Compostos de borracha têm inúmeras aplicações, e uma delas é na confecção de mangotes de transferência utilizados em operações de offloading. O elastômero utilizado no interior do mangote é o poli (butadieno-acrilonitrila), conhecido como borracha nitrílica (NBR), por sua resistência química. Neste trabalho se propõe o uso de fibra aramida (FA) curta em compostos de borracha nitrílica para aumentar a sua resistência química e mecânica visando aplicação desta em mangotes. Os compostos de borracha nitrílica foram formulados com 1%, 3% e 5 % de fibra aramida curta com o objetivo de avaliar o desempenho em relação aos diferentes teores de fibra. Os compostos foram preparados em misturador fechado utilizando borracha nitrílica com 33% de acrilonitrila e dois masterbatches comerciais de fibra aramida curta (Rhenogran® P91-40/NBR com 40% FA, Merge 1F770 com 23% FA). Os compostos foram avaliados com relação as suas propriedades físicas, dinâmico-mecânicas e reológicas. Os resultados evidenciaram a anisotropia dos compostos contendo fibras sendo observado que há um alinhamento destas no sentido do processamento. Houve um incremento significativo nos módulos e na resistência ao rasgamento dos compostos de borracha nitrílica reforçados com fibra aramida (NBR/FA), no sentido da orientação das fibras. A viscosidade Mooney dos compostos NBR/FA aumentou de acordo com o teor de fibra aramida, porém não se observou maior dificuldade no processamento dos compostos. Com relação ao comportamento dinâmico-mecânico dos compostos NBR/FA foi observado uma redução no fator de perda, tan δ, em função do aumento da concentração de fibra aramida. / Rubber compounds have several applications. An application is production the transfer hoses for offloading operations. The elastomer used inside the hose is nitrile rubber (NBR), by its chemical resistance. This work proposes the use of aramid fiber (FA) in nitrile rubber compounds to increase its chemical and mechanical resistance to use in transfer hoses. The nitrile rubber compounds were formulated with 1%, 3% and 5% of aramid short-fiber to evaluate the performance in different fiber contents. The compounds were prepared in a closed mixer using nitrile rubber with 33% acrylonitrile and two commercial masterbatch aramid short-fibers (Rhenogran® P91-40 / NBR with 40% FA, Merge 1F770 with 23% FA). The compounds were evaluated for their physical properties, dynamic mechanical and rheological. The results showed the anisotropy of the compounds with fibers, being observed that there is an alignment of fibers during processing. There was a significant increase in the modules and tear resistance of nitrile rubber compounds reinforced with aramid fiber, in the direction of fiber orientation. The Mooney Viscosity of NBR/FA compounds increased with incorporation the aramid fiber, however, there wasn't increased the difficulty in processing of the compounds. In dynamic-mechanical behavior of compounds NBR/FA was observed a reduction in the loss factor, tan δ, in function of the concentration of aramid fibers.

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 2015-10-14T19:15:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÂO_DesenvolvimentoAplicaçãoCompositos.pdf: 3277751 bytes, checksum: 240692828d54439ca53df99cbb7d824a (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T14:40:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÂO_DesenvolvimentoAplicaçãoCompositos.pdf: 3277751 bytes, checksum: 240692828d54439ca53df99cbb7d824a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T14:40:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÂO_DesenvolvimentoAplicaçãoCompositos.pdf: 3277751 bytes, checksum: 240692828d54439ca53df99cbb7d824a (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente trabalho utiliza poliuretano proveniente da indústria de base de calçados como matriz e resíduos de MDF (Medium Density Fiberboar) provenientes da indústria madeireira como reforço para o desenvolvimento de um compósito “plastico-madeira” utilizando o descarte de uma matéria-prima para o aprimoramento de outra. Os compósitos foram confeccionados nas proporções de 5%, 10%,15% e 20%, com o resíduo de MDF não tratado e compósitos de 15% e 20%, com o resíduo de MDF pré-tratado em estufa com a finalidade de analisar a melhor interação reforço/matriz. Para caracterização das amostras foram utilizadas técnicas de infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os compósitos também foram analisados por ensaios de ângulo de contato, densidade aparente, absorção de água e compressão. Observou-se por FTIR e por MEV que os compósitos apresentam boa aderência entre as fases. No FTIR pode-se observar no espectro do