Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento mecânico estático de diferentes cabos poliméricos reforçados por fibras em solicitações de tração e flexão através de ensaios experimentais, modelos analítico e numérico, inserindo as incertezas probabilísticas experimentais. Diferentes fios de compósitos pultrudados de seção circular foram ensaiados experimentalmente para se determinar seus respectivos coeficientes de atrito estático (COF), módulo de elasticidade (E1), coeficiente de Poisson (12) e máxima deformação axial na ruptura (). Cabos utilizando fibras de carbono e resina epóxi de arquitetura 1×7 foram ensaiados experimentalmente em tração e flexão 4 pontos, os resultados foram comparados com um modelo analítico bidimensional simplificado adaptado do modelo de Costello e com um modelo numérico tridimensional dedicado. Considerou-se as incertezas probabilísticas em ambos os modelos incorporando as variações experimentais das principais propriedades de entrada. O modelo numérico foi empregado para o estudo de cabos com construções híbridas (fios de diferentes compósitos). Como principais resultados para o cabo 1×7 CFRP, a carga de ruptura média em tração foi 190,25 kN, em flexão o cabo apresentou uma força média de 598,5 N para um deslocamento de 10 mm. O modelo numérico mostrou-se muito confiável, com uma diferença de -1,15% (181,1 kN) em relação aos resultados experimentais médios para tração, mas o modelo analítico simplificado apresentou diferenças acima de 10%. Para os ensaios em flexão o desempenho dos dois modelos foram similares, o numérico apresentou uma diferença de -3,11% (580,5 N) com relação ao experimental e o modelo analítico apresentou diferença acima de 10% (680,5 N). As análises estatísticas constataram não haver diferenças significativas entre os resultados do modelo numérico em relação ao experimental para ambas as solicitações analisadas. Por outro lado, há uma diferença estatística significativa entre os resultados experimentais e os gerados pelo modelo analítico. Concluiu-se também que todos as propriedades de entrada contribuem de maneira similar aos resultados dos dois modelos. Com o modelo numérico, comprovou-se a ocorrência de escorregamento entre os fios do cabo levando a uma perda da seção transversal circular e diminuição do momento de inércia. Encontrou-se o melhor compromisso entre maior flexibilidade em flexão sem comprometer a resistência à tração, para o cabo 1×7 com passo entre 90 e 150 mm, e que a variação do COF não afeta significativamente o desempenho do cabo em tração e flexão. Por fim, os demais resultados obtidos empregando este modelo indicam que os cabos de compósitos, mesmo em construções multicamadas, apresentam um real potencial de aplicação em diversos setores da engenharia. / The aim of this work is to evaluate the static mechanical behavior of different fiber reinforced polymer cables in tensile and flexural stresses through experimental, analytical and numerical models, inserting the experimental probabilistic uncertainties. Different wires of pultruded composites of circular section were tested experimentally to determine their respective coefficients of static friction (COF), modulus of elasticity (E1), Poisson coefficient (12) and maximum axial deformation at rupture (). Cables using carbon fibers and epoxy resin of 1 × 7 architecture were tested experimentally in traction and 4-point bending, the results were compared with a simplified two-dimensional analytical model adapted from the Costello model and also with a dedicated three-dimensional numerical model. Probabilistic uncertainties were considered in both models by incorporating the experimental variations of the main input properties. The numerical model was used for the study of cables with hybrid constructions (wires of different composites). As the main results for the 1 × 7 CFRP cable, the average tensile ultimate load was 190.25 kN, in flexion the cable had a mean force of 598.5 N for a displacement of 10 mm. The numerical model was very reliable, with a difference of -1.15% (181.1 kN) in relation to the average experimental results for traction, but the simplified analytical model presented differences above 10% For the bending test the performance of the two models was similar, the numerical one presented a difference of -3.11% (580.5 N) in relation to the experimental one and the analytical model showed difference above 10% (680.5 N) . Statistical analysis showed that there were no significant differences between the results of the numerical model in relation to the experimental one for both analyzed requests. On the other hand, there is a statistically significant difference between the experimental results and those generated by the analytical model. It was also concluded that all