A tecnologia avançada das matérias-primas utilizadas nas atuais embalagens de multicamadas é acompanhada por inovações, atualizações e automação dos equipamentos de produção, por coextrusão e/ou laminação. Um aumento considerável de custos se origina na aquisição e manutenção de equipamentos, e no aperfeiçoamento da mão-de-obra operacional. Também, a sofisticação das embalagens, cria a dificuldade de seu posterior reaproveitamento e reciclagem, devido à utilização dos muitos e distintos materiais nelas aplicados. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de embalagens pet food com propriedades de barreira, que não necessitem de processos como coextrusão. Existem estudos e artigos publicados que se dedicam a estudar o comportamento de blendas binárias de poliolefinas no uso de embalagens, porém não se encontram informações acerca de blendas ternárias que, provavelmente, poderão agregar melhorias para as embalagens de pet food. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira foram processados filmes por compressão térmica de oito blendas ternárias, quatro contendo (PEAD) e outras quatro, polipropileno (PP). As oito amostras foram caracterizadas por ensaios mecânicos e utilizouse a Análise de Variância de Fator Único – ANOVA para determinação das melhores composições, uma de PEAD e outra de PP. Na segunda etapa, as duas blendas ternárias anteriormente selecionadas foram aditivadas com dois agentes de barreira baseados em poliamida (PA) e processadas em extrusão de filme plano. Os oito filmes obtidos foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, térmicos, de difração de raios X e reológicos aplicando-se um Projeto e Análise de Experimento – DOE para definir as melhores composições, uma contendo PEAD e outra PP. Na terceira etapa, as blendas aditivadas com agente de barreira selecionadas, uma de PEAD e outra de PP, foram processadas em extrusão de filme tubular com espessura de parede de 180 μm, nas razões de sopro de 2,5:1 e 3,5:1. Os filmes da blenda contendo PP não demonstraram compatibilidade adequada e foram descartados. Os filmes da blenda com PEAD foram caracterizados por ensaios mecânicos, de absorção de vapor de água, de absorção de gordura de ração animal, permeabilidade ao O2, térmicos e ópticos. Conclui-se que o filme selecionado, da blenda ternária de PEAD com adição de aditivo de barreira baseado em PA, na razão de sopro de 3,5:1, possui propriedades mecânicas superiores as da embalagem comercial e que houve um decréscimo significativo na permeabilidade ao O2 desta blenda quando comparada aos seus constituintes básicos, entretanto, o valor de permeabilidade ao O2 da embalagem comercial é acentuadamente menor, o que é um indicativo para a continuidade experimental com aditivos que proporcionem melhores resultados de barreira ao O2. / The advanced technology of the raw materials used in current multi-layer packaging is accompanied by innovations, upgrades and automation of production equipment, by coextrusion and/or lamination. A considerable increase in costs comes from the acquisition and maintenance of equipment and improvement of operational hand labor. The sophistication of packaging also creates the difficulty of subsequent reuse and recycling due to the use of many different materials applied to it. The objective of this study is to develop pet food packaging with barrier properties, which do not require processes such as co-extrusion. There are studies and articles dedicated to studying the behavior of polyolefin binary blends in the use of packaging, but there is no information about ternary blends which could probably add enhancements to the packaging of pet food. The work was divided into three stages. In the first step, films were processed by thermal compression from eight ternary blends, containing four different ratios of HDPE and four of PP. The eight samples were characterized by mechanical testing and used a Single Factor Analysis of Variance – ANOVA to determine the best compositions of HDPE and PP. In the second step, the two previously selected ternary blends were doped with two barrier resins based on PA and processed in a flat film extrusion. The eight films obtained were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, thermal testing, X-ray diffraction studies and, as well as, rheological testing, applying a Design of Experiment - DOE to define the best compositions, one containing HDPE and the other PP. In the third step, the selected blends were doped with barrier resin, one of HDPE and the other PP, and processed into blown film extrusion with a wall thickness of 180 μm in the blowing ratios of 2.5: 1 and 3.5: 1. The films of the blends with PP was ruled out, because did not show adequate compatibility. The films of the blends with HDPE were characterized by mechanical testing, absorption of water vapor, absorption of fat from animal feed, O2 permeability, thermal, and, as well as, optical testing. It follows that the selected film, the ternary blend of HDPE with the addition of barrier based resin PA in the blow up ratio of 3.5: 1, has superior mechanical properties to the commercial package and that there was a significant decrease in this blend O2 permeability when compared to its basic constituent. However, the O2 permeability value for the commercial package is markedly lower, which is a target for experimental continuity with additives that provide improved barrier results O2.

