Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 188090.pdf: 4851736 bytes, checksum: 9643f33c21c5c2ae3952b5b6c87615dd (MD5) / Um dos polímeros com maior crescimento nos mais variados segmentos de mercado tem sido o EPS (Poliestireno Expansível), que consiste em uma matriz de poliestireno contendo um agente de expansão física. Têm-se pesquisado o uso de novos agentes de expansão que eliminem ou reduzam os problemas de impacto ambiental e riscos de incêndio associados à emissão dos hidrocarbonetos voláteis durante o processamento do EPS. Recentes estudos desenvolveram o uso da água como agente de expansão para o EPS, este novo material foi chamado de W(EPS), do inglês Water Expandable Polystyrene. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo dos principais aspectos e fundamentos envolvidos na produção do EPS que utiliza água como agente de expansão (WEPS) de modo a desenvolver um processo para produção em escala piloto. Realizou-se uma investigação, em planta piloto, de algumas variáveis que determinam a Morfologia e a Distribuição de Tamanho de Partículas do W(EPS). Deste modo desenvolveu-se uma metodologia para a síntese, controle das características desejáveis e caracterização do W(EPS). Os resultados foram comparados com as informações contidas na literatura, demonstrando que se obteve um W(EPS) com características semelhantes ou superiores às apresentadas até agora. Além disso, foi possível controlar a granulometria do material de modo a obter um valor de tamanho médio desejado.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno Cristal (PS Cristal), Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) e Polipropileno Isotático (PPi) com argila aniônica do tipo hidrotalcita, organofuncionalizada com ácido cinâmico. A argila aniônica contendo o ânion aromático foi preparada via método de co-precipitação a pH constante. Os nanocompósitos, contendo teores de 1, 3 e 5% em peso de argila organofuncionalizada, foram preparados por mistura nos polímeros fundidos, em uma extrusora dupla rosca. Os materais processados foram esfriados em água fria, peletizados e transformados em corpos de prova via moldagem por injeção. A morfologia da argila aniônica (pura e organofuncionalizada) foi caracterizada por difração de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades térmicas das argilas foram analisadas por análise termogravimétrica (TGA). A morfologia dos corpos de prova dos nanocompósitos foi caracterizada por (XRD) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As propriedades térmicas dos nanocompósitos foram determinadas por TGA, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA). A dispersão da argila nos nanocompósitos foi avaliada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração, flexão, dureza e resistência ao impacto Izod. A técnica de preparação dos nanocompósitos no estado fundido é de fácil processamento e rapidez na execução. No entanto, não mostrou-se suficientemente eficaz na dispersão da argila organofuncionalizada nas matrizes poliméricas. Os resultados de microscopia e SAXS mostraram que a maioria dos nanocompósitos atingiu algum grau de dispersão da argila, com algumas estruturas compostas de fases intercaladas e com a presença de tactóides. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS Cristal o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação, enquanto o HIPS ficou menos estável termicamente e o PPi não apresentou variação em relação ao polímero puro. Os ensaios mecânicos dos nanocompósitos mostraram que a adição de argila organofuncionalizada ao PS Cristal, ao HIPS e ao PPi não exerceu mudança significativa sobre as propriedades mecânicas dos materiais em relação às matrizes poliméricas puras. / This research project involved the preparation of polystyrene (PS Cristal), High Impact Polystyrene (HIPS) and Isotatic Polypropylene (PPi) nanocomposites with cinnamic acid organofunctionalized anionic clay. The anionic clay with the aromatic anion was prepared by the co-precipitation method at constant pH. Nanocomposites containing levels of 1, 3 and 5% by weight of organofunctionalized clay were prepared by polymer melt blending in a twin-screw extruder. The processed materials were cooled in cold water, pelleted and processed into specimens by injection molding. The morphology of the anionic clay (pure and organofunctionalized) was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Thermal properties of the clays were analyzed by thermogravimetric analysis (TGA). The morphology of the nanocomposite specimens was characterized by (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The thermal properties of the nanocomposites were determined by TGA, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The clay dispersion in the nanocomposites was evaluated by small angle X-ray scattering (SAXS) and