input properties contribute in a similar way to the results of the two models. With the numerical model, it was verified the occurrence of sliding between the cables of the cable leading to a loss of the circular cross section and decrease of the moment of inertia. The best compromise between greater bending flexibility without compromising tensile strength was found for the 1 × 7 cable with pitch length between 90 and 150 mm, and that the COF variation did not significantly affect the cable's performance in traction and bending. Finally, the other results obtained using this model indicate that composite cables, even in multilayer constructions, present a real potential of application in several engineering sectors.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-20T19:15:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / O foco deste trabalho é o estudo dos primórdios do desenvolvimento da aviação, seus principais incentivadores e estudiosos, com vistas a obter referências para o desenvolvimento de um processo de fabricação de laminado plano de material composto polimérico de fibra de vidro, para substituição de outro – o contraplacado aeronáutico – na construção de fuselagem aeronáutica. Propõe-se uma metodologia para a produção desses laminados, baseada no processo de infusão de resina por meio da técnica de RTM (Resin Transfer Moulding). ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The work focus is the presentation of firsts aircraft development, pioneers, first rousers and diligents, and create a factoring process to produce a material polymeric – fiber glass composite laminate plane, to replace the plywood, in fuselage body airplanes construction. We will proposes a methodology to produce this materials, by RTM (Resin Transfer Moulding) technique.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320324.pdf: 4531539 bytes, checksum: 687157b7d5c30ecd557ae206ed694ba4 (MD5) / O poli(3-hidroxibutirato) - P(3HB), é um poliéster natural e biodegradável, produzido por cultura bacteriana, sendo considerado um atrativo substituto para os polímeros petroquímicos. O glicerol, por sua vez, que teve sua disponibilidade no mercado ampliada em decorrência da política nacional de estímulo à adição de biodiesel nos combustíveis fósseis, pode ser utilizado para diversas finalidades. Dentre elas, destaca-se seu uso como fonte de carbono no cultivo de micro-organismos. Diante da disponibilidade de glicerol, objetivou-se neste trabalho utilizá-lo como fonte de carbono adicional na produção de P(3HB). Foram realizados ensaios preliminares nos quais foi avaliada a possibilidade do uso do glicerol proveniente da produção do biodiesel na biossíntese do P(3HB). Em seguida, foram realizados ensaios planejados por meio de um delineamento composto central rotacional (DCCR) 23 com 3 pontos centrais no qual foram avaliadas a influência da temperatura e das concentrações de açúcar invertido e glicerol no crescimento de Cupriavidus necator, bem como na produção e acúmulo do polímero pela célula, ensaio este que foi em seguida validado em triplicata avaliando sua cinética. A melhor condição validada teve sua escala ampliada para biorreator de 2 L, também com avaliação cinética e extração dos filmes para a sua caracterização físico-química, térmica e mecânica. E, finalmente, foram realizados os ensaios de biodegradação em solo e exposição em câmara de envelhecimento acelerado, com avaliação do material degradado. Nos ensaios preliminares constatou-se que o glicerol bruto poderia ser utilizado como fonte de carbono adicional ao meio de cultivo de C. necator. Os resultados do DCCR revelaram que o aumento da temperatura levou a um incremento na produção e no acúmulo de P(3HB) e que, quando foram utilizados 15 g L-1 de glicerol, chegou-se a resultados de acúmulo 15 % superiores, porém não considerados como estatisticamente significativos. O modelo obtido no DCCR foi validado para todas as condições para o acúmulo percentual de P(3HB) e para a produção de polímero diferiu em 3 % do valor experimental obtido para a condição a 38 °C, 15 g L-1 de açúcar invertido e 15 g L-1 de glicerol, para as demais condições testadas o modelo foi validado. Em biorreator, foram realizados cinco ensaios, sendo que para os ensaios com adição de glicerol bruto como substrado ou cosubstrato não houve crescimento ou produção de P(3HB) viável para extração. Na caracterização dos polímeros sintetizados em biorreator com e sem adição de glicerol puro, verificou-se que o uso do glicerol não modificou as propriedades dos filmes, mas foi possível afirmar que os polímeros obtidos e extraídos nesse trabalho eram mesmo o P(3HB). Em solo, as amostra degradaram em 35 dias, enquanto na exposição dos filmes à câmara de envelhecimento acelerado notou-se maior