As cerâmicas do tipo BIMEVOX, onde ME= metal dopante com estequiometria Bi4Me2xV2(1-x)Ox(11-3x), são conhecidas como eletrólitos sólidos e a utilização destes materiais está voltada principalmente para dispositivos como: sensores de oxigênio, células de combustíveis, conversão de energia, baterias e dispositivos associados à condução iônica. Dada a dificuldade de obter-se materiais policristalinos de alta densidade, buscou-se o método dos precursores poliméricos para obter-se um pó com maior área superficial específica e, consequentemente aumentar a densificação, para melhorar assim a condutividade iônica do oxigênio. As cerâmicas BIMEVOX dopadas com 20% de Titânio em relação ao Vanádio (BITIVOX.20) foram as que apresentaram a maior condutividade, sendo de 5,39 x10-4 (Ω.cm)-1 à temperatura de 200 °C com uma a densidade relativa de 98% Esses resultados são uns dos melhores até o momento reportado na literatura / The BIMEVOX type ceramics present the general formula Bi4Me2xV2(1-x)Ox(11-3x), in which Me stands for the doping metal. They are known as soiid electrolytes and the utilization of these materiais is mairly directed towards devices such as: oxygen sensors, fuel cells, energy conversion, batteries and devices associated to the ionic conduction. Due to the difficulty of obtaining high density polycrystalline materiais, it was used the polymeric precursor method to produced a powder with higher specific surface area and therefore increase the densification, in order to improve the ionic conductivity of oxygen. BIMEVOX ceramics with titanium presenting a doping levei of 20 mol%, in relation to vanadium, (BITIVOX.20) where the ones that presented the highest conductivity, reaching the value of 5,39 x10-4 (Ω.cm)-1 at the temperature of 200 °C with a relative density of 98%. These figures represent one of the best results reported up to now in the literature

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.

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.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-12T16:33:09Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lizeth Carolina Mojica Sánchez.pdf: 4146904 bytes, checksum: 003a4c00a9c409e864104e3227dc4b72 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T16:33:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lizeth Carolina Mojica Sánchez.pdf: 4146904 bytes, checksum: 003a4c00a9c409e864104e3227dc4b72 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / No presente trabalho descreve-se a síntese e caracterização de nanocompósitos híbridos luminescentes na forma de filmes autossustentáveis, constituído de uma matriz polimérica poli (vinil butiral), nanotubos de carbono (CNTs) e o complexo fotônico Eu(btfa)3bipy. O filme autossustentável foi obtido pelo método de evaporação sobre um substrato de poliestireno descartado após a evaporação, conseguindo-se boa integridade, flexibilidade e homogeneidade do nanocompósito. Foi estudado o comportamento do filme quando são utilizados nanotubos de carbono funcionalizados pela rota desenvolvida em nosso grupo de pesquisa do laboratório Land-Foton/dQF-UFPE envolvendo uma reação fotoquímica de ciclo-adição entre o grupo azida e os nanotubos de carbono. Também foi estudado o comportamento do nanocompósito em função da proporção em massa do complexo Eu(btfa)3bipy. O material híbrido foi caracterizado por análise termogravimétrica (TGA), constatando-se o aumento da estabilidade térmica do nanocompósito em relação à matriz polimérica. Foram identificadas por Espectroscopia Raman as bandas correspondentes aos nanotubos dentro na matriz polimérica e identificados leves deslocamentos causados pelas forças de compressão da matriz polimérica nos nanotubos. A espectroscopia FTIR no modo ATR mostrou que a presença dos nanotubos de carbono não causou alterações significativas na matriz polimérica, mas a presença do complexo Eu(btfa)3bipy, monitorada na região de 1600 cm-1, indicou uma possível interação do complexo com o polímero pelo grupo carboxilato (C=O). Espectros de luminescência mostraram bandas finas características do íon Európio e foram realizados os cálculos de tempo de vida da luminescência, eficiência quântica do sistema e as taxas radiativas e não radiativas. Constatou-se um aumento significativo no tempo de vida da luminescência do complexo quando este interage com os nanotubos puros e a matriz polimérica, como também é observado um aumento na eficiência quântica do sistema, sendo resultados muito interessantes para as aplicações posteriores do material híbrido sintetizado.