Orientador: Edison Bittencourt / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T05:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_VicelmaLuiz_D.pdf: 6136068 bytes, checksum: eea2a2bd7fc6d24b5e476123114faa4f (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Atualmente, os polimeros dopados destacam-se como materiais de grande potencial para fabricação de dispositivos opticamente não lineares (ONL) por apresentarem promissoras propriedades ópticas, estruturais e mecânicas. Sob o ponto de vista óptico, tais substâncias exibem alto coeficiente eletro-óptico, baixa constante dielétrica, ampla faixa de transparência diversidade no índice de refração e superfície com boa qualidade óptica. Estruturalmente os materiais poliméricos podem ser processados na forma de filmes finos. Mecanicamente eles são resistentes à radiação e ao choque. Além disso, esses materiais podem ser facilmente processados e fabricados e apresentam menor custo em relação aos cristais inorgânicos comercialmente utilizados. Neste trabalho foram projetados, construídos e caracterizados os equipamentos para produção e polarização dos filmes poliméricos fisicamente dopados com moléculas orgânicas ONL. Foi apresentado um estudo preliminar dos filmes poliméricos com propriedades ONL e sintetizados polímeros do tipo cadeia lateral. Foi estudada a estabilidade temporal e a relaxação molecular através das medidas de birrefrigência, da corrente estimulada de despolarização térmica (CDT) e da corrente de termo-amostragem (TA). Foram desenvolvidas e adaptadas as seguintes técnicas: envelhecimento físico para aumentar a estabilidade temporal, purificação dos dopantes, determinação e isolamento de pico da CDT devido à polarização de dipolos, preparação e filtragem das soluções poliméricas dopadas... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Important groups of investigators around the world are trying to obtain polymer films doped with organic molecules. These yield non-linear properties (NLOP) and can be an alternative to inorganic materials which have been used in the manufacturing of eletro-optic devices (e. g. switches and modulators). The interest on polymer films dopes with organic molecules has arisen from the promise of extraordinary optical, structural and mechanical properties polymeric materials seem to offer, and success of molecular design in creating new kinds of materials. From an optical standpoint, polymeric materials offer large non resonant electronic nonlinearities, low dielectric constants, high optical demage thresholds, broad-transparency ranges and high-optical quality surfaces. Polymeric materials can be easily spin thin films adequate to planar technology, and with the desired mechanical properties. The objective of this study was fourfold. First, to develop the electrodes and design the equipment necessary for the polarization process of films; Second, to manufacture and characterize films by any of its natural physical properties (refractive index, birefringence, thermal stimulated depolarization (TSD) current and thermal sampling technique (TS); Third, to study the molecular relaxation through the measurement of birefringence and by using TSD and TS techniques (These can be used to relate molecular relaxation with molecular orientation)... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-06. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:28:13Z : No. of bitstreams: 1 000855638.pdf: 5868154 bytes, checksum: 8c19fb673eb70cc637e783d31a823bd3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O grau de cristalinidade de termoplásticos semicristalinos desempenha um papel importante na determinação das propriedades finais de materiais compósitos estruturais, por exemplo: tenacidade e rigidez, e de suas resistências às intempéries climáticas. O principal objetivo deste trabalho é estudar a influência do grau de cristalinidade em compósitos de FC/PEEK e FC/PPS, processados por moldagem por compressão a quente com três diferentes taxas de resfriamento. Neste estudo, a morfologia e as propriedades térmicas e mecânicas dos laminados processados foram analisadas e comparadas. Assim como, as suas resistências à umidade, salinidade e radiação ultravioleta. Os resultados apresentaram um aumento na resistência mecânica dos compósitos processados com menores taxas de resfriamento. Evidências de melhora na interface