estabilidade das amostras o que permitiria a aplicação do polímero no ambiente, sem que ele se degradasse <br> / Abstract: Poly(3-hydroxybutyrate) - P(3HB) is a natural, biodegradable polyester, produced by bacterial fermentation, and considered an attractive replacement for petrochemical polymers. Glycerol had expanded its availability in the market due to the national policy of encouraging the addition of biodiesel in fossil fuels, the glycerol can be used for several purposes. Among them, its use as a carbon source for the cultivation of microorganisms has been highlighted. Through the availability of glycerol, this study aimed to use it as an additional carbon source on the production of P(3HB). First of all, preliminary tests were conducted to evaluate the possibility of the use of glycerol from the biodiesel production in the biosynthesis of P(3HB). Then, tests were conducted planned by a central composite rotatable design (CCRD) 23 with three central points in order to evaluate the influence of the temperature and the concentrations of inverted sugar and glycerol on Cupriavidus necator growth, as well as the production and accumulation of the polymer into the cell. The experiments were made in triplicate and the kinetics were evaluated. The best condition of the process had their range expanded to 2 L bioreactor. The kinetic were evaluated and the films obtained had its physical-chemical, thermal and mechanical properties evaluated. Finally, biodegradation in soil assays were performed and exposure chamber accelerated aging was performed, with evaluation of the degraded material. In preliminary tests it was found that crude glycerol could be used as an additional carbon source to the culture medium of C. necator. The results of the CCRD revealed that the increase of the temperature led to an increase in the production and accumulation of P(3HB) and when 15 g L-1 of glycerol were added to the medium, an accumulation of 15% was reached, but not considered as statistically significant. The model obtained in CCRD was validated for all conditions for the accumulation percentage of P (3HB) and the polymer production differed in 3 % of the value obtained for the experimental condition at 38 °C, 15 g L-1 of inverted sugar and 15 g L-1 of glycerol, for the other conditions tested the model was validated. Five tests were performed in bioreactor, and no growth or production of P (3HB) viable for extraction was identified for assays with crude glycerol as substrate or co-substrate. In the characterization of the polymers synthesized in bioreactor with and without addition of pure glycerol, it was found that the use of glycerol did not modify the film properties, but it was possible to say that the polymers extracted were P(3HB). In soil, the samples degraded in 35 days, while the films that was exposed at the accelerated aging chamber presented greater stability of the samples which would allow the application of the polymer in the environment without degradation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-14T03:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343674.pdf: 3762813 bytes, checksum: 68e4899b4df7871f71a8da0250675bd1 (MD5) Previous issue date: 2016 / Com a intenção de desenvolver materiais alternativos para a engenharia foi elaborado um compósito geopolimérico à base de metacaulim e nanobastões de carbeto de silício. Com uma dosagem de base, foi analisada a resposta mecânica do compósito com adição de diferentes teores de nanobastões sobre a matriz. Foram realizadas amostras de metacaulim com solução ativadora composta de hidróxido de sódio e silicato de sódio, em uma concentração característica de 11 M de NaOH e cura térmica a 65°C por 24 horas; submetidas a ensaios de resistência à compressão, resistência à flexão e módulo de elasticidade. Foram obtidos resultados de 14,59 MPa (um incremento de 36,23%) para a resistência à compressão e 2,61 MPa (um incremento de 63,13% vezes) para resistência à flexão, quando incorporado um teor de 0,10% de nanobastões de carbeto de silício em relação à massa do material sólido no primer dia. O desenvolvimento da calorimetria da matriz de referência apresentou um incremento de 172% a mais que qualquer matriz com adição de nanobastões; atribuindo-se a estes a possibilidade de dissipar energia interna do sistema. Foi feita a dispersão dos nanobastões na matriz geopolimérica mediante sua adição na solução ativadora, que forneceu tempo suficiente para que os nanobastões fiquem emaranhados na matriz durante sua ativação térmica em estufa. A variação dos resultados nos módulos de elasticidade estático foi associada às orientações não controladas dos nanobastões dentro da matriz, sendo este de menor magnitude em relação ao modulo de elasticidade dinâmico. O modulo de elasticidade estático apresentou decréscimo quando era incorporado um teor maior de 0,10% nanobastões, porém o modulo de elasticidade dinâmico com qualquer teor de adição apresentava decréscimo.