Pu puro a presença da absorção relativa ao grupo NH livre, na banda 3468 cm-¹ e o desaparecimento da mesma no espectro do compósito sugerindo uma possível interação entre carga/matriz. A boa interação da carga/matriz permitiu a formação de bolhas menores e recobrimento total das fibras, resultando no aumento da densidade e aumento nas propriedades físicas/ mecânicas do produto final. Exceto no compósito PU20% sugerindo o não recobrimento total das fibras. Os resultados não apresentaram diferenças significativas entre os compósitos desenvolvidos com o resíduo de MDF não tratado e compósito com o resíduo de MDF pré-tratado em estufa, concluindo que não há a necessidade do pré-tratamento do mesmo. Podemos inferir então que o compósito “plástico-madeira” (poliuretano/ resíduo de MDF) é adequado para a aplicação na indústria de base de calçados. _____________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The present work uses polyurethane from the industrial base shoe as matrix and MDF’s waste (Medium Density Fiberboar) from the wood industry as reinforcement for the development of a composite "plastic - wood" using the disposal of a raw material for the improvement of another. The composites were prepared in proportions of 5%, 10%, 15% and 20%,with the residue of untreated MDF composites and 15% and 20%, with the residue of MDF pre-treated in an oven in order to analyze better interaction reinforcement / matrix. To characterize the samples, infrared techniques (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) were used .The composites were also analyzed by testing the contact angle, bulk density, water absorption and compression. It was observed by FTIR and SEM that the composites exhibit good adhesion between the phases. As it can be observed in FTIR of Pu pure, a presence of spectrum absorption of free NH group in the band 3468 cm - ¹ and the disappearance of it in the composite spectrum suggesting a possible interaction between load/matrix. The successful interaction of charge / matrix allowed the formation of smaller bubbles and completes coating of the fibers, resulting in increased density and an increase in physical/mechanical properties of the final product. Except in the composite PU20 % suggesting that there was not full coverage of fibers. The results showed no significant differences between the developed composites with untreated waste MDF and composites with residual MDF pretreated in an oven, concluding that there is no need for pretreatment of the same. We can then infer that the composite “plastic - wood” (polyurethane/ residue MDF) is suitable for application in basic footwear industry.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343258.pdf: 4734054 bytes, checksum: fb6b6f7da5c92251a3a4168fd94a72e6 (MD5) Previous issue date: 2016 / O emprego de polímeros termoplásticos reforçados na indústria de refrigeração vem mostrando um grande potencial em termos de ganho de eficiência, devido a fatores como redução de peso, amortecimento de vibrações, isolamento térmico e elétrico, menor susceptibilidade a corrosão e possibilidade de projetos de formas complexas quando comparado com materiais metálicos. Poliésteres aromáticos, como o poli(tereftalato de butileno) (PBT), são bons candidatos para a elaboração de projetos de conversão metal - polímero. A utilização de polímeros para aplicações citadas, no entanto, ainda é limitada devido à falta de conhecimento com relação ao comportamento de longo prazo quando em contato com ambientes químicos agressivos. Portanto, foi proposto estudar e relacionar propriedades mecânicas com estrutura de um compósito de PBT comercial, envelhecido em ambientes tipicamente encontrados no interior de compressores herméticos. No presente trabalho, amostras de PBT reforçado com fibras de vidro curtas foram submetidas a ensaios de imersão em 140, 160 e 180°C durante 28 dias, em duas misturas de refrigerante/lubrificante, além de um terceiro ambiente inerte, utilizado como controle. A cinética de difusão foi avaliada através do controle periódico da variação de massa das amostras, em que foram observados ganhos de massa de 1,2-1,6% em ambiente A e 1,0-1,4% em ambiente B, variando em função da temperatura. As curvas de absorção apresentaram comportamento Fickiano, com exceção dos ensaios realizados a 180°C, onde ocorre perda de massa após a saturação devido, provavelmente, à solubilização e extração de oligômeros. O efeito do envelhecimento foi investigado a partir de ensaios de flexão 3-pontos. Neste aspecto, o ambiente A a 180°C foi o mais agressivo, sendo responsável pela redução de 40% no alongamento máximo, 47% na resistência à flexão e 19% no módulo elástico. Os ambientes B e C provocaram variações menores, supostamente relacionadas a efeitos de envelhecimento físico, plastificação e aumento no grau de cristalinidade. Ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC) comprovaram o aumento no grau de cristalinidade das amostras envelhecidas em todas as condições. Imagens da superfície de fratura obtidas por microscopiaeletrônica de varredura (MEV) permitiram analisar o mecanismo de falha predominante. Além disso, observou-se que as amostras envelhecidas em ambiente A apresentaram pouca ou nenhuma deformação plástica localizada. Espectroscopia de infravermelho (FTIR) comprovou a presença do óleo na estrutura química do PBT, e foi proposto um método para a comparação do grau de cristalinidade a partir da razão entre as bandas de absorbância A0(1458 cm-1)/A0(956 cm-1). Ao final do trabalho, concluiu-se que estudos desta natureza são extremamente importantes para a compreensão dos fenômenos envolvidos no envelhecimento de polímeros, possibilitando a criação de critérios de análise mais assertivos.<br> / Abstract : The use of reinforced thermoplastic polymers in the refrigeration industry shows a huge potential in terms of efficiency improvement, due to issues like weight reduction, vibrational damping, thermal and electrical insulation, less susceptibility to corrosion and allowance of project of complex shapes when compared to metallic materials. Aromatic polyesters, like polybutylene terephthalate (PBT), are good candidates for the elaboration of metal - polymer conversion projects. The application of polymers in the above mentioned cases, however, is still limited by the lack of knowledge regarding their long-term behavior in contact with aggressive environments. Therefore, it was proposed to study and relate mechanical properties and structure of a commercial PBT composite, aged in environments typically found inside hermetic compressors. In the present work, short glass fiber reinforced PBT samples were subjected to immersion tests in 140, 160 and 180°C during 28 days, in two refrigerant/lubricant mixtures, and a third inert control environment. Diffusion kinetics were addressed by a periodic control of samples weight, and it was observed mass variation of 1,2-1,6% in environment A and 1,0-1,4% in environment B, varying depending on test temperature. Most diffusion curves follow Fickian behavior, except those from tests conducted at 180°C, in which occurs mass loss after saturation, probably due to solubilization and extraction of oligomers. Aging effect was investigated by 3-point bending tests. By these means, environment A was the most aggressive, being responsible for the reduction of 40% in maximum strain, 47% in maximum stress and 19% in elastic modulus. Environments B and C induced minor variations, supposedly related to physical aging, plasticization and increase in crystallinity. Differential scanning calorimetry (DSC) analyses proved the degree of crystallinity increase for all aged samples. Imaging analyses through scanning electronic microscopy (SEM) technique allowed observation of the predominant fracture mechanism. Moreover, it was noticed that samples aged in environment A presented few or no localized plastic deformation at all. Infrared (FTIR) enabled proving the presence of oil absorbed in PBT chemical structure, and it was proposed a method for comparingdegree of crystallinity, based on the absorbance bands ratio A0(1458 cm-1)/A0(956 cm-1). At the end, it was concluded that studies like this are extremely important to our comprehension of the involved phenomena in polymer aging, allowing the creation of more assertive analyses criteria.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-02-07T03:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343259.pdf: 2298209 bytes, checksum: aae4e1999965214dee394590ea710893 (MD5) Previous issue date: 2016 / O objetivo deste trabalho de mestrado foi desenvolver compósitos de poli(éter éter cetona) (PEEK) com 30% em massa de pó vítreo do sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) e compósitos de PEEK com 30% em massa de fibras naturais de sílica amorfa (NASF) pela técnica de compressão a frio. Além disto, foram produzidos compósitos com a atomização da mistura e compósitos com carga inorgânica submetida a um tratamento de superfície para aumentar a adesão entre o PEEK e a carga. O pó vítreo de LZSA foi submetido a um tratamento com o PEEK sulfonado (SPEEK) com grau de sulfonação igual à 71%. Já as fibras foram submetidas a um tratamento de superfície com ácido cítrico, sendo que a efetivação destes tratamentos foi verificada por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os materiais foram caracterizados