Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Glaucia Maria Ferreira Pinto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T20:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stefanelli_TalitaKatiuskaTakizawaDias_M.pdf: 1571611 bytes, checksum: 5c787cef4fc94a299d2b85a0e62656e1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O consumo de polímeros sintéticos no Brasil e no mundo vem aumentando há décadas, numa clara demonstração do enorme sucesso conseguido por esses materiais nas mais variadas aplicações. As características típicas dos polímeros sintéticos, como seu custo praticamente irrisório, baixo peso, boa resistência mecânica, impermeabilidade, transparência e capacidade de coloração mais impressão lhe conferiram trunfos irresistíveis para seu uso massivo na forma de embalagens, uma aplicação extremamente importante numa sociedade voltada para o consumo. O grande problema dos polímeros sintéticos reside na sua curta vida útil, o que conduz a um rápido aumento da corrente de resíduos, como é o caso das embalagens. Dentro desse âmbito, a reciclagem passa ser uma alternativa promissora. Por definição, a reciclagem é um processo de transformação dos materiais previamente separados para posterior utilização; é a recuperação de resíduos mediante uma série de operações que permitem que materiais processados sejam aproveitados como matéria-prima no processo gerador ou em outros. A primeira etapa deste trabalho foi a tentativa de fazer a despolimerização de PET utilizando o processo de destilação molecular. Os resultados mostraram que não é possível utilizar o destilador molecular na despolimerização do PET. Na segunda etapa deste trabalho o pet pósconsumo foi submetido à recristalização para remoção do corante, utilizando ácido trifluoracético como solvente, na tentativa de uma nova alternativa de reciclagem para este material. O material modificado e o PET pós-consumo foram caracterizados por termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) / Abstract: The use of synthetic polymers in the world and particularly in Brazil has been increasing for decades representing the huge success achieved by these materials in various applications. The main characteristics of synthetic polymers are their low cost and weight, good mechanical strength, impermeability, transparency and the possibility of coloring, which results in their massive use in the form of packaging an application extremely important in a society focused on consumption. Despite all its advantages, the polymers are generally used in the manufacture of objects whose useful life it is extremely short, like bottled water and soft drinks , produced with polyethylene terephthalate (PET), or as previously mentioned, in packs of all species, resulting in a rapid increase in the waste stream. In this scenario, recycling becomes a promising alternative. By definition, recycling is a process of transformation materials previously separated for later use or is the recovery of waste by means of a series of operations that allow processed materials to be utilized as raw material in generating process or in other process. The first stage of this work was to attempt to make the depolymerization of PET using molecular distillation process, but results showed that it is not possible to use the molecular distiller for the depolymerization of this type of polymer. In the second stage of the work, post-consumer PET was subjected to recrystallization to remove the dye, using trifluoroacetic acid as solvent in in a new attempt to recycle this material. The modified material and post-consumer PET were characterized by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Roberto Herminio Moretti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:17:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Forlin_FlavioJoao_D.pdf: 1138330 bytes, checksum: 51a6f2384ea1ceebfd10fc6e31f2c879 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A elaboração de extrato por maceração de madeira de carvalho triturada com destilado alcoólico simples de cana-de-açúcar (DASCA) para maturação de aguardente de cana mostra vantagens de processo e econômicas por racionalizar a utilização e otimizar a extração de compostos da madeira, reduzir o tempo de maturação da bebida, prescindindo da utilização de tonéis de carvalho. A utilização de embalagens de PET mostra viabilidade para o acondicionamento e/ou maturação de destilados em substituição aos tonéis de madeira tradicionalmente utilizados, por suas características de integridade estrutural, permeabilidade seletiva e inocuidade com a bebida. Foram obtidos 13 extratos por macerações contínuas em batelada a partir de mesma quantidade de madeira de carvalho triturada, nas formas tostada e não tostada, com DASCA de teor alcoólico de 55% em volume, a 20°C. O extrato de ca da maceração foi estudado quanto ao extrato seco, compostos fenólicos totais, pH, acidez volátil, fixa e total e cor. A unificação dos extratos integrais das 5 primeiras macerações originaram um extrato resultante do qual foram obtidas as dosagens de 20, 40 e 60mL utilizadas na maturação de aguardente de cana em embalagens de PET de 0,250, 2 e 20L e vidro de 4,7L, durante 4, 8 e 12 meses. Aguardente de cana sem extrato foi maturada paralelamente em barris de carvalho de 200L, durante 4, 8, 12, 36 e 48 meses. A maturação da bebida foi acompanhada com o estudo de perda de massa, teor alcoólico real, pH, acidez volátil, fixa e total, compostos fenólicos totais, cor, álcoois superiores (isoamílico, isobutílico e