<br> / Abstract : With the intention to develop alternative materials for engineering has produced a metakaolin-based geopolymer and silicon carbide nanowhiskers. Taking a base dosage, was analyzed composite mechanical response with different contents of the nanowhiskers into the matrix. Specimens of metakaolin were made with activator solution composte by sodium hydroxide and water glass solution at concentration of 11 M NaOH and beyond curing at 65 ° C for 24 hours; subjected to compressive strength test, flexural strength and modulus of elasticity. Results were obtained 14,59 MPa (an increase of 36.23%) for the compressive strength and 2,61 MPa (an increase of 63.13% times) for flexural strength when incorporated in a content of 0,10 % nanowhiskers of silicon carbide in relation to mass of the solid material in the primer day. The development of the reference calorimetry showed an increase of 172% more than any matrix with addition of nanowhiskers; assigning them the possibility to dissipate internal energy of the system. The dispersion of nanowhiskers was made in geopolymer matrix by its addition in the activating solution, provided enough time for the nanowhiskers remain entangled in the matrix during thermal activation. The variation results in static modulus of elasticity was associated with uncontrolled directions of nanowhiskers within the array, which is of smaller magnitude compared to the dynamic modulus of elasticity. The static modulus of elasticity was incorporated showed a decrease when a higher content of 0,10% nanowhiskers, but the dynamic modulus of elasticity with any added content showed decrease.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-13Bitstream added on 2014-06-13T20:33:15Z : No. of bitstreams: 1 cardoso_ls_me_ilha.pdf: 1695440 bytes, checksum: a405a9de67a38bab365400a8a0d01ec9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, estudamos os processos de condução envolvidos na condutividade elétrica de nanocompósitos de polianilina com óxido de índio e estanho (PANI/ITO) e de poliuretano com negro de fumo (PU/NF), a partir da aplicação de um modelo estatístico de rede de resistores e da análise da condutividade dc próximo ao limiar de percolação. O modelo estatístico foi desenvolvido em linguagem Fortran 90 para gerar a estrutura morfológica desses nanocompósitos e calcular a condutividade elétrica alternada pela aplicação de uma técnica de matriz de transferência. O modelo levou em consideração a estrutura desordenada da PANI não dopada, a formação de segmentos moles e duros no PU e a distribuição aleatória de nanopartículas e agregados de ITO e NF em suas respectivas matrizes. A impedância entre dois sítios vizinhos da matriz polimérica, tanto para PANI quanto para PU, foi calculada pelo modelo de Dyre, enquanto que a impedância entre dois sítios vizinhos que compõem a fase condutora de ambos nanocompósitos foi calculada pelo modelo de Drude. Foram realizadas medidas de espectroscopia de impedância e de condutividade dc para ambos os compósitos, com diferentes concentrações da fase condutora. Os objetivos foram analisar os processos de condução, determinar o limiar de percolação e os expoentes críticos da condutividade. De acordo com os resultados das simulações e dos resultados experimentais, o processo de condução entre dois sítios da matriz polimérica obedece ao modelo de distribuição aleatória de barreiras de energia livre de Dyre (RFEB), ao passo que a condução nos domínios condutores é descrita pelo modelo de Drude. A análise das medidas de condutividade dc realizadas abaixo do limiar de percolação de ambos os compósitos indica que o processo de condução... / In this paper, we study the conducting processes involved in electrical conductivity of polyaniline/indium tin oxide nanocomposites (PANI/ITO) and polyurethane/carbon black nanocomposites (PU/CB), from the application of a statistical model of network resistors and the analysis of the dc conductivity near the percolation threshold. The statistical model was developed in Fortran 90 to generate the morphological structure of these nanocomposites and calculate the alternating electrical conductivity by applying a transfer matrix technique. The model took into account the disordered structure of undoped PANI, the formation of soft and hard segments in PU and random distribution of nanoparticles and aggregates of ITO and NF in their respective matrix. The impedance between two neighboring sites of the polymeric matrix, for both PANI and PU, was calculated by the model of Dyre, while the impedance between two neighboring sites from