por análises químicas, microestruturais, termofísicas, mecânicas e citotóxicas. Os resultados dos ensaios mecânicos indicaram que a incorporação da carga inorgânica aumentou o módulo de elasticidade do PEEK em até 59,05%. Já o aumento da microdureza foi somente significativo para os compósitos com NASF, onde um houve um aumento em até 31,92%. A introdução da carga inorgânica reduziu a resistência à flexão do PEEK em até 24,90%, com exceção dos compósitos com carga submetida ao tratamento de superfície. Neste caso, a resistência à flexão do PEEK foi mantida. Além disto, os compósitos com carga submetida ao tratamento de superfície também apresentaram maior resistência à flexão do que os outros grupos de compósitos. Isto indica que o tratamento de superfície contribuiu para aumentar a adesão interfacial entre carga e matriz polimérica. Os resultados do ensaio de citotoxicidade do PEEK/NASF indicaram que adição das fibras ao PEEK estimulou a atividade metabólica dos fibroblastos cultivados neste compósito quando comparado ao PEEK. O compósito de PEEK com NASF funcionalizadas apresentou os resultados mais significantes em termos mecânicos, além de o ensaio de citotoxicidade ter indicado que o compósito com NASF não é citotóxico. Desta forma, este material apresenta potencial clínico para ser empregado em reabilitação oral e implantodontia.<br> / Abstract : The main aim of this study was to develop poly(ether ether ketone) (PEEK) composites containing 30 wt% vitreous powder of the Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 system (LZSA) and PEEK composites containing 30 wt% natural amorphous silica fibers (NASF). The materials were manufactured by the cold compression molding technique. In addition, it was also manufactured composites with the atomized powder and composites with inorganic fillers that were subjected to a surface treatment in order to enhance the adhesion between PEEK and inorganic filler. It has been performed a surface treatment on the LZSA vitreous powder with sulphonated PEEK (SPEEK) with a degree of sulphonation equal to 71%. The surface treatment of the NASF was done with citric acid and the effectiveness of these treatments were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The materials were characterized by chemical, microstructural, thermophysical, mechanical and cytotoxic analysis. The results of the mechanical assays showed that the incorporation of the inorganic filler increased the elastic modulus of PEEK up to 59.05%. On the other hand, the increase of the microhardness was significant only for composites with NASF, where there was an increase up to 31.92%. The introduction of the inorganic filler reduced the flexural strength of PEEK up to 24.90%, with the exception of composites with fillers subjected to the surface treatment. In this case, the flexural strength of PEEK was maintained. In addition, the composites with inorganic filler subjected to the surface treatment had higher flexural strength than the other groups of composites. This indicates that the surface treatment helped to increase the interfacial adhesion between filler and polymeric matrix. The results of the cytotoxicity assay performed on the PEEK/NASF composite indicated that the addition of the fibers into PEEK stimulated the metabolic activity of fibroblasts cultured in the composite in relation to PEEK. The PEEK composite with functionalized NASF showed the most significant results in mechanical terms. Moreover, the cytotoxicity assay revealed that the PEEK composite with NASF is not cytotoxic. Such material has the clinical potential to be used in oral rehabilitation and implantology.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-04-23Bitstream added on 2014-06-13T19:02:33Z : No. of bitstreams: 1 amseijunior_nl_dr_araiq.pdf: 2043900 bytes, checksum: 2eb0e39bb304f05720207a8361c58914 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho, filmes finos de SrBi2(Ta1-xNbx)2O9 (SBTN) puros e modificados com tungstênio foram preparados através do método dos precursores poliméricos. Os reagentes básicos utilizados na preparação foram: complexo amoniacal de nióbio, carbonato de estrôncio, óxido de bismuto, etóxido de tântalo e óxido de tunstênio. O ácido cítrico foi utilizado como agente complexante e o etilenoglicol e etilenodiamina como agente polimerizante. Os filmes foram depositados sobre substrato de Pt/Ti/SiO2/Si(100). As propriedades estruturais e microestruturais foram avaliadas por difratometria de raios-X (DRX), microscopia de força atômica (MFA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Loops de histerese foram obtidos para avaliar as propriedades ferroelétricas. As propriedades dielétricas