the mechanical properties were examined by tensile tests, flexural tests, hardness and Izod impact resistance. The technique of melt blending for the preparation of nanocomposites is easy and fast in the execution., however, it wasn´t sufficiently effective in dispersing the organofunctionalized clay in polymer matrices.The microscopy and SAXS results showed that most of the nanocomposites had some degree of clay dispersion, with some structures composed of intercalated phases and with the presence of tactoids. Thermal analysis showed that the addition of clay to PS Crystal turned it more thermally stable, supporting higher temperatures before starting the degradation process. The HIPS nanocomposites were thermally less stable and the PPi nanocomposite did not show a change compared to the neat polymer. The mechanical tests of the nanocomposites showed that the addition of organofunctionalized clay to PS Crystal, HIPS and PPi didn´t exert significant changes on the mechanical properties of these materials in comparison to pure polymer matrices.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-06Bitstream added on 2015-03-03T12:07:17Z : No. of bitstreams: 1 000807017.pdf: 1312834 bytes, checksum: 2940e7d3f1fe6e52b4d71e6b46a2e372 (MD5) / No cenário sócio-ambiental atual percebe-se um aumento da preocupação com o meio ambiente quanto à utilização dos recursos naturais e, ainda, na importância da reutilização dos produtos e subprodutos derivados desses recursos. A reciclagem reintroduz no sistema produtivo parte da matéria ou da energia que seria descartada, o que diminui o volume de lixo despejado. O poliestireno expandido, que hoje em dia é descartado por fábricas, construção civil, setores comerciais e residenciais, é depositado em aterros sanitários ou lixões sem nenhum controle, como consequência, este material tem grande contribuição na poluição ambiental. Na presente dissertação foram propostas soluções de aproveitamento destes materiais, adequando-os a novas aplicações a partir de sua reciclagem. O poliestireno expandido foi reciclado por dissolução, moldagem por compressão e injeção para a produção de placas de circuito impresso, o material obtido em cada processo foi caracterizado quanto à resistência a flexão, por termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida de condutividade elétrica em 4 pontos, inspeção acústica e análise da textura. Com a análise dos resultados obtidos foi possível avaliar a viabilidade da reciclagem de poliestireno expandido para aplicação em placas de circuito impresso, visto a reprodutibilidade e qualidade do material obtido. Dentre os materiais obtidos aquele homogeneizado termocineticamente e injetado foi o que apresentou as propriedades mas adequadas à aplicação / In the current socio-environmental scenario an increase in concern to environment and the use of natural resources beyond the importance of reuse of products and by-products derived from these resources are observed. Recycling is a way of reintroducing a part of dicharged matter or energy in the productive system, reducing the amount of dumped garbage. Polystyrene materials, which are discarded by industries, construction, commercial and residential sectors, are deposited in landfills or dumps without any control causing, as a consequence, an increase in the environmental pollution. This work proposes some solutions for the use of recycled polystyrene, make it suitable for new applying. Then, expanded polystyrene was recycled by dissolution, compression molding and injection process in order to produce printed circuit board. Obtained materials were characterized by mechanical, electrical and physical-chemical characterization on flexure, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), electrical conductivity measurements at 4 points and analysis of texture. With the analysis of the results was possible to evaluate the availability of recycling of expanded polystyrene for application to printed circuit boards since the reproducibility and quality of the obtained material. The thermokinetically homogenized and injected material presented the adequate properties to the application

