Orientadora: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Sérgio Roberto Montoro / Banca: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Banca: Carlos Yujiro Shigue / Resumo: O compósito híbrido surgiu com o objetivo de reduzir a quantidade de materiais de elevado custo e, ao mesmo tempo, manter as elevadas propriedades mecânicas. Além disso, viu-se a possibilidade de, em se usando reforços diferentes, obter um novo material que evidenciasse as vantagens dos reforços e diminuísse as desvantagens simultaneamente. Um importante fator durante o processamento de compósitos poliméricos para aplicação estrutural é o controle da formação de vazios, pois estes atuam como concentradores de tensão. O objetivo deste trabalho foi produzir compósitos híbridos utilizando diferentes disposições de tecidos de fibra de vidro e carbono, sem perda significativa de propriedades mecânicas. Para a produção do compósito, a pré-forma foi inicialmente caracterizada quanto à impregnação, sendo, para isto desenvolvido um modelo analítico geral que determina o parâmetro de permeabilidade dos compósitos híbridos. O modelo foi validado através de teste de permeabilidade e a qualidade dos laminados (híbridos, e não híbridos) foi certificada pelo processamento dos compósitos e pela quantificação da fração volumétrica de vazios. Este projeto propôs, ainda, a melhoria da análise de vazios pela técnica de porosimetria de Hg com auxílio do planejamento de experimentos. Assim foi possível determinar a fração volumétrica de poros abertos e fechados, a distribuição do diâmetro dos poros e a distância entre os poros dos compósitos, em uma análise conjunta com as técnicas de digestão ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hybrid composite arose with the aim of reducing high cost materials and, at the same time, maintaining mechanical properties suitable for use. In addition, using different reinforcements, a new material could be obtained which would evidence the advantages of the reinforcements and decrease the disadvantages simultaneously. An important factor, during the processing of polymeric composites for structural application, is the voids formation control, since they act as stress concentrators. The aim of this work was to produce hybrid composites using different stacking of glass and carbon fabrics without significant loss of mechanical properties. For the composite manuftacturing, the preform was initially characterized as the impregnation, for which a general analytical model was developed that determines the permeability parameter of the hybrid composites. In addition, the model was validated by conducting permeability test and the quality of several laminates (hybrid, and non-hybrid) was certified by processing them, and voids were quantified thereof. This project also proposed the improvement of voids analysis by the Hg porosimetry technique with the support of design of experimental. Therefore, it was possible to determine the volumetric fraction of open and closed voids, pore diameter distribution and the distance between voids, in an ensemble analysis with acid digestion and optical microscopy. Carbon preform presented high flow resistance; on the other hand, an opposite behavior was observed for the glass preform. The hybrid architecture presented a positive hybrid effect, which means a synergy that provided a higher permeability value. Therefore, optimization in injection time can be achieved, considering a combination of balanced glass and carbon fabrics. The analytical model was enabled to predict the flow front behavior by showing ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Antonio Carlos Cancelotti Junior / Banca: Volnei Tita / Resumo: O desenvolvimento da tecnologia dos compósitos poliméricos avançados tem como uma de suas funções a união de materiais que combinem características tais como elevada resistência mecânica e rigidez aliadas à baixa massa específica. Um dos principais problemas da utilização de compósitos poliméricos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Neste sentido, estudos recentes mostram que as técnicas de soldagem por resistência elétrica e indução são processos promissores para a união de compósitos estruturais, por serem métodos rápidos e por ambos necessitarem de pouca preparação de superfície. Este trabalho objetiva avaliar os melhores parâmetros das soldagens por resistência elétrica e indução para laminados PEEK (poli(éter-éter-cetona)) reforçados com fibras de carbono visando aplicações aeronáuticas. Para esta finalidade, para a soldagem por resistência elétrica são avaliados os parâmetros mais adequados, por meio de controle estatístico de processos, envolvendo o tempo, a corrente elétrica e a pressão e três diferentes tipos de elementos resistivos (300 s, 32 A e 1,5 MPa). Já para a soldagem por indução os parâmetros