foram determinadas através das medidas de capacitância em função da frequência. DRX dos pós de SBTN mostraram que a fase perovisquita forma a uma temperatura acima de 600 ?C e que abaixo desta temperatura existe uma fase secundária tipo fluorita. O refinamento pelo método de Rietveld indicou uma estrutura ortorrômbica com grupo espacial 2A1ma. Os filmes cristalizados segundo a rota de cristalização intermediária amorfa mostrou-se mais promissora aos obtidos pela rota de cristalização intermediária cristalina. A razão Ta/Nb foi avaliada no sistema SBTN onde foi observado grãos menores com adição de tântalo. Os filmes multicamadas apresentaram uma microstrutura densa, livres de trincas e com tamanho médio de grãos da ordem de 100 nm. A adição de tungstênio no sistema SBTN melhorou as propriedades ferroelétricas. Filmes mofidicados com 2,0 mol% de tungstênio mostrou polarização remanescente e campo coercitivo de 8,0 ?C/cm2 e 165 kV/cm, respectivamente e constante dielétrica e fator de dissipação de 114 e 0,03, respectivamente. / In this work, pure and tungsten doped SrBi2(Ta1-xNbx)2O9 (SBTN) thin films and powders were synthesized by the polymeric precursor method. Niobium ammonium complex, strontium carbonate, tantalum ethoxide, tungsten oxide and bismuth oxide were used as cation sources. Citric acid was used as complexing agent and ethylene glycol and ethylenediamine as polymerization agent. The films were deposited successfully on Pt/Ti/SiO2/Si(100) substrates by spin-coating technique. The structural and microstructural properties of the films were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electronic Microscopy (SEM) techniques. Histeresis loops were obtained to evaluate the ferroelectric properties. The dielectric properties were evaluated by capacitance analyses as function of frequency. XRD analysis of the SBTN powders showed that perovskite phase forms at temperature as low as 600 ?C through an intermediate fluorite phase. Rietveld refinement indicated an orthorhombic structure with 2A1ma space group. the films crystallized by intermediate amorphous route is more promising than intermediate crystalline route. Ta/Nb ratio were evaluated in the SBTN thin films and showed decrease of grain size when tantalum was added. The multilayered films presented a dense and crack free with spherical grains around 100 nm. Tungsten addition in the SBTN system improved the ferroelectric properties. 2.0 mol% in W6+ in the SBTN thin film showed remanent polarization and coercive field values of 8.0 ?C/cm2 and 165 kV/cm, respectively and dielectric constant and dissipation factor values of 114 and 0.030, respectively. Tungsten doped SBTN thin films were annealing at 700 ?C in oxygen atmosphere to improve the ferroelectric properties. The films showed good ferroelectric and dielectric properties. The remanent polarization and coercive field values of 8.2?C/cm2 and 85 kV/cm, respectively, were found for the 2.0 %mol tungsten doped SBTN film

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-09-09Bitstream added on 2014-06-13T20:46:20Z : No. of bitstreams: 1 mulinari_dr_dr_guara.pdf: 2359381 bytes, checksum: e8406eba1afa59be605563be05adf095 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O desenvolvimento de materiais compósitos poliméricos utilizando fibras naturais como reforço é crescente e vêm ocupando novos segmentos de mercado, devido ao baixo custo das fibras, biodegradabilidade, menor densidade e boas propriedades mecânicas. Nesta pesquisa foram desenvolvidos compósitos, a partir de fibras de celulose do bagaço de cana de açúcar como reforço em polietileno de alta densidade. Foram avaliados os tratamentos superficiais das fibras, o percentual das fibras, o tipo de processamento, o uso de agente compatibilizante, o tipo de fibra natural e tratamento e as propriedades dos compósitos. Para a caracterização das fibras e dos compósitos foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura, difratometria de Raios X, espectroscopia na região do infravermelho, termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. As propriedades mecânicas destes materiais foram estudadas através de ensaios normalizados de resistência à tração, resistência à flexão e resistência ao impacto. Também foram avaliadas absorções de água e massa específica dos compósitos. Os resultados obtidos demonstram a influência do tratamento superficial das fibras sobre as propriedades mecânicas. O tipo de processamento, o uso do agente compatibilizante, o tipo de fibra e tratamento influenciaram nas propriedades mecânicas dos compósitos. A adição de fibras de bagaço em matriz de PEAD melhorou as propriedades mecânicas comparado à matriz pura, e