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-01T15:08:57Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Rejected by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br), reason: Boa noite, Por favor, adicione o campo orientador e co-orientador. Atenciosamente, on 2017-11-28T20:58:34Z (GMT) / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-04T20:07:41Z No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T22:18:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RolanEmilioRamírezRamírez.pdf: 4025843 bytes, checksum: d5649b59b9c6b7c0d73dd730164ea9f1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-05 / O Ferro Fundido Nodular GGG 40 e o poliestireno (PS) reciclado são materiais muito usados na atualidade em projetos de engenharia. O primeiro é uma liga metálica composta principalmente de ferro com mais de dois por cento de Carbono representado em inclusões de grafita. O PS é um polímero de estireno, que neste trabalho a matéria prima do PS foi obtida do processo de reciclagem do poliestireno expandido (EPS), ou mais comercialmente conhecido como isopor. O objetivo principal deste trabalho consiste em conhecer as principais propriedades do ferro fundido GGG 40 e o PS. O trabalho apresenta uma caraterização mecânica desta liga metálica e do material polimérico através de ensaios mecânicos e da técnica de correlação digital de imagens (CDI). A partir do conhecimento de tais características, como a composição química, comportamento térmico e do comportamento da resistência e deformação perante diferentes tipos de esforços será possível prever o comportamento do material. O comportamento mecânico do material será analisado mediante a observação dos campos de deslocamentos e deformações resultantes apresentados após a deformação nos ensaios de tração. Para realizar tais medições será usada uma técnica de CDI, técnica que é capaz de obter as deformações em tempo real e em toda a superfície do corpo de prova, obtendo dados mais coerentes com a realidade do que um extensômetro convencional. Está técnica ótica é considerada uma tecnologia moderna que contém o hardware e software necessário para avaliar o comportamento de deformação dos corpos de prova. / Nodular Cast Iron GGG 40 and recycled polystyrene (PS) are widely used in engineering projects today. The first is a metallic alloy composed mainly of iron with more than two percent carbon represented in graphite inclusions. PS is a polymeric material which its in pure state is synthesized from styrene polymerization, but in this work the PS raw material was obtained from the recycling process of expanded polystyrene (EPS), or more commercially known as styrofoam. The main objective of this work is to know the main properties of cast iron GGG 40 and PS. The work presents a mechanical characterization of this metal alloy and the polymeric material through mechanical tests and the technique of Digital Image correlation (DIC). From the knowledge of such characteristics, as the chemical composition, thermic behavior and the behavior of the resistance and deformation before different types of efforts will be possible to predict the behavior of the material. The mechanical behavior of the material will be analyzed by observing the resulting displacement and strain fields after the deformation in the tensile tests. To carry out such measurements, a CDI technique will be used, which is capable of obtaining deformations in real time and on the entire surface of the specimen, obtaining data more coherent with reality than a conventional strain gage. This optical technique is considered a modern technology that contains the necessary hardware and software to evaluate the deformation behavior of the specimens.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de Poliestireno Cristal (PS Cristal), Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) e Polipropileno Isotático (PPi) com argila aniônica do tipo hidrotalcita, organofuncionalizada com ácido cinâmico. A argila aniônica contendo o ânion aromático foi preparada via método de co-precipitação a pH constante. Os nanocompósitos, contendo teores de 1, 3 e 5% em peso de argila organofuncionalizada, foram preparados por mistura nos polímeros fundidos, em uma extrusora dupla rosca. Os materais processados foram esfriados em água fria, peletizados e transformados em corpos de prova via moldagem por injeção. A morfologia da argila aniônica (pura e organofuncionalizada) foi caracterizada por difração de raios-X (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades térmicas das argilas foram analisadas por análise termogravimétrica (TGA). A morfologia dos corpos de prova dos nanocompósitos foi caracterizada por (XRD) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). As propriedades térmicas dos nanocompósitos foram determinadas por TGA, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico-mecânica (DMA). A dispersão da argila nos nanocompósitos foi avaliada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de tração, flexão, dureza e resistência ao impacto Izod. A técnica de preparação dos nanocompósitos no estado fundido é de fácil processamento e rapidez na execução. No entanto, não mostrou-se suficientemente eficaz na dispersão da argila organofuncionalizada nas matrizes poliméricas. Os resultados de microscopia e SAXS mostraram que a maioria dos nanocompósitos atingiu algum grau de dispersão da argila, com algumas estruturas compostas de fases intercaladas e com a presença de tactóides. As análises