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-03-30T16:20:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação da mestranda Gilvânia Marinete de Santana - PB.pdf: 2011132 bytes, checksum: 55293fa8c5743d000da8d311eafeb54b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T16:20:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação da mestranda Gilvânia Marinete de Santana - PB.pdf: 2011132 bytes, checksum: 55293fa8c5743d000da8d311eafeb54b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / FACEPE / A pele é o maior órgão do corpo humano possuindo diversas funções importantes. No caso de alguma lesão cutânea o seu tratamento precisa ser rápido e eficaz, com o propósito de se restaurar a viabilidade celular e evitar possíveis infecções. Dentre as lesões existentes, as queimaduras são as principais causas de danos à pele. Nos últimos anos, tem se desenvolvido pesquisas com o intuito de melhorar o tratamento e a qualidade de vida dos pacientes com esses tipos de lesões cutâneas. Neste contexto, os substitutos temporários de pele surgem como uma nova tecnologia para o tratamento de queimaduras, que são dispositivos utilizados com a finalidade de auxiliar na regeneração cutânea, prevenindo a perda de líquidos e eletrólitos, e o aparecimento de infecções. Esse trabalho teve por objetivo a elaboração de filmes poliméricos com a incorporação de um antibiótico hidrofílico, a Ciprofloxacina, para possível utilização como substituto temporário de pele, visando dessa forma contribuir com o arsenal terapêutico existente. Foram preparados filmes de agarose com e sem a Ciprofloxacina, por meio do sistema de casting, utilizando-se água como solvente e glicerol como agente plastificante. A partir dessa formulação, realizaram-se ensaios para a avaliação das propriedades morfológicas e mecânicas desses filmes, e para avaliar o comportamento dos filmes poliméricos em contato com a água. Os filmes foram caracterizados por espectrometria no Ultravioleta/Visível (UV/Vis), espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de Raios-X (DRX). Adicionalmente foi avaliada a cinética de liberação da Ciprofloxacina para o meio externo. Além disso, realizaram-se ensaios para a avaliação da atividade antimicrobiana dos filmes de agarose sem e com a incorporação de Ciprofloxacina frente a micro-organismos gram-positivos e gram-negativos. Os ensaios morfológicos demonstraram que os filmes são aderentes e transparentes, apresentando espessura entre 40 e 57 μm. A incorporação da Ciprofloxacina não alterou as propriedades de interação com a água, apesar de deixá-los mecanicamente mais resistentes, apresentando uma tensão de ruptura de 17,32 MPa nos filmes sem antibiótico e 32,99 MPa para os filmes contendo Ciprofloxacina. As análises espectroscópicas constataram uma incorporação uniforme do antibiótico aos filmes, e que os filmes apresentam uma estrutura amorfa e sem rachaduras. Nos ensaios de liberação, observou-se que uma grande quantidade de Ciprofloxacina é liberada durante as primeiras 24 horas, permanecendo estável por 96 horas. Nos ensaios antimicrobianos, os resultados indicaram que a inibição frente aos micro-organismos Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa foi de aproximadamente 100%. Diante disso, é possível concluir que os filmes produzidos nessa pesquisa apresentaram características adequadas para uma possível utilização como substituto temporário de pele, tais como: espessura, transparência, homogeneidade, interação com a água e atividade antimicrobiana. / The skin is the largest organ of the human body having several important functions. When there is some kind of skin lesion your treatment needs to be fast and effective, in order to restore cell viability and prevent possible infections. Burns are the main cause of skin damage, in recent years, research has been developed with the aim of improving the treatment and quality of life for patients with these types of skin lesions. In this context, temporary skin substitutes emerge as a new technology for the treatment of burns. They are devices used for the purpose of assisting in the regeneration of skin, preventing the loss of fluid and electrolytes, and the appearance of infections. They are devices used for the purpose of assisting in the regeneration of skin, preventing the loss of fluid and electrolytes, and the appearance of infections. This study aimed to the preparation of polymeric films with the incorporation of hydrophilic antibiotic, Ciprofloxacin, for possible use as a temporary replacement skin thereby pursuing contribute to the therapeutic armamentarium. Agarose films and agarose films with Ciprofloxacin were prepared by casting system using water as the solvent and glycerol as a plasticizer. From this formulation, tests were conducted for evaluation of the morphological and mechanical properties, and tests to evaluate the behavior of polymer film in contact with water. They were characterized by spectroscopic Ultraviolet / Visible (UV / Vis), Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR), Raman spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X ray diffraction (XRD). In addition, we evaluated the release