fibra/matriz e nucleação de cristalitos na superfície da fibra também foram identificadas. Os compósitos com maior grau de cristalinidade apresentaram maior resistência à umidade e à salinidade. No entanto, aqueles com menor grau de cristalinidade apresentaram maior resistência aos efeitos da radiação ultravioleta / The crystallization degree of semi-crystalline thermoplastics plays an important role in determining the final properties of structural composite materials, e.g. toughness and stiffness, and their weather resistance. The main purpose of this work is to study different induced crystallinity degrees in CF/PEEK and CF/PPS composites processed by hot compression molding at three different cooling rates. In this study, the morphology, thermal and mechanical properties of the processed laminates were investigated and compared. As well as their resistance to humididy, salinity and ultraviolet radiation. The results showed an increase in mechanical strength for the composites processed with lower cooling rates. Evidences of fiber/matrix interface improvement and crystallites nucleation on the fiber surface were also identified. The composites with higher crystalline degree showed to be more resistant to humidity and salinity. However, those with lower crystalline degree were more resistant to the effects of the ultraviolet radiation / FAPESP: 2012/12207-6 / CAPES: 12357-13-8

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T20:21:16Z : No. of bitstreams: 1 freitas_rlb_dr_ilha.pdf: 3147438 bytes, checksum: 01acb2a6a67b2e11009fd170fd595861 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Um material compósito é constituído pela combinação de dois ou mais materiais, onde se procura sintetizar um novo material multifásico, e que abrigue as melhores características individuais de cada um de seus constituintes. Compósitos de polímeros (matriz) e ferroelétricos (inclusões) podem manifestar piezoeletricidade, ou seja, a produção de uma resposta elétrica devido a uma excitação mecânica, e vice-versa. Nesta tese o material polimérico usado para preparar os filmes ou lâminas de nanocompósitos é o PVDF, e, o material cerâmico é formado por nanopartículas de PZT. Ambos os materiais são dielétricos, porém, com características muito distintas (por exemplo, o PVDF tem aproximadamente 1/4 da densidade e 1/250 da constante dielétrica do PZT). O PZT é muito utilizado em transdutores, principalmente devido aos seus elevados coeficientes piezoelétricos, contudo, é quebradiço e sofre desgaste quando empregado na forma de filmes ou lâminas. Por outro lado, o PVDF é um polímero piezoelétrico que apresenta grande flexibilidade e excelentes resistências mecânica e química, porém, seus coeficientes piezoelétricos são apenas moderados. A fim de se aumentar a flexibilidade do PZT, mistura-se o pó cerâmico, na forma de nanopartículas, com o PVDF, também pulverizado. Na tese, evidencia-se que o compósito constituído por esta combinação cerâmica-polímero proporciona uma nova classe de materiais funcionais com grande potencial de aplicação, por terem combinadas a resistência e rigidez das cerâmicas, e, a elasticidade, flexibilidade, baixa densidade e elevada resistência a ruptura mecânica dos polímeros. O novo material tem grande resistência a choques mecânicos, flexibilidade, maleabilidade, e, principalmente, coeficientes piezoelétricos relativamente elevados. Amostras do compósito... / A composite material is constituted by the combination of two or more materials, which synthesizes a new multiphase material, and has the best individual characteristics of each of its constituents. Polymer composites (matrix) and ferroelectric (inclusions) can express piezoelectricity, i.e. the production of an electrical response due to a mechanical excitation, and vice versa. In this thesis the polymeric material used to prepare the films or slides of nanocomposites is the PVDF, and, ceramic material is formed by PZT nanoparticles. Both materials are dielectrics, however, with very different characteristics (for example, the PVDF is approximately 1/4 density and 1/250 relative permittivity from PZT). The PZT is widely used in transducers, mainly due to their high piezoelectric coefficients, however, is brittle and suffers wear and tear when employed in the form of films or slides. On the other hand, the PVDF is a piezoelectric polymer that offers great