térmicas mostraram que a adição de argila ao PS Cristal o tornou mais estável termicamente, suportando maiores temperaturas antes de iniciar o processo de degradação, enquanto o HIPS ficou menos estável termicamente e o PPi não apresentou variação em relação ao polímero puro. Os ensaios mecânicos dos nanocompósitos mostraram que a adição de argila organofuncionalizada ao PS Cristal, ao HIPS e ao PPi não exerceu mudança significativa sobre as propriedades mecânicas dos materiais em relação às matrizes poliméricas puras. / This research project involved the preparation of polystyrene (PS Cristal), High Impact Polystyrene (HIPS) and Isotatic Polypropylene (PPi) nanocomposites with cinnamic acid organofunctionalized anionic clay. The anionic clay with the aromatic anion was prepared by the co-precipitation method at constant pH. Nanocomposites containing levels of 1, 3 and 5% by weight of organofunctionalized clay were prepared by polymer melt blending in a twin-screw extruder. The processed materials were cooled in cold water, pelleted and processed into specimens by injection molding. The morphology of the anionic clay (pure and organofunctionalized) was characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Thermal properties of the clays were analyzed by thermogravimetric analysis (TGA). The morphology of the nanocomposite specimens was characterized by (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The thermal properties of the nanocomposites were determined by TGA, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The clay dispersion in the nanocomposites was evaluated by small angle X-ray scattering (SAXS) and the mechanical properties were examined by tensile tests, flexural tests, hardness and Izod impact resistance. The technique of melt blending for the preparation of nanocomposites is easy and fast in the execution., however, it wasn´t sufficiently effective in dispersing the organofunctionalized clay in polymer matrices.The microscopy and SAXS results showed that most of the nanocomposites had some degree of clay dispersion, with some structures composed of intercalated phases and with the presence of tactoids. Thermal analysis showed that the addition of clay to PS Crystal turned it more thermally stable, supporting higher temperatures before starting the degradation process. The HIPS nanocomposites were thermally less stable and the PPi nanocomposite did not show a change compared to the neat polymer. The mechanical tests of the nanocomposites showed that the addition of organofunctionalized clay to PS Crystal, HIPS and PPi didn´t exert significant changes on the mechanical properties of these materials in comparison to pure polymer matrices.

Neste trabalho foram estudadas as variáveis comj: Osicionaise estruturais que determinam a resistência ao ESC (ESCR) do HIPS às gorduras, bem como a influência do tipo e do teor de gordura no alimento, da temperatura e da tensão. Para tal, quatro amostras de HIPS comerciais foram submetidas ao ataque químico por alimentos gordurosos, sob diferentes tensões e temperaturas. Os alimentos gordurosos utilizados como agentes químicos foram: margarina de soja e de milho, creme vegetal à base de soja, manteiga, sorvete e uma mistura de azeite de oliva e ácido oleico. Com base no alongamento residual das amostras atacadas quimicamente e na análise de suas respectivas superfícies de fratura, foi proposta uma escala com valores de ESCR.A variação do módulo elástico foi simultaneamente monitorada. Nenhuma das amostras de HIPS testadas apresentou-se completamente apropriadapara o uso em embalagemde alimentosgordurosos. Observou-se que o nível de fragilização das amostras estudadas foi amplamente dependente à temperatura do teste. O início do processo de difusão das gorduras através do material é antecipado pelo aumento da temperatura e também da tensão. As amostras de HIPS apresentaram comportamentos diferenciados quando atacadas a 5 e a 23°C por razão da diferença no coeficiente de expansão térmica entre a borracha e o PS. Em temperaturas mais elevadas, ocorre uma maior compressão da borracha sobre a matriz de PS, contribuindo para a dissipação da tensão Com base nos resultados obtidos, sugere-se que um HIPS indicado para a embalagem de alimentos gordurosos, independentemente da temperatura de aplicação, deve apresentar as seguintes características: (a) tamanho de partícula de borracha próximo a 5 m; (b) massa molar j:Onderal da matriz de PS próxima a 200.000 g/mol; (c) conteúdo de fase gel próximo a 30%, com alto nível de entrecruzamento da borracha e (d) conteúdo de borracha entre 8 e 9%. O tipo de gordura, e não necessariamente a sua quantidade no alimento, foi o fator prej:Onderante para intensificar o ataque químico ao HIPS. As gorduras saturadas foram mais agressivas do que as gorduras mono e polinsaturadas.