kinetics of ciprofloxacin to the external environment. In addition, trials were carried out to evaluate the antimicrobial activity of films and agarose embedding ciprofloxacin against micro-organisms gram-positive and gram-negative. Morphological studies showed that the films are adhesive and transparent, with thickness between 40 and 57 μm. The incorporation of Ciprofloxacin not alters the properties of interaction with water although leaving them more mechanically resistant and showed a 17.32 MPa breaking strain in agarose films and 32.99 MPa for the films containing ciprofloxacin. Spectroscopic analysis showed the uniform incorporation of the antibiotic to the fims, also demonstrating that the films have an amorphous structure and no cracks. In the release test, it was observed that a large amount of ciprofloxacin is released during the first 24 hours and remained stable for 96 hours. In the antimicrobial tests, the results indicated that inhibition front of microorganisms Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa was approximately 100%. Therefore, we conclude that the films produced in this research showed suitable characteristics for possible use as a temporary skin substitute, among which it is cited, thickness, transparency, consistency, interaction with water and antimicrobial activity.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-20T22:39:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valdilene Oliveira da Silva.pdf: 3703891 bytes, checksum: 4084546b40fa6c797f01a3d7d23cc583 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-23T18:06:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valdilene Oliveira da Silva.pdf: 3703891 bytes, checksum: 4084546b40fa6c797f01a3d7d23cc583 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-23T18:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Valdilene Oliveira da Silva.pdf: 3703891 bytes, checksum: 4084546b40fa6c797f01a3d7d23cc583 (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / FACEPE / Os materiais que absorvem ou liberam calor latente são denominados de Materiais de Mudança de Fase (MMF), que armazenam ou liberam a energia térmica quando sofrem uma transição de fase. Para evitar o escoamento dos MMFs, quando se encontrem no estado líquido, faz-se necessário a utilização de outros materiais que apresentem estrutura mecanicamente estável, como suportes que concentram o MMF nos espaços vazios; sendo essa configuração denominada MMF de forma fixada. Nesta pesquisa, foram propostos novos MMFs baseados em nanocompósitos poliméricos biodegradáveis que apresentam baixo custo e pouca deformação quando submetidos à fusão. Os materiais com baixo ponto de fusão serão aplicados em sistemas de aquecimento de água, enquanto os de ponto de fusão mais elevados serão aplicados na manutenção da temperatura de tubulações de óleo que necessitam fluir a quente. Para isso, foram utilizados a poli(ε-caprolactona) (PCL), poli(óxido de etileno) (PEO), poli(3- hidroxibutirato) (PHB) e poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV). Esses polímeros foram incorporados mecanicamente ao Grafite Expandido (GE) através da impregnação a vácuo e, em seguida, foram prensados para adquirir a forma de pastilhas. Finalmente, as amostras foram caracterizadas através de análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), ensaios termogravimétricos (TGA), ensaios de difração de raios X (DRX) e espectrometria na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Ao analisar o comportamento das pastilhas de MMF de forma fixada, a concentração de 15% de GE foi definida como a ideal. Foi observado que a presença do GE não alterou as propriedades térmicas dos MMFs, com exceção da temperatura de degradação. Dentre os materiais analisados, os MMFs baseados na PCL apresentaram maior desempenho quanto à estabilidade térmica, degradando-se acima dos 250ºC e não demonstrando variação nas suas propriedades, quando envelhecidos termicamente; enquanto que os materiais com PHB e PHBV não resistiram ao envelhecimento ao qual foram submetidos, degradando-se neste processo. / Latent heat absorbing materials are called Phase Change Materials (PCM), which store or release thermal energy when undergoing a phase transition. In order to avoid the flow of PCMs, when they are in the liquid state, it is necessary to use other materials that have a mechanically stable structure, such as supports that concentrate the PCM in the voids; being this configuration called form-stable PCM. In this research, new PCMs based on biodegradable polymeric nanocomposites were proposed, which present low acquisition cost and low deformation when submitted to melting. Materials with low melting point will be applied in water heating systems, while the higher melting point materials will be applied in maintaining the temperature of oil pipes that need to flow hot. For