avaliados são o tempo, a corrente e a pressão, porém, somente o tempo e a carga são utilizados para o controle estatístico (a corrente não é variável) (50 s, 150 N). Os laminados soldados foram condicionados em câmaras de radiação ultravioleta (UV), higrotérmica e salina, objetivando simular condições de voo, e após ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced polymer composite technology has as one of its functions the joining of materials that combine characteristics such as high mechanical strength and stiffness allied to low specific mass. One of the main problems of the use of polymer composites in structural applications is their effective union for the integration of components. In this sense, recent studies show that welding techniques by electric resistance and induction are promising processes for the union of structural composites, because they are fast methods and both require little surface preparation. This work aims to evaluate the best welding parameters by electric resistance and induction for PEEK (poly(ether-ether-ketone)) laminates reinforced with carbon fibers for aeronautical applications. For this purpose, for resistance welding, the most suitable parameters are evaluated by statistical process control, involving time, electric current and pressure and three several types of resistive elements (300 s, 32 A e 1,5 MPa). For induction welding, the parameters evaluated are time, current and pressure. However, only time and pressure are used for statistical control (current is not variable) (50 s, 150 N). The welded laminates were conditioned in UV, hygrothermal and salt spray chambers, in order to simulate flight conditions, and after these conditions, were characterized in mechanical tests (Lap Shear, Iosipescu, End Notched Flexure and Compression Shear Test), thermal analysis (DMA an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Alcides Lopes Leão / Coorientador: Adriano Wagner Ballarin / Banca: Holmer Savastano Junior / Banca: Silvia Regina Lucas de Souza / Banca: Derval dos Santos Rosa / Banca: Carla dos Santos Riccardi / Resumo: A utilização dos resíduos sólidos como matéria-prima pode diminuir consideravelmente a extração de recursos naturais, diminuindo assim o impacto sobre o meio ambiente. Dentre os resíduos, os plásticos estão entre os que mais apresentam problemas, pois, mesmo quando descartados corretamente nos aterros sanitários, causam danos ao formarem uma camada impermeável que dificulta a compactação do lixo, afetando as trocas de líquidos e gases gerados e reduzindo a eficiência do processo de biodegradação da matéria orgânica. Diante dos problemas, este trabalho teve por objetivos avaliar a viabilidade técnica de utilização de dois tipos de processos: a extrusora dupla rosca e o misturador termocinético (Drais), na produção de compósitos de BOPP (Polipropileno Biorientado metalizado), reforçados com resíduos de cascas, de eucalipto (CE) e de arroz (CA). Das misturas entre esses resíduos, foram confeccionados 10 tratamentos, de onde se extraíram os corpos de provas, moldados por injeção. Foram avaliadas as propriedades mecânicas (flexão - módulo de ruptura-MOR e módulo de elasticidade-MOE, resistência à tração, resistência ao impacto e dureza Shore D), térmicas (avaliação da condutividade térmica e isolamento térmico), termomecânica (temperatura de deflexão sob aquecimento-HDT) e morfológica, com microscópio estéreo e aumento de 50 vezes para analisar a estrutura interna do corpo de prova, depois de fraturado pelo ensaio de impacto. Para análise das propriedades mecânicas dos corpos de p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of solid waste as raw material can considerably reduce the extraction of natural resources, thus reducing the impact on the environment. Among residues, plastics are among the most problematic ones because, even when they are properly disposed in landfills, they cause damage by forming a barrier layer which makes it difficult to compact the garbage, affecting the exchange of generated liquids and gases, reducing the efficiency of the biodegradation process of the organic matter. Before such problems, the objective of this work was to evaluate the technical feasibility of two types of processes, the double screw extruder and the thermokinetic mixer - dryser, in the production of BOPP (Bioriented metallized Polypropylene) composites, strengthened by residues of barks eucalyptus (CE) and rice (CA). From the mixtures among these residues 10 treatments have been prepared, from where the test bodies were extracted, molded by injection. Mechanical properties (flexurerupture modulus-MOR and elasticity modulus-MOE, tensile strength and impact strength towards Shore D hardness), as well as thermal (thermal conductivity and thermal insulation evaluation), thermo-mechanical (heat deflexion temperature-HDT) and