Resumo: No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais provenientes da casca do coco verde e do bagaço de cana de açúcar. O poliestireno de alto impacto (HIPS) foi utilizado como matriz termoplástica, tendo em vista seu baixo custo e sua temperatura de processamento menor que a temperatura de degradação da fibra. Devido à falta de compatibilização química das fibras com a matriz, as fibras lignocelulósicas foram tratadas quimicamente pelos tratamentos de mercerização seguido de branqueamento com clorito de sódio. As fibras nas condições "in natura", mercerizadas e branqueadas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X, análise termogravimétrica (TGA), análise da composição química e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a caracterização as fibras mercerizadas e branqueadas foram misturadas com o HIPS, nas proporções de 10, 20 e 30% (m/m). As misturas foram realizadas em um misturador termocinético e, em seguida, foram injetadas para a confecção de corpos de prova de tração e flexão. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de análise térmica, ensaios mecânicos de tração e flexão, exposição ao intemperismo acelerado, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Os tratamentos químicos proporcionaram a redução de alguns componentes amorfos das fibras, causando alterações na superfície das mesmas. A adição das fibras tratadas quimicamente à matriz de HIPS proporcionou aumento nos módulos elásticos em tração e em flexão dos compósitos sem alterar suas respectivas resistências mecânicas. A exposição ao intemperismo provocou a redução das propriedades mecânicas dos compósitos afetando mais intensamente as fibras naturais. Foi possível obter materiais mais rígidos e menos deformáveis, com até 30% (m/m) de fibras, que apresentaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work we developed polymer composites reinforced with natural fibers from green coconut husks and sugar cane bagasse. High impact polystyrene was used as the thermoplastic matrix, considering its low cost and processing temperature which is below the fiber degradation temperature. Due to lack of chemical compatibility between fiber and matrix, the lignocellulosic fibers were chemically treated by mercerization followed by bleaching with sodium chlorite. The untreated, mercerized and bleached fibers were characterized by of X ray diffraction, thermogravimetric analysis (TGA), chemical composition analysis, and scanning electron microscopy (SEM). After characterization, the mercerized and bleached fibers were mixed with HIPS, in ratios of 10, 30 and 30% (w/w). The mixture was performed in a termokinetic mixer and samples prepared by injection molding. The composites were characterized by thermal analysis, tensile testing, aging by accelerated weathering exposure and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the chemical treatments adopted reduced the amount of some amorphous components of the fibers, causing changes in the fibers‟ surface. The addition of chemically treated fibers in the HIPS matrix increased the elastic modulus in tension and flexion of the composite without affecting their mechanical strength. Aging by exposure to weathering caused a decrease of the composites‟ mechanical properties affecting natural fiber reinforced more intensely. It was possible to obtain a more rigid and less deformable material with up to 30% fiber content which was exhibited thermal and mechanical properties viable for applications in which HIPS is used at low cost and where a high ductility is not a necessary characteristic / Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientadora: Maria Odila Hilario Cioffi / Banca: George Jackson de Morais Rocha / Banca: Laura Hecker de Carvalho / Mestre

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Samuel Euzédice de Lucena / Banca: Tessie Gouvea da Cruz / Resumo: No cenário sócio-ambiental atual percebe-se um aumento da preocupação com o meio ambiente quanto à utilização dos recursos naturais e, ainda, na importância da reutilização dos produtos e subprodutos derivados desses recursos. A reciclagem reintroduz no sistema produtivo parte da matéria ou da energia que seria descartada, o que diminui o volume de lixo despejado. O poliestireno expandido, que hoje em dia é descartado por fábricas, construção civil, setores comerciais e residenciais, é depositado em aterros sanitários ou lixões sem nenhum controle, como consequência, este material tem