styrenic polymers.

Foi estudado o efeito da adição ao poliestireno de montmorilonitas organicamente modificadas produzidas em indústria do setor. O método de obtenção de nanocompósitos selecionado neste trabalho foi intercalação no estado fundido (melt intercalation) em função de potencialmente poder ser aplicado em indústrias de transformação de termoplásticos, pois nestas é comum a presença de extrusoras e injetoras. Iniciou-se o trabalho com a adição direta ao poliestireno, em extrusoras, de uma argila que continha um anel aromático por molécula do agente modificador (surfactante). O resultado foi a obtenção de nanocompósitos que apresentavam tactoides na matriz polimérica e que quanto ao desempenho registraram ganho em apenas uma das propriedades mecânicas estudadas. A adição de um agente compatibilizante na obtenção destes nanocompósitos produziu alguma melhoria nas propriedades, mas não conseguiu aumentar a resistência ao impacto. Melhoria nesta propriedade em especial é importante no sentido de ampliar as possibilidades de utilização do poliestireno, pois sua fragilidade mecânica é um fator que lhe direciona a usos com menores esforços mecânicos. Nanocompósitos com maior concentração de agente tenacificante foram processados na câmara de mistura. Resultados satisfatórios com relação à resistência ao impacto foram obtidos com a adição de agentes tenacificantes. Foi avaliado no material tenacificado o efeito de diferentes tipos de argilas modificadas e de um oligômero de poliestireno. Independentemente da argila que estava presente na formulação se conseguiu evitar a queda brusca no módulo. O tipo de argila parece não ter influência significativa nas demais propriedades analisadas. O oligômero aumentou significativamente a resistência ao impacto. / The effect of the addition to polystyrene of organically modified montmorillonites produced by a related company has been studied. The method for obtaining nanocomposites selected in this study was melt intercalation because it can be potentially applied by thermoplastics processing industries as the presence of extruders and injection molding machines in their premises is quite common. The research started with direct addition to polystyrene by means of extruders, of a clay containing an aromatic ring of the modifying agent (a surfactant) per molecule. The result was the obtainment of nanocomposites which presented tactoids in the polymer matrix and, in what regards performance, recorded a gain in only one of the studied mechanical properties. The addition of a compatibilizer in obtaining these nanocomposites has produced some improvement in the properties, but has not been able to increase impact strength. Improvement in this specific property is important in order to broaden polystyrene applications, because its brittleness is a factor that directs it to lower strain uses. Nanocomposites with higher concentrations of toughening agent were processed in the mixing chamber. Satisfactory results with respect to impact strength were obtained by the addition of toughening agents. The effect of different types of modified clays and of a polystyrene oligomer has been evaluated in the toughened material. Regardless of the clay which was present in the formulation, it was possible to avoid a sharp drop in modulus. The type of clay seems to have no significant influence on the other analyzed properties. The oligomer has significantly increased impact strength.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 223565.pdf: 823691 bytes, checksum: dfea3c3f9f1c215383db54f879d9737e (MD5) / O poliestireno expansível (EPS), mais conhecido pela marca comercial ISOPOR, é um material que possui inúmeras aplicações dentre as quais destaca-se o isolamento térmico em câmaras frigoríficas, paredes duplas, acondicionamento de materiais sensíveis, entre outras. Isto deve-se a sua capacidade de isolante térmico, já que à estrutura do EPS é muito porosa (2% de poliestireno e 98% de ar) e mantém, permanentemente uma grande quantidade de ar, quase imóvel, dentro da sua estrutura. Esta propriedade de isolante do EPS pode ser melhorada pela incorporação de materiais atérmanos, tais como o grafite. Industrialmente, o EPS é produzido via polimerização em suspensão. Vários aspectos deste processo ainda precisam ser melhor compreendidos, entre eles destaca-se a influência da evolução da conversão sobre a distribuição final de tamanho das partículas (DTP). Para tentar esclarecer este aspecto, empregou-se neste trabalho a espectroscopia Raman no monitoramento em linha de reações de polimerização do estireno em suspensão. Foi observado que o Raman consegue captar a evolução da conversão e que o seu o espectro é afetado pela DTP. Este trabalho também apresenta um estudo sobre a influência do grafite na polimerização em suspensão do estireno em relação a distribuição de tamanho das partículas final e a evolução da conversão ao longo da reação. Os resultados mostraram que o aumento da concentração de grafite diminui a taxa de reação e afeta a DTP final. The expandable styrene polymers (EPS), usually known by its commercial mark ISOPOR, is a material that possesses innumerable applications amongst which stands out the thermal isolation in refrigerating chambers, double walls, preservation of sensible materials, among others. This is due to its thermal insulator capacity, as the EPS structure is very porous (2% of polystyrene and 98% of air) and it maintains, permanently a great amount of air, almost immobile, inside its structure. This EPS insulating property can be improved by the incorporation of athermanous material, such as the graphite. Industrially, EPS is produced via suspension polymerization. Several aspects of this process still need to be understood better, among them stands out the influence of the evolution of the conversion on the final particle size distribution (PSD). In order to try to clarify this aspect, the Raman spectroscopy was used in this work to monitor the in-line reactions of styrene suspension polymerization. It was observed that Raman is able to capture the evolution of the conversion and that its spectrum is affected by PSD. This work also presents a study on the graphite influence over styrene suspension polymerization in relation to the final particle size distribution and the evolution of the conversion along the reaction. The results had shown that the increase of the graphite concentration diminishes the reaction tax and affects the final PSD.

Neste trabalho foram avaliados a morfologia e os comportamentos reológico, mecânico e viscoelástico de misturas de poliestireno (PS) com copolímeros em bloco de estireno-butadieno-estireno (SBS) com estruturas radial ou linear. Os elastômeros termoplásticos foram empregados como modificadores de impacto com o objetivo de tenacificar o poliestireno. Os polímeros puros foram caracterizados por cromatografia de permeação em gel e reometria rotacional. As misturas PS/SBS foram preparadas em extrusora de rosca simples em frações mássicas de 5, 10, 15 e 20% de SBS e analisadas por plastometria, reometria capilar, análises dinâmico-mecânicas e microscopia de transmissão. Os corpos de prova para avaliação das propriedades mecânicas das misturas, do PS e do HIPS foram moldados por injeção e os ensaios realizados foram de resistência à tração e resistência ao impacto. Todas as misturas PS/SBS apresentaram variação de viscosidade sob cisalhamento e algumas apresentaram comportamento e resistência ao impacto similares àquelas apresentadas pelas resinas de HIPS comercial. A morfologia das misturas PS/SBS diferentemente da observada no HIPS, não apresentou estrutura tipo salame com oclusões de PS em PB. Foram observadas partículas dispersas de PB em formas esférica e irregular distribuídas em uma matriz contínua. Isto é uma conseqüência da natureza química do polímero, do seu processamento, da composição e da razão de viscosidades entre os componentes.