conductive phase was calculated by the Drude model. Were measured impedance spectroscopy and dc conductivity for both composites, with different concentrations of the phase conductor. The objectives were to analyze the processes of conduction, determine the percolation threshold and critical exponents of conductivity. According to the simulations and experimental results, the conduction process, between two sites of the polymeric matrix, is in agreement with random free energy barriers model proposed by Dyre (RFEB), while the conduction in the conductive phase is described by the Drude model. The analysis of the dc conductivity measurements obtained below the percolation threshold on both the composites indicates that the process of conduction occurs via hopping between sites of the polymeric matrix. In the region of percolation, both the hopping and tunneling can contribute to the conduction process. However, for samples with concentrations... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-30Bitstream added on 2014-06-13T18:46:24Z : No. of bitstreams: 1 santos_af_dr_araiq.pdf: 1619971 bytes, checksum: 9098b99726318b3a72eb12f70f4668e9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A síntese de polióis preparados a partir de substâncias químicas de origem renovável, especialmente óleo de mamona e breu têm crescente interesse na indústria de revestimentos e adesivos, entre outros. A versatilidade destes compostos está diretamente relacionada com o tipo e o potencial da modificação estrutural das matérias-primas. Formular, sintetizar e caracterizar polióis alquídico e rosínico a partir de óleo de mamona e breu modificados quimicamente com trimetilolpropano foram as propostas desta tese. Formulouse o poliol alquídico com excesso de hidroxilas empregando-se óleo de mamona modificado com trimetilolpropano e polimerizado com anidrido ftálico. Formulou-se o poliol rosínico a partir da reação de Diels-Alder do ácido abiético. Principal componente do breu, com o anidrido maleico, seguida da esterificação com trimetilolpropano para obtenção do aduto. O aduto foi submetido à reação de poliesterificação com óleo de mamona modificado com trimetilolpropano para formar o poliol rosínico. A otimização das condições de polimerização, caracterizações das propriedades inerentes destes polióis foram feitas determinando-se os índices analíticos de acidez e de hidroxilas de acordo com os métodos de teste padronizados. A presença de resíduos de matérias-primas nos intermediários e nos polióis foram avaliadas por Cromatografia Gasosa com detecção por ionização em chama (GC-FID). O comportamento térmico foi avaliado por Análise Termogravimétrica e Análise Térmica Diferencial (TG-DTA). Avaliação estrutural por Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear de Carbono e Hidrogênio (13C-NMR e 1HNMR). Determinação da curva de Distribuição de massa molar por Cromatografia de Exclusão por tamanho com detecção por índice de refração (SEC-RI)... / The polyols prepared from renewable sources, especially from castor oil and rosin have been attracted a significant effort to develop new materials to the paint and adhesive industries. These raw materials have versatile chemical structures and depending on the application it is possible to formulate specific products. The main purpose of this study is to formulate, synthesize and characterize alkyd and rosin polyols from chemically modified castor oil end rosin with trimethylolpropane. The alkydic polyol with an excess of hydroxyl groups has been formulated from modified castor oil with trimethylolpropane and carried out a transesterification reaction with phthalic anhydride. During the first step of the rosin polyol formulation was obtained the adduct from an abietic acid isomer-maleic anhydride Diels-Alder reaction and an esterification with trimethylolpropane. The adduct transesterification with castor oil and additional proportions of abietic acid and trimethylolpropane allow it to obtain the rosin polyol. Hydroxyl and acid values have been obtained according to standard test methods. Residual raw materials present in the polyols have been analyzed by GC-FID and the thermal behavior has carried out by TG-DTA. The structural characterization has been obtained by SEC-RI and from spectroscopy FTIR, 13C-NMR and 1H-NMR studies were presented the polyol chemical structures... (Complete abstract click electronic access below)