this, were used the poly(ε-caprolactone) (PCL), poly(ethylene oxide) (PEO), poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3- hydroxyvalerate) (PHBV). These polymers were mechanically incorporated into Expanded Graphite (EG) by vacuum impregnation and then pressed to the form of tablets. Finally, the samples were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), X-Ray Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrometry. By analyzing the behavior of the form-stable PCM, the 15% GE concentration was defined as the ideal. It was observed that the presence of the EG did not change the thermal properties of the PCMs, except for the degradation temperature. Among the analyzed materials, the PCMs based on PCL presented higher thermal stability performance, degrading above 250ºC and showing no variation in their properties when thermally aged; while the materials with PHB and PHBV did not resist the aging to which they were submitted, being degraded in this process.

A excelente relação custo-peso-desempenho de compósitos poliméricos em relação aos materiais tradicionais tornou-se motivo para o desenvolvimento de materiais avançados para aplicação estrutural, como compósitos epóxi/fibra de carbono, e com isso, novos métodos de processamento, diferentes resinas (matriz) e tecidos de fibras (reforço). Polímeros e seus compósitos apresentam comportamento viscoelástico, e fatores como estabilidade dimensional e resistência mecânica a longo prazo devem ser considerados quando utilizados na indústria aeronáutica. A análise dinâmico-mecânica (DMA) permite a avaliação das propriedades viscoelásticas do material, e ensaios de fluência possibilitam o estudo da deformação do material em função do tempo, sob tensão e temperatura constantes. Neste trabalho, compósitos epóxi/tecido não-dobrável (NCF) de carbono foram produzidos utilizando-se duas técnicas de fabricação: moldagem por transferência de resina com vácuo assistido (VARTM) e infusão de resina em filme (RFI), e uma análise comparativa entre os dois compósitos foi realizada. O módulo de armazenamento, E’, do compósito RFI foi aproximadamente 10 GPa maior ao longo da região vítrea e a Tonset aproximadamente 60°C mais alta em relação ao VARTM. O compósito RFI também apresentou uma região de transição vítrea mais larga (a partir da curva de tan δ). Esses resultados foram associados às relaxações moleculares e maior cooperatividade das cadeias, assim como maior rigidez do compósito RFI. Os ensaios de fluência foram realizados em três diferentes tensões e temperaturas, e o compósito VARTM apresentou maior deformação em função do tempo, indicando uma interface fibra/matriz mais fraca e um compósito menos rígido, e corroborando com os resultados de resistência ao cisalhamento interlaminar, a qual foi maior para o compósito RFI. Os modelos de Findley e de Burger foram aplicados e ambos ajustaram-se bem às curvas experimentais de fluência. Os parâmetros de cada modelo foram associados ao comportamento viscoelástico dos compósitos e relacionados com os demais resultados. / The excellent cost-weigh-performance relationship of polymeric composites compared to traditional materials became a reason to development of advanced materials for structural application such as carbon/epoxy composites, and with that, new processing methods, different resins (matrix) and fabrics (reinforcement) producing. Polymers and their composites present viscoelastic behavior, and so issues such as dimensional stability and long-term resistance must be taken into account when used by aeronautic industry. Dynamic-mechanical analysis (DMA) allows the evaluation of viscoelastic properties, and with creep tests, it is possible to study materials strain as function of time, under constant stress and temperature. In this study, epoxy/carbon NCF composites were manufactured by two techniques: vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) and resin film infusion (RFI), and a comparative analysis between both composites was made. Storage modulus, E’, for RFI composite was approximately 10 GPa higher along the glassy region and Tonset approximately 60°C higher than VARTM composite. RFI composite also presented a wider glass transition region (form tan δ curve). These results were associated to the molecular relaxation and higher chain cooperative motion, and to the higher stiffness of RFI composite. Creep strain tests were performed in three different stress levels and temperatures, and VARTM composite presented larger creep strain with time, indicating a weaker interface fiber/matrix and a lower stiffness composite, and corroborating with short-beam shear resistance. Findley and Burger’s model were applied and both agreed well with experimental creep curves. Parameters of each model were associated to composites viscoelastic behavior and they were related to the other results.