morphological characteristics have been evaluated by using a stereo microscope and 50x magnification to analyze the internal structure of the test body, after being fractured by the impact test. For analyzing the mechanical properties of the proof bodies the standards ASTM ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250617.pdf: 3176476 bytes, checksum: f3e5c2f0053f9e94fbba6bef9428a7ad (MD5) / O desenvolvimento de polímeros biodegradáveis a partir de recursos renováveis, tem se apresentado como uma alternativa para a redução do impacto ambiental provocado pelos polímeros derivados do petróleo. O arroz é um cereal encontrado em larga escala no sul do Brasil. Poucos trabalhos na literatura citam a produção de filmes a partir de amido de arroz e nenhum trabalho envolve o desenvolvimento de filmes a partir de farinha de arroz. A farinha de arroz é uma matéria-prima rica em macromoléculas e com baixo custo, pois é proveniente de grãos quebrados no beneficiamento do arroz branco. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização físicoquímica de filmes biodegradáveis obtidos a partir de amido e de farinha de arroz. Na primeira parte do trabalho, prepararam-se filmes de amido de arroz e de farinha de arroz, usando glicerol e sorbitol como agentes plastificantes. E na segunda parte do trabalho, foram adicionadas fibras de celulose aos filmes de farinha. As micrografias dos filmes de farinha e de amido de arroz revelaram estruturas compactas. Os filmes de amido e de farinha apresentaram propriedades de sorção de água semelhantes, mas na permeabilidade ao vapor de água, filmes de farinha apresentaram-se duas vezes mais permeáveis que filmes de amido. A adição de fibras de celulose modificou a microestrutura dos filmes e diminuiu a densidade dos mesmos. Esta adição de fibras também diminuiu a permeabilidade ao vapor de água dos filmes de farinha em 35% e aumentou a tensão de ruptura dos mesmos. Deste modo, o aproveitamento da farinha de arroz para a preparação de filmes reforçados com fibras de celulose é uma alternativa ao uso de outras fontes de amido, devido ao baixo custo da farinha e da celulose.

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Sandro Donnini Mancini / Banca: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Resumo: Embora os materiais poliméricos têm sido empregados na indústria como alternativa na substituição de outros materiais, por apresentarem vantagens como redução de custo e peso do produto, ainda há questões que limitam a sua utilização. Uma das principais questões enfrentadas é o comportamento tribológico destes materiais. Este trabalho visa o estudo do comportamento tribológico de desgaste dops compósitos terroplásticos de engenharia: Poli (amida-imida) com fibra de carbono e PTFE, Poli (amida-imida) com grafite e PTFE, Poli (éter éter cetona) com fibra de carbono e PTFE, Poli (aril éter cetona) com fibra de carbono e de um polímero termofixo a base de resina fenólica, com fibra de vidro e carga mineral contra o aço à seco. Para a avaliação da resistência ao desgaste foi utilizado o método de esfera sobre a placa. A influência da carga aplicada e da distância de deslizamento foi avaliada. Esferas de aço SAE52100 (100Cr6) foram utilizadas como contra corpos. Antes dos ensaios a dureza, a densidade e as características térmicas dos compósitos poliméricos foram analisadas. Para avaliação do contra corpo metálico, foi realizado um ensaio metalográfico e medições de dureza. Após a elaboração dos corpos de prova, os valores de rugosidade foram obtidos para avaliar a padronização das superfícies. As dimensões das crateras após os ensaios de desgaste foram identificadas através de microcospia óptica. Os mecanismos de desgaste foram observados por meio de microscopia eletrônica de varredura e a composição química foi verificada após o ensaio tribológico por espectrometria de energia dispersiva. No geral, os resultados revelaram que os compósitos termoplásticos apresentaram melhor desempenho tribológico frente ao termofixo, com redução do volume desgastado de 60% a 99%, aproximadamente / Abstract: While polymeric materials have been used in industry as an alternative for the substitution of other materials, because they have advantages such as cost and weight reduction of the product, there are issue that limit their use. One of the major issues facing is the tribological behavior of these materials. This dissertation aims to study the tribological behavior of engineering thermoplastics composites: Poly (amide-imide) with carbon fiber and PTFE, Poly (amide-imide) with graphite and PTFE, Polly (ether ether ketone) with carbon fiber and PTFE, Poly (aryl ether ketone) with carbon fiber and a thermosetting composite based on phenolic resin with glass fiber and mineral filler against steel in dry condition. To evaluate the wear resistance, the