grande contribuição na poluição ambiental. Na presente dissertação foram propostas soluções de aproveitamento destes materiais, adequando-os a novas aplicações a partir de sua reciclagem. O poliestireno expandido foi reciclado por dissolução, moldagem por compressão e injeção para a produção de placas de circuito impresso, o material obtido em cada processo foi caracterizado quanto à resistência a flexão, por termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida de condutividade elétrica em 4 pontos, inspeção acústica e análise da textura. Com a análise dos resultados obtidos foi possível avaliar a viabilidade da reciclagem de poliestireno expandido para aplicação em placas de circuito impresso, visto a reprodutibilidade e qualidade do material obtido. Dentre os materiais obtidos aquele homogeneizado termocineticamente e injetado foi o que apresentou as propriedades mas adequadas à aplicação / Abstract: In the current socio-environmental scenario an increase in concern to environment and the use of natural resources beyond the importance of reuse of products and by-products derived from these resources are observed. Recycling is a way of reintroducing a part of dicharged matter or energy in the productive system, reducing the amount of dumped garbage. Polystyrene materials, which are discarded by industries, construction, commercial and residential sectors, are deposited in landfills or dumps without any control causing, as a consequence, an increase in the environmental pollution. This work proposes some solutions for the use of recycled polystyrene, make it suitable for new applying. Then, expanded polystyrene was recycled by dissolution, compression molding and injection process in order to produce printed circuit board. Obtained materials were characterized by mechanical, electrical and physical-chemical characterization on flexure, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), electrical conductivity measurements at 4 points and analysis of texture. With the analysis of the results was possible to evaluate the availability of recycling of expanded polystyrene for application to printed circuit boards since the reproducibility and quality of the obtained material. The thermokinetically homogenized and injected material presented the adequate properties to the application / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-07Bitstream added on 2014-06-13T18:40:03Z : No. of bitstreams: 1 benini_kccc_me_guara.pdf: 2271137 bytes, checksum: d7b1ee7652042a2df58030434d2bbf38 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais provenientes da casca do coco verde e do bagaço de cana de açúcar. O poliestireno de alto impacto (HIPS) foi utilizado como matriz termoplástica, tendo em vista seu baixo custo e sua temperatura de processamento menor que a temperatura de degradação da fibra. Devido à falta de compatibilização química das fibras com a matriz, as fibras lignocelulósicas foram tratadas quimicamente pelos tratamentos de mercerização seguido de branqueamento com clorito de sódio. As fibras nas condições “in natura”, mercerizadas e branqueadas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X, análise termogravimétrica (TGA), análise da composição química e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após a caracterização as fibras mercerizadas e branqueadas foram misturadas com o HIPS, nas proporções de 10, 20 e 30% (m/m). As misturas foram realizadas em um misturador termocinético e, em seguida, foram injetadas para a confecção de corpos de prova de tração e flexão. Os compósitos foram caracterizados pelas técnicas de análise térmica, ensaios mecânicos de tração e flexão, exposição ao intemperismo acelerado, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Os tratamentos químicos proporcionaram a redução de alguns componentes amorfos das fibras, causando alterações na superfície das mesmas. A adição das fibras tratadas quimicamente à matriz de HIPS proporcionou aumento nos módulos elásticos em tração e em flexão dos compósitos sem alterar suas respectivas resistências mecânicas. A exposição ao intemperismo provocou a redução das propriedades mecânicas dos compósitos afetando mais intensamente as fibras naturais. Foi possível obter materiais mais rígidos e menos deformáveis, com até 30% (m/m) de fibras, que apresentaram... / In this work we developed polymer composites reinforced with natural fibers from green coconut husks and sugar cane bagasse. High impact polystyrene was used as