n-propílico), aldeídos e ésteres totais em cada período de maturação correspondente. As aguardentes de cana maturadas em embalagens de PET, vidro e barris de carvalho, em cada período de maturação, incluindo o tempo zero, foram submetidas ao teste de aceitação com 81 consumidores, avaliando-se os atributos cor, aroma, sabor e impressão global, utilizando escala hedônica não estruturada de 9cm. Os resultados das análises físico-químicas e sensorial de aceitabilidade foram tratados com análise de variância e comparação de médias pelos testes de Duncan (p£0,05) e Tukey (p£0,10), respectivamente. O atributo impressão global da análise de aceitação foi complementarmente analisado pelo método Mapa de Preferência Interno (MDPREF). O extrato resultante originado da mistura dos extratos integrais das cinco primeiras macerações (acumulando 41 dias de maceração), no contexto de 13 macerações (acumulando 346 dias de maceração), resultou na extração de 74,5% de extrato seco, 67,5% de compostos fenólicos totais, 83,9% de acidez fixa e 67,7% de acidez total. A maturação da aguardente de cana pela incorporação de 20, 40 e 60mL deste extrato/L de aguardente de cana alterou significativamente (p£0,05) o perfil físico-químico e sensorial da bebida, agregando cor e compostos fenólicos totais, reduzindo o pH, incrementando a acidez total, volátil e fixa e a composição orgânica de aldeídos e ésteres totais e de álcoois superiores isoamílico, isobutílico e n-propílico. O período de maturação de 12 meses em embalagens de PET de 0,250, 2 e 20L alterou o perfil físico-químico da aguardente de cana, diminuindo a acidez volátil e total e de aldeídos totais, incrementando a acidez fixa e o teor de ésteres totais. O aumento de volume das embalagens de PET refletiu em menores perdas de massa e maiores incrementos de ésteres totais. A aguardente de cana maturada 12 meses em embalagens de PET e vidro com a incorporação de extrato de carvalho mostrou similar aceitabilidade pelos consumidores, em relação à bebida maturada em barris de carvalho, entre 12 até 48 meses. A incorporação na aguardente de cana de dosagens de extrato de 20, 40 e 60mL/L determinou incrementos significativos (p£0,10) de aceitabilidade da bebida maturada em embalagens de PET e vidro, independentemente do tempo de maturação. O atributo cor, originado pela incorporação de distintas dosagens de extrato à aguardente de cana, foi o de melhor aceitabilidade pelos consumidores, seguido pelo aroma, impressão global e sabor / Abstract: The elaboration of extract through maceration of brazilian sugar-cane spirit (BSCS) with oak wood grinded for brazilian sugar-cane spirit maturation shows advantages of process as well as economic ones, such as rationalization of the utilization, optimization of wood compounds extraction, reduction of the maturation time of the drink, renouncing the utilization of oak wood barrels. The utilization of PET packages shows its viability for storage and/or maturation of distilled beverages in substitution to the traditionally used wood structures for its structural integrity characteristics, selective permeability and innocuousness with the content. It was obtained 13 oak extracts by sequential units macerations using fixed quantity of toasted and not toasted grinded wood with BSCS 50°GL/20°C. Each extract was studied with the dry extract, total phenolic compounds, fixed, volatile and total acidity and colour. The unification of the integral units extracts from the five initial macerations produced the resultant extract for which were obtained the 20, 40, 60mL dosages for BSCS maturation in 0.250, 2, and 20L PET packages and in 4,7L glass packages during 4, 8 and 12 months. This study went along with the maturation of BSCS in 200L oak barrels during 4, 8, 12, 36 and 48 months. The maturation process of BSCS was physical-chemically accompanied by the study of mass losses, real alcoholic level, fixed, volatile and total acidity, total phenolic compounds, colour, superior alcohols (isoamilic, isobutilic, and n-propilic), total esters and aldehydes, in each specific times, included at zero time. An acceptance test also took place involving 81 BSCS consumers through their manifestation concerning the attributes colour, aroma, flavour and global impression using a nonstructured 9cm hedonic scale. The physical-chemical and acceptance tests results were statistically treated with variance analysis and Duncan (p=0.05) and Tukey (p=0.10) tests for average comparisons, respectively. The global impression attribute of the acceptance test was supplementary treated by Multidimensional Preference Analysis (MDPREF) method. The resultant extract obtained of the mixture of the five initial units macerations (totalizing 41 days of maceration) in context of thirteen units macerations (totalizing 346 days of maceration) resulted in 74.5% dry extract, 67.5% total phenolic compounds, 83.9% fixed acidity and 67.7% total acidity extraction. The incorporation of 20, 40, and 60mL of this extract per liter for BSCS maturation were significant effect (p£0.05) on physical-chemical profile of the beverage, associating to it colour and total phenolic compounds, reducing pH, adding volatile and fixed total acidity, the organic composition of superior alcohols, total esters and aldehydes. At 12 months BSCS maturation time in 0.250, 2 and 20L PET packages altered the physical-chemical profile of the beverage, decreasing the total and volatile acidity and total aldehydes and increasing the fixed acidity and total esters. The volume increase in PET packages