method used was the ball cratering. Tests were performed without the presence of lubricants. The influence of the applied load and the sliding distance was measured. In all essays steel balls of SAE52100 (100Cr6) were used as counter bodies. Before testing, the hardness, density and thermal characteristics of the polymeric composites were analyzed. For evaluate the metallic counter face, metallographic essay was carried out and hardness measurements were done. After the preparation of tests speciments the surface roughness were measured, to ensure standardization of the surfaces. The size of the craters made up with the wear tests were identified by optical microscopy. The wear mechanisms were observed by scanning electron microscopy and chemical composition was observed after the tribological test by energy dispersive spectrometry. Overall, the results revealed that thermoplastic composities showed 60% to 99%, approximately on the volume removed / Mestre

Este trabalho mostra a síntese de novos materiais poliméricos utilizando como unidade mesogênica anéis bifenilas, com um grupo espaçador de onze unidades metilênicas, com uma cadeia polimérica acrilato e que apresentam como grupo terminal uma porção quiral sintetizada a partir de L-isoleucina. Os monômeros apresentaram comportamento enantiotrópico mesofases esmética C e A quiral. Do mesmo modo, os polímeros apresentaram mesofase esmética A estável no aquecimento e no resfriamento. Foi realizado também a síntese de poliacrilatos tendo presente como grupo de ligação na unidade mesogênica o anel isoxazolina. Para a construção do heterocíclico de cinco membros utilizou-se como metodologia de síntese a reação de cicloadição 1,3-Dipolar. Foram sintetizados materiais poliméricos e não poliméricos. Os monômeros isoxazolínicos não apresentaram mesofase, entretanto, os homopolímeros apresentaram mesofase nemática. As Isoxazolinas não-poliméricas não apresentaram mesofase. A síntese de isoxazoliltolanos foi realizada combinando a metodologia de cicloadição 1,3-dipolar e a reação de Sonogashira. Foram sintetizados compostos que apresentaram mesofase nemática monotrópica.

Submitted by Pós graduação Engenharia Civil (ppec@ufba.br) on 2017-07-19T20:37:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Moisés Ferreira (2017).pdf: 4193625 bytes, checksum: 233e7b45f81e4ee8d5cad1d4b9e3c791 (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2017-07-20T16:09:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Moisés Ferreira (2017).pdf: 4193625 bytes, checksum: 233e7b45f81e4ee8d5cad1d4b9e3c791 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T16:09:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final - Moisés Ferreira (2017).pdf: 4193625 bytes, checksum: 233e7b45f81e4ee8d5cad1d4b9e3c791 (MD5) / CAPES / A versatilidade dos polímeros e a sustentabilidade das fibras vegetais têm se tornado uma combinação interessante do ponto de vista técnico, econômico e socioambiental na produção de compósitos. No entanto, a hidrofilicidade das fibras naturais associada à estrutura apolar dos polímeros consiste em uma fraca interação química entre os mesmos, acarretando em altas taxas de sorção de água. As sinergias dos fatores ambientais (temperatura e umidade) tendem a alterar as propriedades mecânicas dos compósitos. O objetivo consiste em avaliar a sorção de água no comportamento mecânico dos compósitos poliméricos reforçados com manta (CM) e tecido unidirecional de sisal (CT), antes e após a selagem das bordas e o tratamento superficial das fibras com o líquido iônico (LI) prótico 2HEAA. A moldagem dos compósitos foi feita pelo método de compressão à quente, em seguida, avaliados as propriedades mecânicas dos materiais produzidos, além da cinética de sorção de água quando imersos em banho finito à 30 °C, 60 °C e 90 °C. Os resultados apontam altas taxas de sorção de água nos compósitos (CM e CT) e um comportamento difusivo divergente ao modelo de Fick, com valores de (n) superior a 0.5 e a variável (k) do modelo de potência dependente da temperatura e selagem das bordas. O coeficiente de difusão reduziu em até 56% com a selagem das bordas, com maior destaque para os CT devido ao alinhamento e direção preferencial do fluxo de água. A resistência mecânica pós tratamento com LI dos CM aumentaram cerca de 22%, o que sugere maior eficiência na adesão interfacial. Após imersão em água, a tensão de ruptura e o módulo de elasticidade dos CM antes e após o tratamento das fibras reduziram substancialmente, com destaque para o aumento na deformação de ruptura. O fator de amortecimento é uma propriedade sensível aos compósitos pós imersão em água, com aumento significativo nos intervalos iniciais e posterior redução na saturação. Os compósitos com fibras de sisal demonstram potencialidade no uso como dispositivos no controle de vibrações mecânicas.