uma possível redução no custo sugere uma aplicação industrial do produto final. / The development of polymeric material composites using natural fibers as reinforcement is increasing and it is occupying new market segments, due to the fibers low cost, biodegradability, low density and good mechanical properties. In this research composites were developed from sugarcane bagasse cellulose fibers as reinforcement in high density polyethylene. The influence of the superficial treatment on fibers, percentage of fibers, processing type, use of coupling agent, natural fibers type and treatments and properties of the composite were also evaluated. For the characterization of fibers and composites, scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, infrared spectroscopy, thermogravimetry and differential scanning calorimetry techniques were used. The mechanical properties of these materials were evaluated through the tensile strength, flexural strength and impact strength standard tests. Water absorption and specific mass of the composites were also studied. The obtained results demonstrated the great influence of the fibers superficial treatment on the mechanical properties. The processing type, use of coupling agent, natural fibers type and treatments influenced the mechanical properties of the analyzed compositions. The addition of sugarcane bagasse cellulose fibers modified and nonmodified as reinforcement in the HDPE matrix improved the mechanical properties compared to the matrix, and a possible cost reduction suggests an industrial applicability of the final product.

O Brasil movimenta quantidades significativas de cargas minerais, porém o beneficiamento e a otimização das propriedades dessas cargas para a aplicação em polímeros ainda deve ser estudado. Definir as características e os ensaios importantes em função da aplicação da carga são bastante relevantes tanto para prever como para melhorar o desempenho do material. O objetivo do trabalho foi o de avaliar o efeito de diversas cargas minerais, calcário, caulim e talco, nas propriedades termomecânica e colorimétrica de compósitos particulados de polipropileno. No caso da resposta colorimétrica, utilizou-se o modelo de Kubelka-Munk para filmes plásticos translúcidos. Além das três cargas minerais citadas e especificamente para a avaliação do comportamento ótico dos compósitos foi também estudado o rutilo - TiO2 - comercial, pela sua ampla aplicação. Inicialmente foram beneficiadas e caracterizadas as cargas minerais. Essas cargas foram incorporadas em dois polipropilenos usando uma extrusora de duplo parafuso semi industrial e uma injetora industrial. Em alguns casos, para fazer a mistura, usou-se um misturador Haak. Para a obtenção dos resultados foram feitos, principalmente, ensaios de Tração, análise DSC, análise DMTA, análise colorimétrica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados alcançados demonstram o efeito de cada carga mineral estudada em compósitos particulados de polipropileno quantificando e buscando explicações para os fenômenos ocorridos. Quanto ao modelamento das propriedades óticas, os resultados foram bastante satisfatórios para a previsão do espectro de reflectância dos materiais. / Brazil produces and markets significant quantities of mineral fillers. Notwithstanding, a lot must be studied on the improvement and the optimization of filler’s properties for the application in polymers. It is very relevant to define the important characteristics and assays, as a function of the filler’s application, when one tries to foresee or to improve the material’s performance characteristics. The objective of this work was to evaluate the effect of different mineral fillers (limestone, kaolin and talc) in the thermo mechanical and colorimetric properties of polypropylene particulate composites. To evaluate the colorimetric behavior, the Kubelka-Munk model for translucent plastic films was used. In addition to the three already mentioned minerals, widely applied commercial rutile – TiO2 – was also picked up for optical studies. Mineral fillers were initially prepared and characterized and then incorporated into two polypropylene samples, using a semi-industrial double-screw extruder and an industrial injector. In some cases, a Haak mixer was also used. Experimental essays included traction essays, DSC analysis, DMTA analysis, colorimetric analysis and scanning electron microscopy. The obtained results showed the effect of each mineral filler studied on the polypropylene particulate composites. The phenomena were quantified and explanations were proposed. Results have also been satisfactory in the forecasting of the material’s reflectance spectra.