flexibility and excellent mechanical and chemical resistances, however, its piezoelectric coefficients are only moderate. In order to increase the flexibility of PZT, ceramic powder is mix, in the form of nanoparticles, with PVDF, also sprayed. In theory, it becomes evident that composite consisting of this ceramic- polymer combination delivers a new class of functional materials with great potential for application, because they combine the strength and rigidity of ceramics, and elasticity, flexibility, low density and high resistance to mechanical disruption of polymers. The new material has great resistance to mechanical shock, flexibility, suppleness, and, primarily, relatively high piezoelectric coefficients. PZT/PVDF composite samples were fabricated and characterized aiming to applications such as: piezoelectric actuators, acoustic emission detectors, and energy... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-08Bitstream added on 2014-06-13T18:55:37Z : No. of bitstreams: 1 bandeira_cf_me_guara.pdf: 2529578 bytes, checksum: 3ce5e71049e75732be8d65ca09414dca (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo do comportamento viscoelástico e das suas temperaturas de transições térmicas são imprescindíveis para que produtos sejam desenvolvidos, construídos e aplicados corretamente em cada setor de mercado. Assim, qualquer método analítico que vise à redução de tempo de laboratório, na análise de propriedades viscoelásticas de compósitos poliméricos, está contribuindo diretamente para a otimização de metodologia de avaliação de materiais estratégicos. Com isto, o presente trabalho tem como objetivo validar o método Synthetic-Oscillation (multiplex) na obtenção de curvas de DMA (análise dinâmico-mecânica). Este aplicativo computacional, (multiplex), realiza em um único ensaio, medidas do comportamento viscoelástico de materiais em diferentes frequências. As curvas, geradas através deste aplicativo computacional, foram comparadas com as curvas obtidas em experimento real (multifrequência), para se determinar estatisticamente a confiabilidade do método multiplex em medir as propriedades viscoelásticas de compósitos poliméricos. Uma vez dominada esta metodologia, avaliou-se a influência da exposição à radiação ultravioleta, à umidade e ao combustível aeronáutico, na temperatura de transição vítrea (Tg) dos compósitos poliméricos. Os resultados mostram que o método multiplex é tão eficiente quanto o método de multifrequência, na obtenção de curvas de DMA de compósitos poliméricos, com a vantagem de ser mais rápido. A Tg dos compósitos estudados foi afetada apenas pela exposição a umidade e a radiação UV / The study of viscoelastic behavior and its thermal transitions temperatures are essential to new products development, construction and property application in each market sector. Thus, any analytical method that aims to reduce laboratory time on analysis of viscoelastic properties of polymer composites, is directly contributing to the methodology optimization for evaluation of strategic materials. With this, the present study aims to validate the method Synthetic-Oscillation (Multiplex) to obtain curves of DMA (dynamic mechanical analysis). This computer application, (multiplex), in a single run, measures the viscoelastic behavior of materials at different frequencies. The curves generated by this computer application, were compared with the curves obtained in a real experiment (multifrequency), to statistically determine the reliability of the multiplex method to measure the viscoelastic properties of polymer composites. Once dominated this methodology, was evaluated the influence of exposure to ultraviolet radiation, humidity and jet fuel in the glass transition temperature (Tg) of polymer composites. The results show that the multiplex method is as efficient as the method of multifrequency, in obtaining curves of DMA polymer composites, with the advantage of being faster. The Tg of the composites studied was affected only by exposure to moisture and UV radiation