the thermoplastic matrix, considering its low cost and processing temperature which is below the fiber degradation temperature. Due to lack of chemical compatibility between fiber and matrix, the lignocellulosic fibers were chemically treated by mercerization followed by bleaching with sodium chlorite. The untreated, mercerized and bleached fibers were characterized by of X ray diffraction, thermogravimetric analysis (TGA), chemical composition analysis, and scanning electron microscopy (SEM). After characterization, the mercerized and bleached fibers were mixed with HIPS, in ratios of 10, 30 and 30% (w/w). The mixture was performed in a termokinetic mixer and samples prepared by injection molding. The composites were characterized by thermal analysis, tensile testing, aging by accelerated weathering exposure and scanning electron microscopy (SEM). Results showed that the chemical treatments adopted reduced the amount of some amorphous components of the fibers, causing changes in the fibers‟ surface. The addition of chemically treated fibers in the HIPS matrix increased the elastic modulus in tension and flexion of the composite without affecting their mechanical strength. Aging by exposure to weathering caused a decrease of the composites‟ mechanical properties affecting natural fiber reinforced more intensely. It was possible to obtain a more rigid and less deformable material with up to 30% fiber content which was exhibited thermal and mechanical properties viable for applications in which HIPS is used at low cost and where a high ductility is not a necessary characteristic

O estudo do comportamento de materiais em relação a intempérie, esforços, tempo, temperatura é fundamental para a escolha de materiais para uma dada aplicação. O poliestireno é uma resina polimérica muito aplicada no mercado, pois é transparente e relativamente econômica, mas não é indicada para aplicações com muita exposição a radiações luminosas, já que é muito susceptível a intemperismos, não sendo recomendada para aplicações com excessiva exposição. A adição de borracha (copolímero de estireno e butadieno) melhora algumas de suas propriedades, como resistência ao impacto e ductilidade, mas piora outras características, como a resistência à tração. Em relação ao intemperismo, apesar da borracha degradar-se rapidamente, ela protege o poliestireno da radiação ultravioleta. Este estudo visa comparar as conseqüências da degradação por envelhecimento natural com o envelhecimento artificial acelerado do poliestireno e do poliestireno de alto impacto e a determinação da possível correlação entre eles. Foram utilizados equipamentos de envelhecimento artificial, de ensaio de tração, impacto IZOD, índice de fluidez, uma estação de envelhecimento natural e equipamento de análise térmica (DSC). Os resultados obtidos permitiram correlacionar os envelhecimentos natural e artificial em relação às propriedades medidas, sendo que para o poliestireno comum, o envelhecimento artificial acelerou a degradação em cerca de 4 vezes, enquanto que para o poliestireno de alto impacto, o fator de aceleração foi de cerca de 2 vezes. / The study of weathering materials regarding to climate, stresses, time, temperature, is essential to choose the materials for a purpose. Polystyrene is a polymeric resin with much usage in the market as it is transparent and relatively cheap, but it is not indicated for outdoor purposes with much actinic radiation exposure, as it is very sensitive to weathering, tough not recommended to purposes with much exposure. The addition of rubber (styrene-butadiene copolymer) improves some of its properties, like impact resistance and ductility, but decreases other properties, like tensile strength. Regarding the weathering, although the rubber degrades very quickly, it protects the polystyrene from the ultraviolet radiation. This study aims to compare the consequences of the degradation by natural weathering and accelerated artificial weathering and try to correlate their results. Equipments for artificial weathering, tensile strength, IZOD impact, melt flow, a natural weathering station and DSC thermal analysis equipment were used. The results allowed the correlation between the natural and artificial weathering regarding the measured properties, as for the common polystyrene the artificial weathering accelerated the degradation in approximately 4 times, while for the high impact polystyrene the acceleration factor resulted in approximately 2 times.