Neste trabalho foi avaliado o método de intercalação via co-coagulação na preparação de nanocompósitos de SBR com uma montmorilonita organicamente modificada (OMMT) com o objetivo de desenvolver nanocompósitos com propriedade de barreira a gases superior aos compostos elastoméricos convencionais. Foram preparados nanocompósitos de SBR com enxofre e MBTS contendo 3, 6 e 9 phr de OMMT avaliando-se as melhores condições de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação. Também foi avaliada a influência da nanoargila na cura e nas propriedades do SBR. Os compósitos foram caracterizados por calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimetria (TGA) e difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios físicos (tração e dureza). O processo com maior tempo (168 h) de intumescimento da OMMT no látex de SBR e a co-coagulação rápida foi a melhor condição de processo para a obtenção de nanocompósitos com morfologia intercalada. A avaliação da cura dos nanocompósitos por DSC e pela curva reométrica permitiu verificar que a OMMT acelera a reação de reticulação do SBR por enxofre. A avaliação dos nanocompósitos não vulcanizados por DRX mostrou que houve intercalação de SBR nas nanocamadas da OMMT independente do teor desta e das condições utilizadas na co-coagulação do látex. A morfologia dos nanocompósitos vulcanizados, avaliada por DRX e MET, revelou que houve esfoliação parcial e intercalação da OMMT para os três teores de nanoargila utilizados. Os nanocompósitos avaliados apresentaram pequenas variações na Tg em relação ao composto de SBR sem nanoargila. O coeficiente de permeabilidade ao oxigênio avaliado em filmes dos nanocompósitos decresceu com o aumento do teor de OMMT incorporada nestes, sendo para o nanocompósito de SBR com 9 phr, 44% menor que o observado para o filme sem OMMT. As propriedades mecânicas dos nanocompósitos com 6 e 9 phr de OMMT foram significativamente superiores ao composto sem OMMT. Verificou-se que o método de incorporação da OMMT in-situ durante a co-coagulação látex de SBR foi eficiente, embora ainda possa ser otimizado. / In this study, the preparation method of SBR-clay nanocompósitos by cocoagulating both the latex and the organically modified montmorillonite (OMMT) were investigated in order to achieve nanocomposites with good gas barrier property. SBR-clay nanocomposites prepared with 3, 6 and 9 phr of OMMT were cured with MBTS and sulfur evaluating the best conditions for OMMT incorporation during insitu co-coagulation. The nanoclay influence on the SBR reaction cure and the nanocomposite properties was evaluated. The composites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), dynamic mechanical analysis (DMA) and physical tests. The process with the longest OMMT swelling (168 h) in the SBR latex and the fastest co-coagulation rate was the best option for the production of intercalated nanocomposites. The evaluation of the SBR cure by DSC and rheometric curve showed that the OMMT accelerates the elastomer crosslinking reaction by sulfur. XRD analyses of the uncured nanocomposites through showed intercalated morphology independent of the nanoclay content and conditions in the latex co-coagulation process. The morphology of the cured nanocomposites showed OMMT partial intercalation and exfoliation for the three concentrations of nanoclay used. The nanocomposites evaluated showed small variations in glass transition temperature when compared with the nanoclay free SBR compound. The coefficient of oxygen permeability in the nanocomposite films decreased with the amount of OMMT, being 44% lower in the nanocomposite with 9 phr compared to the pattern without OMMT. The mechanical properties of nanocomposites with 6 and 9 phr of OMMT were significantly higher than the compound without nanoclay. The method of OMMT in-situ incorporation during the co-coagulation of SBR latex was found effective; although it can still be improved.