Materiais poliméricos termoplásticos são largamente utilizados pela população devido a suas propriedades mecânicas e baixo custo. Essas propriedades conferem ao material baixa biodegradabilidade, causando persistência e acúmulo no ambiente. Alternativamente, tem sido proposta a utilização de materiais de maior degradabilidade, entre eles os intrinsecamente biodegradáveis, os hidro-biodegradáveis e os oxi-biodegradáveis. O custo mais elevado destes materiais ocasionou o surgimento no mercado de inúmeros polímeros, supostamente biodegradáveis. Assim, este trabalho teve como objetivo identificar as melhores condições metodológicas para expressar o potencial de biodegradação desses polímeros e avaliar o desempenho daqueles três tipos de materiais poliméricos biodegradáveis, com destaque para os oxi-biodegradáveis, que apresentam propriedades e custo muito próximos aos termoplásticos tradicionais. O trabalho constou da avaliação prévia da metodologia e das condições ótimas para a degradação, sendo posteriormente avaliados quatorze polímeros classificados como biodegradáveis, e, por último, da avaliação de dois polímeros oxibiodegradáveis (polietileno e poliestireno). Verificou-se que o emprego de composto maduro e perlita misturados com o polímero, a 58ºC e a 50% de umidade foram as melhores condições encontradas para os testes respirométricos. Entre os polímeros testados, foi observada a maior mineralização nos polissacarídeos de celulose e amido e nos poliésteres lineares poli(ácido lático), poli(e-caprolactona) e poli(3-hidróxi-butirato). Com mineralização intermediária, destacaram-se os poliésteres alifático-aromáticos poli(butileno-succinato-tereftalato) e poli(butileno-adipato-tereftalato) e sua blenda com amido; poli(álcool vinílico); poli(3-hidróxi-butirato-3-hidróxi-valerato) e a blenda de lignina com fibras vegetais. As mais baixas mineralizações foram observadas, além de um poliuretano, nos polímeros oxi-biodegradáveis polietileno e poliestireno. O polietileno aditivado apresentou mineralização de até 12,5 % em três meses de incubação, ao passo que o poliestireno espumado foi mineralizado em até 5 %. Estas mineralizações foram dependentes das condições prévias de degradação oxidativa e da formulação empregada. Para estes materiais, existem grandes potenciais para melhorar a sua degradação biótica e abiótica. Conclui-se que já existem no mercado polímeros apresentando alta biodegradabilidade, assim como materiais de baixo custo e de propriedades físicas e químicas plenamente satisfatórias, mas de baixa biodegradabilidade. / Thermoplastic polymeric materials are largely used by the population due to their good mechanical properties and low cost. Those properties confer to the material low biodegradability, causing persistence and accumulation in the environment. Alternatively, the use of materials of higher degradability has been proposed, among them the intrinsically biodegradable, the hydro-biodegradable and the oxo-biodegradable polymers. The higher cost of these materials lead to the uprising of many polymers, supposedly, biodegradable. This work had as objective to identify the best methodological conditions to express the biodegradation potential of these polymers and to evaluate the performance of these three types of biodegradable polymeric materials, with distinction to the oxo-biodegradable ones, which present properties and cost close to the traditional thermoplastic materials. The work consisted of the previous evaluation of the methodology and of the optimal conditions for the degradation, followed by the evaluation of fourteen polymers classified as biodegradable, and at last, of the evaluation of two oxo-biodegradable polymers (polyethylene and polystyrene). It was verified that the use of mature compost and perlite mixed with the polymers, at 58ºC and 50% humidity were the best conditions found for the respirometric tests. Among the polymers tested, the largest mineralization was observed in the polysaccharides cellulose and starch and in the aliphatic polyesters poly(e-caprolactone), poly(lactic acid) and poly(3- hydroxy-butyrate). A group showing intermediate mineralization was represented by the aliphatic-aromatic polyesters poly(butylene-succinateterephtalate), and poly(butylene-adipate-terephtalate) and its blend with starch; by poly(vinyl alcohol); by poly(3-hydroxy-butyrate-3-hydroxy-valerate) and by the blend of lignin and vegetal fibers. The lowest mineralization were observed, apart from polyurethane, for oxo-biodegradable polyethylene and foamed polystyrene. The polyethylene with pro-degrading additives presented mineralization of up to 12,5% in three months of incubation, while the polystyrene was mineralized in up to 5%. These mineralizations were dependent on the previous conditions of oxidative degradation and on the formulation used. For these materials, there are great potentials to improve their abiotic and biotic degradability. It is concluded that there are already in the market polymeric materials showing high biodegradability as well as low cost materials with adequate physical and chemical properties, but with slow biodegradation.