reflected smaller indexes of mass losses and larger increments of total esters. The BSCS matured in PET and glass packages with the incorporation of oak extract during 12 months showed similar acceptability by consumers, in relation to the BSCS matured in oak barrels, during 12 to 48 months. The incorporation of the 20, 40, and 60mL oak extract dosage per liter for BSCS maturation determined significant increments (p=0.10) of acceptance of the BSCS matured in PET and glass packages independently of maturation time. The colour attribute originated by the distinct dosages of extract was the better acceptance by the consumers, followed by aroma, global impression and flavour / Doutorado / Tecnologia de Alimentos / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientadores: Pedro Luiz Onófrio Volpe, Ricardo Belchior Tôrres / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T22:29:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoga_HeloisaEmi_D.pdf: 3636468 bytes, checksum: 5e4d8bd5f23dc45b0e386f59f4dd3f74 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Propriedades excesso têm sido um caminho qualitativo e quantitativo para predizer o desvio da idealidade de soluções líquidas binárias. Além disso, as grandezas excesso têm sido usadas para desenvolver modelos e novas teorias de soluções. Neste trabalho teve como objetivo o estudo experimental de grandezas volumétricas, viscosimétricas, acústicas e das entalpias excesso de soluções líquidas binárias de água + etanol, ou + etileno glicol, ou + dietileno glicol, ou + trietileno glicol, ou + polietileno glicol 200 (PEG 200), ou + polietileno glicol 300 (PEG 300), ou + polietileno glicol 400 (PEG 400), ou + polietileno glicol 600 (PEG 600), ou + glicerol em função da composição, a diferentes temperaturas e à pressão atmosférica. Os dados de densidade e de velocidade do som foram determinados usando um densímetro e velocímetro (Anton Paar, Modelo DSA 5000). Os valores de viscosidade foram determinados usando um viscosímetro (Anton Paar, Modelo SVM 3000). Os valores da entalpia foram determinados utilizando um microcalorímetro (Thermal Activity Monitor, Titration mode, LKB2277, Thermometric). As temperaturas estudadas foram de 293,15, 298.15, 303,15 e 308,15 K. Somente a entalpia foi estudada a 298,15 K. Os resultados experimentais foram usados para calcular o volume molar excesso, o desvio da compressibilidade isentrópica, o desvio da viscosidade, a energia de Gibbs de ativação excesso e a entalpia molar excesso. As propriedades excesso foram correlacionadas usando os polinômios do tipo Redlich-Kister e Myers-Scott. Os resultados foram comparados e discutidos com base nas interações intermoleculares entre os componentes estudados / Abstract: Excess properties have been a qualitative and quantitative way to predict ideality deviation of liquid binary mixtures. Moreover the excess properties have been used to development molecular theories and new solution models. In this study, density, speed of sound, viscosity and enthalpy of binary mixtures of water + ethanol, or + ethylene glycol, or + diethylene glycol, or + triethylene glycol, or + polyethylene glycol 200, or + polyethylene glycol 300, or + polyethylene glycol 400, or + polyethylene glycol 600, or + glycerol have been determined as a function of composition at several temperatures and atmospheric pressure. The density and speed of sound data were determined using a density and sound velocity meter (Anton Paar, Model DSA 5000) The viscosity data was determined using a viscometer (Anton Paar, Model SVM 3000). The enthalpy date was determined using a microcalorimeter (Thermal Activity Monitor, Titration mode, LKB2277, Thermometric). The temperatures studied were 293.15, 298.15, 303.15 and 308.15 K. Only enthalpy data was measured at 298.15 K. The experimental results have been used to calculated the excess molar, deviations in isentropic compressibility, deviations in viscosity, excess Gibbs free energy of activation of viscous flow and excess molar enthalpy. The excess properties were correlated by using a Redlich-Kister and Myers-Scott polynomial equation. The results were discussed on the basis of intermolecular interactions between the components of the analyzed mixtures / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_alicia_jara.pdf: 8514825 bytes, checksum: e7811d2022af27360b50bd77f223f4ba (MD5) Previous issue date: 2007-12-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the consumption of the poly ethylene terephtalate plastic - PET is used in the manufacture of bottles, comes increasing in Brazil. PET is a polar thermoplastic, with raised dimensional stability and temperature of fusion, high impermeability the acid gases and chemical resistance to solvents. The biodegradation has been described as a possible methodology to reduce the accumulation of plastics. In this work it was carried through the evaluation by Bacillus subtilis and Phanerochaete chrysosporium performance on the biodegradation of the polyethylene terephtalate. In this direction, particles of polymer were submitted to the treatments: exposition to ultra violet light (6 and 36 hours) and temperatures (35ºC and 50ºC), followed incubation with the microorganisms during 30 and 60 days. The polymer degradation process was accompanied by determination of pH, biofilm formation and the cells viability, enzymes detection (amylase, protease, esterase, and polyphenoloxidase), as well as the scanning electron microscopy of biofilm and toxicity tests. The results obtained observed the