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2011 / Inclui bibliografias / Os objetivos deste estudo foram avaliar in vitro a dureza e a contração de uma resina composta híbrida pré-refrigerada ou pré-aquecida, fotoativados com aparelhos de luz halógena (QTH) e diodo emissor de luz (LED). Adicionalmente, a temperatura da ponta d / The aim of this study was to evaluate in vitro the hardness and shrinkage of a pre-cooled or pre-heated hybrid composite resin photoactivated by a quartztungsten- halogen light (QTH) and light emitting diode (LED) light-curing units. Additionally, the tem

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2010 / Inclui bibliografias

Peças cerâmicas são normalmente produzidas através da aplicação de calor sobre argilas transformadas, de matérias-primas naturais ou materiais sintéticos, utilizando água e/ou outros aditivos como agentes de ligação, para formar um produto rígido, seguido por um processo de conformação. Alguns dos métodos mais comuns de conformação incluem extrusão, colagem, prensagem, colagem em fita e moldagem por injeção. No entanto, o uso de tecnologias de prototipagem rápida na fabricação de materiais cerâmicos tem aumentado nos últimos anos devido às suas muitas vantagens, porém poucos estudos foram realizados utilizando como matéria-prima a alumina em impressão 3D. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes ligantes (PVA, PVAc e Goma Arábica) nas propriedades físicas de peças de alumina obtidas por impressão 3D por jato de tinta. Além disto, avaliar também a influência da granulometria do pó na confecção destas peças. Porosidade aparente, densidade aparente, retração após tratamento térmico, resistência mecânica e tamanho de poro foram avaliados. Os resultados obtidos demonstraram que as peças com melhor acabamento e propriedades fisicas foram as com o ligante PVA. Ainda, foi aumentado o teor de ligante de 3 para 5% em massa. Nas amostras com 3%, uma granulometria média favoreceu a obtenção de melhores resultados estruturais e de aparência, sendo, por exemplo, os valores de resistência mecânica de 47MPa, porosidade aparente média de 30% e tamanho médio de poro próximo de 21μm. Para a concentração de 5%, foi a granulometria menor que obteve os melhores resultados, onde os valores de resistência mecânica, porosidade aparente média e tamanho de poro, por exemplo, foram de 63MPa, 22% e 21 μm, respectivamente. Para todos os ligantes e granulometrias a retração volumétrica média foi de ~50%. Conclui-se desta forma, que comparativamente, as peças impressas com os resultados mais satisfatórios foram as peças da composição com 5% de ligante PVA, passante em peneira 325 ABNT. / Ceramics pieces are typically produced by the application of heat upon processed clays, natural raw materials or chemically synthetic materials, accomplished of water and/other additives as binders, to form a rigid product followed by a shape forming process. Some of the most common forming methods for ceramics include extrusion, slip casting, pressing, tape casting and injection molding. However, the use of rapid prototyping technologies in the manufacture of ceramic materials in the biomedical area has increased in recent years due to its many advantages and few studies are conducted on obtaining alumina pieces intended for biomedical applications by 3D printing. Thus, the aim of this work was to evaluate the influence of different binders (PVA, PVAc and gum arabic) on the final properties of alumina parts obtained by inkjet printing. Moreover, was evaluated the influence of particle size in manufacturing parts. Apparent porosity, apparent density, retraction after thermal treatment, mechanical strength and pore size were evaluated. The results showed that the parts with PVA binder achieved a better appearance and better final properties. Further, the binder amount of 3 was increased to 5%wt. Samples with 3%wt and a mean particle size promoted to obtain the major structural results and appearance being, which for example, the mechanical strength was 47MPa, mean apparent porosity was 30% and mean pore size of 21μm. Samples with 5%wt and the minor particle size achieved the major results, where, for example, the values of mechanical strength, mean apparent porosity and mean pore size were 63MPa, 22% and 21μm, respectively. To all binders and particle size the volumetric shrinkage was ~ 50%. It was concluded, comparatively, the printed parts with the most satisfactory results were samples with 5%wt PVA, sieved at 325 mesh.