A aplicação de materiais compósitos em peças utilizadas em ambientes marítimos permite a fabricação de peças com formatos complexos e que apresentam propriedades específicas elevadas. Hélices e laminados foram preparados utilizando resina éster-vinílica reforçada com manta e tecido de fibra de vidro. A fabricação dos compósitos foi realizada pela técnica de moldagem por transferência de resina (RTM), que permite obter peças com melhores propriedades que técnicas de fabricação manuais. Para a caracterização do compósito desenvolvido, foram realizados ensaios mecânicos de curta duração como tração, flexão, impacto e dureza Barcol. Para avaliação física do compósito, foram realizados ensaios de densidade e foi calculado o teor de vazios. A calorimetria diferencial de varredura foi empregada para determinar o tempo e as temperaturas de gel e de cura. A análise termogravimétrica foi utilizada para determinar o teor de fibras. Também foram avaliadas as propriedades dinâmicomecânicas do compósito com variação de temperatura e de freqüência. Para avaliação da susceptibilidade do material, foi realizado ensaio de absorção de água. De maneira geral, os materiais compósitos produzidos foram considerados uma boa alternativa para a substituição de materiais metálicos, pois os resultados obtidos se mostraram favoráveis ao desenvolvimento de sistemas propulsores através do processo de RTM. / The use of composite materials allows the manufacture of parts with complex shapes and high specific properties which may be used in marine environments. Propellers and laminates were prepared using vinyl ester resin reinforced with mat and fiberglass fabric. The manufacture of composites was carried out via resin transfer moulding (RTM), which is able to produce parts with better characteristics than other manufacturing techniques. For the characterization of the composites, short-term mechanical tests such as tensile, flexural, impact and Barcol hardness were used. For a better physical evaluation of the composite, density and void content were tested. Differential scanning calorimetry was used to determine gel and curing time and temperature. Thermogravimetric analysis was used to determine fiber content. The dynamic mechanical properties of the composites under a range of temperature and frequency were also evaluated. To evaluate the susceptibility of the material to the environment water absorption test was carried out. In general, the composites were considered a good alternative for the replacement of metallic materials, since the results favored the development of propulsion systems through RTM.

Neste trabalho foram caracterizadas cinco blendas de reator de diferentes composições de PP/EPR/PE de diferentes composições, obtidas através de sistema catalítico Ziegler-Natta, as quais foram fornecidas pela Braskem S.A. A composição das blendas foi determinada e estudada correlacionando-as com as concentrações de eteno e propeno utilizadas no processo de polimerização. Para determinação da composição das blendas foram utilizadas as técnicas de fracionamento em xileno e fracionamento por eluição com gradiente de temperatura (P-TREF) aliadas às técnicas de viscosidade intrínseca, FT-IR e DSC. Cada amostra foi fracionada de acordo com sua composição química, e as frações caracterizadas individualmente. Através da técnica de P-TREF e fracionamento em xileno foi possível quantificar e caracterizar cada componente da blenda. Os resultados da caracterização mostraram que as blendas de reator estudadas são compostas de homopolímero de polipropileno, borracha etileno-propileno e copolímero de etileno-propeno. O estudo realizado por DSC mostrou a provável influência da borracha no comportamento térmico do PP. Além disso, foi observado que com o aumento no teor de borracha a velocidade de crescimento linear dos esferulitos de PP diminui. As propriedades das blendas foram avaliadas por DMA, por módulo de flexão e pela resistência ao impacto IZOD. Foi observada uma miscibilidade parcial do polietileno com a borracha nas blendas contendo teores de PE em torno de 7 e 11% m/m. A influência da quantidade de PE também foi observada na morfologia das blendas. Além da quantidade de PE, também foi observado que a morfologia das blendas é influenciada pela relação de viscosidades entre a borracha e a fração cristalina da blenda. As diferenças na composição e morfologia influenciam as propriedades de impacto, sendo que blendas com maior teor de borracha e com partículas de borracha dispersas na matriz de PP levam à obtenção de materiais com alta resistência a impacto a baixas temperaturas. / In this work five PP/EPR/PE reactor-made-blends of different compositions, were characterized. These blends were obtained through the Ziegler-Natta catalytic system and supplied by Braskem S.A. The blends composition was determined and correlated with the conditions of the polymerization process. The fractionation in xylene and temperature rising elution fractionation (P-TREF), all combined with intrinsic viscosity technique, FT-IR and DSC analysis, were used for structural characterization. Each sample was fractionated according to its composition, and the fractions were individually characterized. Through the P-TREF and xylene fractionation it was possible to quantify and characterize each component of the blends. The results show that polypropylene homopolymer, ethylene-propylene rubber and ethylene-propylene crystalline copolymer constitute these reactor-made-blends. The DSC results show the probable influence of rubber in the thermal behavior of PP. It was also observed that the linear spherulite growth rate of PP decreases with the increase of the rubber content. The DMA analysis, flexile moduli and impact resistance (IZOD) were used to evaluate the properties of the blends. The partil miscibility between the PE and EPR was observed in blends with PE content around 7 and 11 wt%. The influence of PE content on the morphology was also observed. It was also observed that the morphology of the blends was influenced by the viscosity ratio of EPR to crystalline fraction of the blend. The differences in composition and morphology of the blends influence the impact properties. Blends with high EPR content and particles disperse in the pp matrix show high impact resistance at low temperature.