biofilm formation by Bacillus subtilis on polyethylene terephtalate surface particles. The treatment using the temperature of 50ºC demonstrated a higher alteration in the surface of the polymer, supported the colonization of the microorganisms followed of the hydrolytic enzymes production. It was observed that Bacillus subtilis does not produced polyphenoloxidase. The results indicated the temperature (50º.C), induces the esterase production and it is related to degradation process. The P. chrysosporium produced esterases and polyphenoloxidase, whose enzymes had demonstrated to be involved with the polyethylene terephtalate degradation process, and were formed products with higher toxicities to Artemia salina / O Tereftalato de Polietileno PET é um termoplástico polar,com elevada estabilidade dimensional e temperatura de fusão, alta impermeabilidade a gases e resistência química a ácidos e solventes, empregado na fabricação de garrafas no Brasil. A biodegradação tem sido descrita como uma possível metodologia para reduzir o acúmulo de plásticos. Neste trabalho foi avaliado o desempenho das linhagens de Bacillus subtilis e Phanerochaete chrysosporium isoladamente na biodegradação do tereftalato de polietileno. Neste sentido, foram preparadas partículas do polímero sendo submetidas aos tratamentos com luz ultra violeta (6 e 36 horas) e temperaturas (35ºC e 50ºC) em seguida, foram colocadas nos meios caldo nutriente (B.subtilis) e Sabouraud (P. chrysosporium), incubados por 30 e 60 dias, incubados a 35ºC e 28ºC, respectivamente. Com a degradação das partículas observou-se que o pH passou de 5 para >8, com formação de biofilmes e indução da produção de enzimas (amilase, protease, esterase e polifenoloxidases). A formação do biofilme foi evidenciada por microscopia eletrônica de varredura. Os produtos metabólicos formados no meio de cultura foram avaliados pelo teste de toxicidade utilizando Artemia salina. A microscopia eletrônica demonstrou que B. subtilis colonizou completamente a superfície das partículas do PET, tanto nas condições controle (sem tratamento), como tratados. Os melhores resultados foram observados com o tratamento à temperatura de 50ºC, onde ocorreu alteração na superfície do polímero, perda da massa polimérica, permitindo maior colonização de ambos os microrganismos. As enzimas hidrolíticas foram produzidas pelos microrganismos em todos os tratamentos, em especial, à temperatura de 50ºC. Contudo, observou-se que B. subtilis não produziu polifenoloxidases. Os subprodutos da degradação do PET nas condições estudadas apresentaram alta toxicidade para Artemia salina no caso do P. chrysosporium e baixa toxicidade para B. subtilis. Os resultados obtidos sugerem o tratamento o prévio com a temperatura de 50ºC como importante para o processo de biorremediação

[pt] O grafeno é formado por uma monocamada de átomos de cabono ligados entre si formando uma rede hexagonal. Ele tem sido bastante estudado por pesquisadores e atraído investimentos de vários setores da economia por apresentar excelentes propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e ópticas. O presente trabalho tem como objetivo principal a caracterização reológica das suspensões de óxido de grafeno (GO) dispersas em polietileno glicol (PEG 400), com diferentes tempos de oxidação (2 e 96 horas), através do uso da reometria rotacional. O óxido de grafeno foi obtido pelo método de Hummers e caracterizado por várias técnicas. Este método é baseado na esfoliação química do grafite através de ácidos fortes, como o ácido sulfúrico. Uma vez que o óxido de grafite (GrO) é obtido, ele é esfoliado em um banho ultrassônico em PEG para a formação da suspensão com óxido de grafeno. A caracterização reológica foi realizada através de medições em escoamento de cisalhamento em regime permanente, transiente e oscilatório. A caracterização do GO foi realizada utilizando técnicas como: Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Análise Termogravimétrica (TGA). Os resultados servirão de base para a compreensão da interação entre o GO e o polímero, e o comportamento reológico dos nanofluidos de polímeros à base de GO. / [en] Graphene is formed by a monolayer of cabon atoms linked together forming a hexagonal network. It has been extensively studied by researchers and attracted investment from various sectors of the economy, because it presents excellent mechanical, thermal, electrical and optical properties. The present work has as main objective the rheological characterization of the suspensions of graphene oxide (GO) dispersed in poly(ethylene) glycol (PEG 400), with different oxidation times (2 and 96 hours), through the use of rotational rheometry. Graphene oxide was obtained by Hummers method and characterized by various techniques. This method is based on the chemical exfoliation of graphite using strong acids such as sulfuric acid. Once the graphite oxide (GrO) is obtained, it is exfoliated in an ultrasonic bath in PEG to form the suspension with graphene oxide. The rheological characterization is fulfilled through measurements in steady shear flow, transient shear flow and oscillatory shear flow. The characterization of GO was performed using techniques such as: X-Ray Diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, Fourier Transform Infrared (FTIR), Atomic Force Microscopy (AFM) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The results will serve as a basis for understanding the interaction between the GO and the polymer, and the rheological behavior of GO-based polymer nanofluids.