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T16:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amico_SandroCampos_M.pdf: 4813233 bytes, checksum: 4be08ed16cea72b8f600cfe7666f19a7 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Durante o processo de produção da fibra de carbono (FC), a fibra de poliacrilonitrila (PAN) precursora passa por uma etapa de estabilização ou oxidação. Neste estágio, a fibra (PANox) adquire propriedades mecânicas desejáveis para fins onde um desempenho excelente não é exigido, evitando-se assim, a etapa de carbonização que eleva o custo final da fibra. Então, compósitos com fibras de PANox poderiam ser utilizados em campos onde as FC competem desfavoravelmente com materiais de menor custo, como metais e fibras minerais, em especial, o asbesto. Este mineral, apesar de suas boas propriedades, é conhecido por causar diversos males à saúde, como a asbestose. Após um estudo preliminar sobre a fibra (teor de umidade, TGA, FTIR-MIR e MEV) e a resina (DSC e TGA), buscou-se desenvolver uma metodologia de fabricação de compósitos de PAN oxidada e resina fenólica, com e sem aditivos, através do método de moldagem por compressão à quente, visando uma futura utilização como material de fricção em pastilhas de freios automotivos. Esta aplicação possui um elevado potencial econômico devido à sua alta performance quando comparados a materiais tradicionais. Os compósitos produzidos sofreram uma necessária etapa de pós-cura, evidenciada por análises de DSC, e foram ensaiados por compressão, flexão e fricção, além das análises de teor de umidade, densidade relativa e dureza. Os resultados obtidos indicaram níveis de dureza e fricção compatíveis aos de pastilhas comerciais, principalmente com o uso de aditivos. A estabilidade do coeficiente de fricção, porém, foi apenas regular, pois apresentou uma influência significativa da temperatura. A melhor performance foi obtida quando se utilizou cargas metálicas em combinação com cerâmicas. A metodologia empregada neste trabalho mostrou-se adequada na produção de compósitos por moldagem por compressão à quente, obtendo-se um aumento na regularidade das propriedades no decorrer dos experimentos / Abstract: During the production process of the carbon fibre, the precursor polyacrylonitrile fibre (PAN) passes by a necessary step of stabilisation or oxidation. In this stage, the fibre (PANox) has already achieved a determined levei of mechanical properties adequate to applications which do not require an excellent performance, therefore, the carbonisation step, which raises the fibre cost, is avoided. Thus, PANox composites could be used when carbon fibres compete in disadvantage with lower cost material, such as metals and mineral fibres, specially, asbestos. Although this mineral shows good properties, it is known to be harmful and might causes diseases as asbestosis. After a preliminary study about the fibre (moisture content, TGA, FTIR-MIR e SEM) and the resin (DSC and TGA), a methodology for the fabrication of oxPAN and phenolic resins composites, with and without additives, was developed by hot compression moulding. These materials are intended to be used as friction materials for automotive brake pads. This application has deserved a great attention due to its economical potentiality and high performance when compared to traditional materials. The composites passed by a necessary step of post-curing, as proved by DSC analysis, and were analysed by compression, flexural and friction tests, and water content, relative density and hardness measurements. The results for composites with fillers indicated hardness and friction levels comparable to pads in use nowadays, decreasing the great influence of the temperature on the stability of the friction coefficient. The best performance was obtained when metallic and ceramic fillers were combined. The methodology followed in this work was adequate for producing composites by hot compression moulding, achieving an increase in the regularity of the properties during the experiments / Mestrado / Mestre em Engenharia Química