Neste trabalho foram desenvolvidas membranas eletrólito poliméricas, a partir de copolímero estireno-indeno (St-In) e poli(álcool vinílico) (PVA) para avaliação de seu desempenho em célula a combustível. Para tanto o copolímero estireno-indeno foi sulfonado com sulfato de acetila obtido pela reação de anidrido acético e ácido sulfúrico, com inserção de grupos sulfônicos na cadeia macromolecular, os quais são os responsáveis pela condutividade protônica na membrana. O copolímero estireno-indeno sulfonado foi combinado com álcool polivinílico (PVA) na forma de rede de polímeros semi-interpenetrantes (semi-IPN), variando-se o grau de sulfonação do copolímero estireno-indeno, o grau de hidrólise do PVA e a quantidade do agente de reticulação. As membranas foram preparadas com e sem benzoimidazol (BZ), utilizado como base de Lewis ou agente protonante. O polímero eletrólito foi caracterizado por FTIR, DSC e TGA. As membranas contendo este foram avaliadas por análise térmica (TGA, DSC e DMA), absorção de água, capacidade de troca iônica, condutividade, permeabilidade à etanol e metanol. A mistura de PVA com o polímero polieletrólito viabilizou a obtenção de membranas com boa resistência mecânica, no entanto, aquelas contendo copolímero estirenoindeno com alto grau de sulfonação apresentaram alto teor de absorção de água. Membranas previamente selecionadas foram avaliadas em protótipo de célula a combustível, e os resultados mostraram que as propriedades da membrana são dependentes da sua composição. O uso de benzoimidazol propiciou maior estabilidade térmica à membrana, bem como um aumento da condutividade desta em até 1000 vezes, dependendo da concentração da mesma nas membranas. Apesar das membranas desenvolvidas não terem apresentado estabilidade adequada nos testes em protótipo de célula a combustível a hidrogênio, estas mostraram grande potencial na condução de prótons, devendo ser ainda melhoradas quanto a sua estabilidade térmica. Por outro lado, o polímero eletrólito mostrou ter potencial de aplicação em outras aplicações tecnológicas, tal como plastificante ou aditivo em tintas a base água. / In this work, polymer electrolyte membranes, based on styrene-indene copolymer (St-In) and polyvinyl alcohol (PVA), have been developed, to evaluate its use in fuel cells. Thus the copolymer styrene-indene was sulfonated with acetyl sulfate obtained by reaction of acetic anhydride and sulfuric acid, thus producing the functionalization of the polymer backbone by the introduction of sulfonic groups, which are responsible for the proton conductivity. The sulfonated styrene-indene copolymer was combined with polyvinyl alcohol to form semi interpenetrating polymer network (semi-IPN) varying the sulfonation degree of St-In, the PVA degree of hydrolysis and the crosslinking agent ratio. The membranes were prepared with and without benzimidazole (BZ) as Lewis base or protonic agent. The polymer electrolyte was characterized by FTIR DSC and TGA. The membranes were evaluated by thermal analysis, water uptake, ion exchange capacity, ethanol and methanol permeability. The mixture PVA/electrolyte polymer allowed the obtain of membranes with good mechanical strength, however those containing St-In with higher sulfonation degree had higher water uptake. Membranes previously selected were evaluated on their performance in fuel cell prototype and the results showed that the properties are dependent on membranes composition. The addition of benzimidazole modifier compound increased the thermal stability of membranes and its effect on conductivity was positive only up to certain concentration, reaching up to 1000-fold increase in the values of membranes conductivity. Despite the developed membranes have not shown adequate stability on prototype hydrogen fuel cell tests, these showed great potential in the proton conduction and should be further improved and its thermal stability. On the other hand, the electrolyte polymer showed to have potential applications in other applications technological, such as plasticizer or additive in water based paints.

Neste trabalho foi estudada a síntese química do poli (5-amino 1-naftol) (PAN) em presença de diferentes agentes dopantes e meios reacionais. Os polímeros obtidos foram caracterizados pelas técnicas espectroscópicas de infravermelho, Raman, por microscopia eletrônica de varredura, por voltametria cíclica, temogravimetria, medidas de condutividade elétrica e grau de aderência. A estrutura do PAN obtido apresentou-se semelhante aos resultados obtidos para a PAni. Filmes de PAN sintetizados em meio aquoso ácido sobre substratos de platina apresentaram eletroatividade e estabilidade à ciclagem quando. Filmes preparados a partir de PAN sintetizado em presença dos ácidos dopantes dinonil naftalêno disulfônico (DNNDSA), dinonil naftalêno sulfônico (DNNSA) e dodecil benzeno sulfônico (DBSA), apresentaram-se mais homogêneos e mais aderentes que os sintetizados em ausência desses. A aplicação na construção de dispositivos eletrocrômicos e de chaveamento apresentou-se inicialmente viável para todas as amostras testadas.