En la actualidad, la creciente producción de plásticos, su rápido consumo y eliminación luego del primer uso, genera la acumulación de grandes volúmenes de residuos de plásticos y, en consecuencia, ocasiona serios problemas en términos medioambientales, económicos y sociales. Por otro lado, la industria maderera genera grandes volúmenes de residuos sólidos y los empresarios usualmente invierten parte de su capital para deshacerse de estas mermas de la producción. Por lo que reciclar el plástico, recuperar la madera y transformarlos en objetos con valor agregado siempre será provechoso. Asimismo, un reto constante de la Ingeniería de Materiales es la búsqueda de nuevos materiales, que sean económicos, fiables y de buenas propiedades específicas; lo que, al mismo tiempo, implica el desarrollo de nuevos procesos de fabricación, como es el caso del sinterizado sin presión de materiales poliméricos, mediante el moldeo rotacional, como una técnica de procesamiento ideal para la fabricación de objetos huecos de gran volumen, de buen acabado superficial, económico, versátil en cuanto al diseño y libres de tensiones internas, debido a que no se obliga a fluir el material para tomar la forma final del producto, como usualmente ocurre en otras técnicas de procesamiento. En esta perspectiva, el objetivo principal de este trabajo es el estudio del sinterizado de materiales compuestos de polietileno de alta densidad reciclado y madera pino recuperada, fabricados mediante moldeo rotacional. Con este objetivo, según la metodología de la investigación, inicialmente se identifican los variables más importantes involucradas en el proceso de sinterizado mediante moldeo rotacional de materiales compuestos de plástico y madera. Luego, con el objetivo de evaluar la influencia de dichas variables, el procedimiento experimental se divide convenientemente en 3 etapas de moldeo, organizadas según la jerarquía de la influencia de dicha variables en función del tiempo del proceso. En la primera etapa, se estudia la influencia del contenido en volumen de las partículas de madera en el sinterizado del material compuesto. En la segunda etapa se analiza la influencia de la temperatura. Finalmente, en la tercera etapa se evalúa el efecto del tamaño de las partículas sobre el sinterizado del material compuesto. Cada una de las etapas de moldeo suministra valores de entrada para las etapas posteriores, por ello es indispensable realizar cada etapa de moldeo en el orden establecido. El ensayo de control en todas las etapas es la resistencia a la tracción de muestras fabricadas según el diseño experimental, a partir de las cuales se obtienen probetas según las normas ASTM. A partir del estudio del sinterizado de materiales compuestos de polietileno de alta densidad reciclado y madera pino recuperada, fabricados mediante moldeo rotacional, se ha identificado que las variables que gobiernan el proceso y, por tanto, las propiedades de dichos materiales son: i) el tiempo de sinterizado; ii) la temperatura de sinterizado; iii) el contenido en volumen de las partículas de madera y iv) el tamaño de las partículas de madera. Asimismo, se ha demostrado que el nivel de sinterizado de los materiales compuestos, puede ser cuantificado de manera indirecta a través del análisis de las superficies internas de los objetos moldeados y con la ayuda de los resultados de los ensayos de tracción, densidad y absorción de agua. Las mejores propiedades se obtienen para el material compuesto con un contenido en volumen del 15% de madera pino recuperada y 85% de polietileno de alta densidad reciclado, bajo las siguientes condiciones que permiten alcanzar un nivel de sinterizado óptimo: 320°C de temperatura nominal del horno, 28 minutos de tiempo de permanencia en el horno y un tamaño de partícula entre 297 y 500 μm. Estas condiciones de procesamiento dan como resultado, una material con una superficie interna libre de poros y con las siguientes propiedades: 18 MPa de resistencia a la tracción; 1000 MPa de módulo elástico; 0,938 g/cm3 de densidad y 0,7% de absorción de agua. / Tesis

A nivel mundial, la industria ha crecido enormemente en sus diferentes sectores, siendo la industria del plástico una de las que ha tenido un crecimiento considerable, entre otros, debido al desarrollo de diferentes tecnologías relacionadas con los diferentes procesos de fabricación, tales como: extrusión, inyección, soplado, moldeo por compresión, moldeo rotacional, los cuales permiten obtener diversos productos útiles para la sociedad. Sin embargo, la inadecuada gestión de residuos generados por estos productos ha incrementado la contaminación ambiental, principalmente en las grandes ciudades del mundo. Al mismo tiempo, como una alternativa de solución a este problema se viene investigando sobre la viabilidad de usar plásticos