A União Europeia ao adotar as diretivas: 2002/96/EC — WEEE e a 2002/95/EC — RoHS de modo a minimizar os resíduos equipamentos eletroeletrônicos (WEEE — do inglês: Waste Eletrical Electronic Equipment) e restringir as substancias nocivas (RoHS — do inglês: Restriction of Hazardous Substances) vem causando um grande impacto na rotina de controle de substancias perigosas, incluindo metais taco tóxicos, como chumbo, cadmio e cromo, em todos os materiais que são utilizados nesses equipamentos. Os componentes plásticos são os principais constituintes dos equipamentos eletrônicos e uma potencial fonte de metais taco tóxicos que são adicionados como estabilizantes, corantes e catalisadores. Como esses materiais plásticos são desenvolvidos de modo a serem resistentes a ataques químicos, eles são normalmente difíceis de serem dissolvidos. Sob esta motivação, neste trabalho foram desenvolvidos e otimizados métodos para a determinação de cadmio, chumbo e cromo utilizando a técnica de amostragem direta de sólidos por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite. Em todos os procedimentos o foco principal foi a redução de tratamento das amostras, bem como o emprego de soluções padrão aquosas a fim de tornar os métodos mais simples e facilmente aplicáveis a rotina. O use de modificador químico, mistura de paládio e magnésia foi mandatório para estabilizar cadmio e chumbo. As determinações de cromo foram realizadas sem a adição de modificador químico. Calibração versus padrões aquosos Ode ser utilizada para a determinação dos três analitos. Nas determinações de chumbo e de cromo de modo a ter uma maior faixa linear de concentração usou-se o artificio de trabalhar com ou sem fluxo de gás na etapa de atomização. No caso da determinação de cadmio linhas analíticas (228,8 nm e 326,1 nm) com diferentes sensibilidades foram empregadas para ampliar a faixa linear do método. Os limites de detecção foram: 0,7 lig kg-1, 22 prg kg1 e 13 jig kg-1 para cadmio, chumbo e cromo, respectivamente. Materiais de referencia certificados foram utilizados para a validação dos métodos, não havendo diferença significativa entre os valores obtidos e os certificados. Oito amostras de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos foram analisadas, estando todas em conformidade com as diretivas WEEE e RoHS. / By adopting the directives 2002/96/EC — WEEE (Waste Eletrical and Electronic Equipment) and 2002/95/EC — RoHS (Restriction of Hazardous Substances) the European Union will cause a great impact on the routine control of hazardous substances, including toxic trace metals, such as lead, cadmium and chromium, in all the materials that are used in this kind of equipment. Plastic components are among the main constituents of electronic equipment and a potential source of toxic trace metals, which are added as stabilizers, catalysts and/or colorant. As these plastic materials are designed to be resistant against chemical attack, they are usually very difficult to bring into solution. Because of that, methods have been developed and optimized in this work for the determination of cadmium, lead and chromium using direct solid sampling graphite furnace atomic absorption spectrometry. The primary aspects in all all method development have been reduction of sample treatment and the use of aqueous Standards for calibration in order to make methods simple and easily applicable in routine. The use of a mixture of palladium and magnesium as a chemical modifier was found to be mandatory for the determination of cadmium and lead, whereas no modifier was necessary for the determination of chromium. Calibration against aqueous standards could be used for all three analytes. In order to increase the linear working range for the determination of chromium and lead, the determination has been carried out with the internal gas flow turned off and on, respectively, during atomization. In the case of cadmium, the analytical lines at 228.8 nm and 326.1 nm, respectively, with significantly different sensitivities were used for that purpose. The detection limits were 0.7 p.g kg', 22 pig kg-1 and 13 !,ig kg-1 for cadmium, lead and chromium, respectively. Certified reference materials were used for validation of the methods, and there was no significant difference between the found and the certified values. Eight samples of residues of electronic equipment have been analyzed, and all of them were within the limits of the directives of WEEE and RoHS.