reciclados y madera recuperada para fabricar materiales compuestos con el propósito de aprovechar estos residuos, a la vez que se contribuye con el cuidado del ambiente. En este sentido, el objetivo del presente trabajo es el estudio del sinterizado de materiales compuestos obtenidos a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada fabricados mediante moldeo por compresión. Este estudio cuenta con tres etapas. En primer lugar se realizó la caracterización de los constituyentes del material compuesto: madera capirona recuperada y polietileno de alta densidad reciclado, según las normas ASTM. En la segunda etapa, según el diseño experimental se fabricaron muestras para diferentes temperaturas de trabajo y tiempos de permanencia en el horno, manteniendo constante el tamaño de partícula (≤3.33 mm) y la proporción en volumen: 70% plástico y 30% madera; luego a partir de estas muestras se elaboraron probetas para someterlas a ensayos de flexión, con la finalidad de determinar los valores óptimos de dichos parámetros de sinterizado para la fabricación del material compuesto bajo las condiciones antes mencionadas. Como parte final de la segunda etapa se fabricaron muestras del material compuesto sinterizado utilizando la temperatura y el tiempo de permanencia obtenidos, para evaluar el proceso de sinterizado en función de la proporción en volumen y el tamaño de partícula. Finalmente en la tercera etapa se realizó la caracterización de las muestras ensayadas con los parámetros óptimos. Se ha realizado el estudio del proceso de sinterizado de materiales compuestos, a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada mediante moldeo por compresión, habiéndose determinado que los parámetros de proceso más importantes son la temperatura de calentamiento del horno y el tiempo de permanencia en el mismo. A mayores temperaturas y tiempos en el horno el sinterizado se favorece y es limitado por la degradación de los materiales. Se puede reducir el tiempo de calentamiento incrementando la temperatura y viceversa. El material compuesto de polietileno de alta densidad reciclado y madera capirona recuperada con mejores propiedades mecánicas se obtiene con los siguientes parámetros: 70% de polietileno de alta densidad reciclado y 30% de madera capirona recuperada (% en volumen) de 1.9 mm a 3.3 mm de tamaño, a una temperatura de 175°C y 40 minutos de calentamiento en el horno, 10 minutos de tiempo de enfriamiento bajo una presión de 70 bar. Para estas condiciones, la resistencia a la flexión es 25 MPa y el modulo elástico en flexión es 1293 MPa, la densidad 0.91 g/cm3 y la absorción de agua es 2.2 %. / Tesis

En el procesamiento de compuestos de madera-plástico (WPC) mediante moldeo rotacional, puede ocurrir la descomposición térmica de la madera debido a las altas temperaturas del proceso. Sin embargo, puede evitarse controlando el pico de temperatura interna del aire (PIAT, por sus siglas en inglés). En esta perspectiva, el principal propósito de este trabajo es determinar cómo están relacionados el PIAT y las propiedades del WPC rotomoldeado entre sí. Para lograr esto, se procesaron varios materiales utilizando diferentes temperaturas de horno y tiempos de calentamiento. Como consecuencia, el PIAT alcanzó un valor específico durante el proceso en cada caso. Luego, se realizaron ensayos de caracterización para determinar las propiedades mecánicas y físicas de los materiales obtenidos. Finalmente, utilizando los resultados de las pruebas, se definió una relación entre el PIAT y esas propiedades. Los WPC rotomoldeados estaban compuestos por un 85% de polietileno de alta densidad reciclado (HDPER) y un 15% de partículas de madera de capirona (CWP), pero también se procesaron materiales compuestos por un 100% de HDPER. Los resultados muestran que se requiere un PIAT de 208 °C para que un WPC rotomoldeado se densifique completamente. Bajo esta condición, tiene propiedades óptimas y no sufre degradación térmica. En cuanto al material compuesto por un 100% de HDPER, se necesita un PIAT de 233 °C para alcanzar dicho estado. Además, utilizando la segunda derivada de los perfiles de temperatura interna del aire, también se identificaron el comienzo y el final de las seis fases del proceso de moldeo rotacional. / In the processing of wood-plastic composites (WPC) by rotational molding, thermal decomposition of wood can occur due to the high temperatures of the process. However, it can be avoided by controlling the peak internal air temperature (PIAT). In this perspective, the main purpose of this work is to determine how the PIAT and the properties of the rotomolded WPC are related to each other. To achieve this, several materials were processed using different oven temperatures and heating times. As a consequence, the PIAT reached a specific value during the process in each case. Then, characterization tests were carried out to determine mechanical and physical proprieties of the obtained materials. Finally, using the test results, a relationship between the PIAT and those properties was defined. The rotomolded WPC were made of 85% of recycled high-density polyethylene (HDPER) and 15% of capirona wood particles (CWP), but materials made of 100% of HDPER were also processed. Results show that a PIAT of 208 °C is required for a rotomolded WPC to be fully densified. Under this condition, it has optimal properties and it does not undergo thermal degradation. As for the material made of 100% of HDPER, a PIAT of 233 °C is necessary to reach such state. In addition, using the second derivative of the internal air temperature profiles, the beginning and end of the six phases of the rotational molding process were identified, too.

A qualidade dos procedimentos clínicos realizados na prática odontológica está intimamente ligada às propriedades dos materiais e tecnologias aplicadas à reabilitação oral. No caso das overdentures, uma falta de retenção entre a prótese e o implante pode ocorrer pelo excesso de fadiga das cápsulas que os conectam. Isso leva a um insucesso no tratamento e perda de função, reduzindo a durabilidade e qualidade de vida dos pacientes. Diante dessa problemática o presente estudo propôs um novo material que seja capaz de solucionar ou minimizar este problema, visando uma longevidade do tratamento reabilitador. O objetivo desse trabalho foi comparar um material inédito na odontologia com os já existentes, na confecção de cápsulas para retenção de overdenture, antes e após o envelhecimento artificial por termociclagem (10.000 ciclos = 1 ano clínico). O material estudado foi o Politereftalato de Etileno (PET) que vem se demonstrando um material promissor para tal função devido a sua biocompatibilidade e suas características físicas e mecânicas. O PET foi comparado com poliacetal, polietileno e teflon já utilizados para esta função (n=20). Os materiais foram submetidos aos ensaios resistência à compressão, rugosidade e dureza superficial, resistência à fadiga, arrancamento, resistência de união e análise em estereomicroscópio e microscopia eletrônica de varredura. Para responder aos objetivos do estudo foram utilizadas, além de técnicas básicas de análise exploratória como média, mediana, desvio padrão e intervalo de confiança para média (IC 95%), a análise inferencial de comparação de média de ANOVA Two-Way com Medidas Repetidas. Houve influência do envelhecimento artificial apenas na variável fadiga, em todos os tempos analisados. Em relação a rugosidade o PET (0,9168) apresentou as menores médias, juntamente com o Poliacetal (0,5160) (p=0,001). Para Dureza superficial não houve diferença entre os grupos. Na Resistência à Compressão o Poliacetal (109,88) apresentou os maiores valores de tensão, não havendo diferença estatisticamente significante do PET(101,02)(p=0,003). No ensaio de arrancamento PET (484,4) e Poliacetal (443,7) apresentaram os maiores valores de força máxima (p=0,033). Em relação a Fadiga PET e Poliacetal apresentaram os maiores valores em todos os tempos analisados (p<0,001). Através da análise por estereomicroscopia, o padrão de fratura do Poliacetal e PET foi coesiva, os demais foram adesiva. Pela microscopia eletrônica de varredura, não foi observado alteração de superfície apenas pelo Polietileno. Conclui-se que o PET apresentou ótimos resultados para as variáveis propostas, sugerindo seu uso para confecção de componentes protéticos / The quality of clinical procedures performed in dental practice is closely linked to the properties of materials and technologies applied to oral rehabilitation. In the case of overdentures, a lack of retention between the prosthesis and the implant can occur due to the excess fatigue of the capsules that connect them. This leads to unsuccessful treatment and loss of function, reducing the durability and quality of life of patients. Faced with this problem, the present study proposed a new material that is capable of solving or minimizing this problem, aiming at a longevity of the rehabilitation treatment. The objective of this study was to compare a new material in dentistry with existing ones, in the manufacture of capsules for retention of overdenture, before and after artificial aging by thermocycling (10,000 cycles = 1 year clinical).The material studied was polyethylene terephthalate (PET), which has been shown to be a promising material for this function due to its biocompatibility and its physical and mechanical characteristics. PET was compared with polyacetal, polyethylene and teflon already used for this function (n=20). The materials were submitted to the tests of compressive strength, roughness and surface hardness, fatigue strength, pullout, bond strength and stereomicroscopic analysis and scanning electron microscopy. In order to respond to the objectives of the study, we used, besides basic exploratory analysis techniques such as mean, median, standard deviation and confidence interval for mean (95% CI), the inferential analysis of the comparison of mean two-way ANOVA with Repeated Measurements . There was influence of artificial aging only on the variable fatigue, at all times analyzed. In relation to the roughness, the PET (0,9168) presented the lowest averages, together with the Polyacetal (0,5160) (p = 0.001). For superficial hardness there was no difference between the groups. In the Compression Resistance the polyacetal (109,88) had the highest values of tension, and there was no statistically significant difference of PET (101,02) (p= 0.003). The PET (484,4) and polyacetal (443,7) tear test the highest values of maximum strength were found (p = 0.033). In relation to PET Fatigue and Polyacetal presented the highest values in all times analyzed (p <0.001). Through stereomicroscopy analysis, the fracture pattern of Polyacetal and PET was cohesive, the others were adhesive. By scanning electron microscopy, no surface change was observed only by Polyethylene. It is concluded that PET presented excellent results for the proposed variables, suggesting its use for the preparation of prosthetic components

[pt] O objetivo deste trabalho foi estudar a influencia das condições da impressão 3D nas propriedades finais do polietileno de alta densidade usando a modelagem por fusão e deposição, FDM. Foram impressos protótipos com formato de corpos de prova para teste de tração tipo V segundo norma ASTM D638, a três temperaturas de processamento: 220, 240 e 260 Graus Celsius. Para a impressão das amostras foram mantidos constantes os parâmetros de controle, entre eles a espessura da camada de impressão. As amostras impressas foram caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia infravermelha, calorimetria diferencial de varredura, análise termogravimétrica, ensaio de tração, índice de fluidez e teste de contração. Os resultados das caracterizações das amostras impressas foram comparados com os resultados do material sem processar, cujas propriedades foram obtidas usando os mesmo métodos de caracterização. Estes resultados demostraram que as condições de impressão por FDM empregadas neste trabalho causaram apenas uma leve mudança nas características estruturais das amostras processadas do PEAD em relação ao material original sem processamento. Houve um leve aumento da cristalinidade no PEAD impresso (em torno de 1,3 a 3 porcento). Além disso, foi comprovado que por causa do resfriamento desigual na superfície e no interior da amostra impressa, o grau de cristalinidade foi levemente maior no interior que na superfície do corpo de prova impresso. A leve mudança no grau de cristalinidade não foi suficiente para causar mudança no módulo de elasticidade e no limite de escoamento em relação ao PEAD original. Outros resultados demostraram que não houve mudança significativa envolvendo formação de ligações duplas, quebra de cadeias e degradação térmica por efeito da condição do processamento utilizada durante a impressão. / [en] The aim of this work was to study the influence of process conditions for 3D printing on the final properties of prototypes of high density polyethylene (HDPE) using the method of the fused deposition modeling. Prototypes for type-V tensile testing according to ASTM D 638 were printed; They were made to three processing temperatures: 220, 240 and 260 Celsius degree. Control parameters for printing were kept constant in all the samples. The printed samples were characterized by X – ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, tensile test, melt flow index test, and, shrinkage test. The results of the characterization of the printed samples and of the original material were compared. These results demonstrated that the printing conditions employed in this study caused a slight change in the structural characteristics of the printed samples compared to the unprocessed original material, there being a slight increase in crystallinity (about 1,3 to 3 percent) for HDPE which was printed. In addition, it has been proven that the degree of crystallinity was slightly greater on the inside that on the surface of the printed samples, because of uneven cooling on the surface and inside of these samples. The slight change in the degree of crystallinity was not enough to cause change in the elastic modulus and yield strength compared to the original HDPE. Other results showed that there was not significant change involving bond formation, break chains, and, thermal degradation by the effect of the processing conditions used during printing.