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-08Bitstream added on 2014-06-13T20:55:51Z : No. of bitstreams: 1 campos_ka_me_guara.pdf: 6227902 bytes, checksum: ee44aa7120c6145b6c7adb73f08cf527 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Superfícies de fratura expressam a seqüência de eventos de liberação de energia com a propagação de trincas, mostrando a relação entre os componentes da estrutura, campos de tensões locais e a formação de texturas típicas em seu relevo. No caso dos compósitos de matriz polimérica, a evolução das formações topográficas pode indicar as linhas de ação de carga, os efeitos de degradação pelo ambiente ou os defeitos de processamento. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar se as regiões de relevo formadas pelos diferentes mecanismos de propagação de trincas na fratura de compósitos termorrígidos, carbono/epóxi, podem ser relacionadas a diferentes valores de dimensão fractal, correspondendo à sua influência sobre a tenacidade. Os corpos-de-prova de compósito carbono/epóxi foram divididos em três grupos, sendo natural, com condicionamento higrotérmico e com condicionamento ultravioleta. As fraturas analisadas foram provenientes de ensaios DCB, em modo I de carregamento, sendo a aquisição das imagens feitas com o uso de microscópio óptico de reflexão e as topografias das superfícies obtidas pelo método de reconstrução por extensão de foco, calculando-se os valores de dimensão fractal com o uso dos mapas de elevações. A dimensão fractal foi classificada como: dimensão monofractal (Df), quando a fratura é descrita por um único valor; ou dimensão textural (Dt), que é uma análise macroscópica da fratura, combinada com a dimensão estrutural (Ds), que é uma análise microscópica. Os resultados demonstraram que não há relação entre Df e GIC, como proposto por Mecholsky, em seus trabalhos, não sendo esta medida uma propriedade do material. Quanto a Dt, esta medida não pode descrever qualquer propriedade do material, pois se restringe à descrição local do processo de fratura. Já Ds, descreve... / Fracture surfaces express the sequence of events of energy release with crack propagation, showing the relationship between the components of the structure, local stress fields and the formation of textures in his typical relief. In the case of polymer matrix composites, the evolution of topographic features may indicate the lines of action of load, the effects of degradation of the environment or processing defects. Therefore, the objective this work is to assess if the relief regions formed by different mechanisms of crack propagation in the fracture of thermosetting composites, carbon / epoxy, may be related to different values of fractal dimension, corresponding to its influence on toughness. Composite carbon / epoxy specimens were divided into three groups, namely natural, with hygrothermal conditioning and ultraviolet conditioning. The fractures were analyzed from DCB tests in mode I loading, with the acquisition of images by using an optical microscope and the surface topographies obtained by an extended depth-of-field method, calculating the values of fractal dimension with the use of elevation maps. The fractal dimension was classified as: monofractal dimension (Df), when the fracture is described by a single value, or texture dimension (Dt), which is a macroscopic fracture, combined with the structural dimension (Ds), which is a microscopic analysis. The results showed that there isn´t relationship between Df and GIC, as proposed by Mecholsky in his work, since this measure is not a material property. As for Dt, this measure cannot describe any property of the material, because it restricts the description of the process to local fracture conditions. In other way, Ds describes the micro-relief and is associated to the forces involved in the rupture of atomic bonds and, thus, to the association between micromechanics and microstructure... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-17T00:04:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T21:26:22Z : No. of bitstreams: 1 108811.pdf: 1624788 bytes, checksum: df64d6a9dd341050a336787953f77a2f (MD5) / Foi estudado a miscibilidade do copolímero PEBAX (poliamida 6 - polietileno glicol) com Novolak (oligômero fenólico), através de medidas espectroscópicas de FT-IR, densidade, DSC e microscopia eletrônica de varredura. Os espectros de FT-IR mostraram o desaparecimento da banda de OH livre nas blendas indicativo de interação entre os componentes. Nas análises de DSC, as blendas apresentaram um único valor de Tg intermediário ao dos componentes puros, para a densidade houve uma diminuição volume das blendas, verificando a miscibilidade do sistema. Na blenda ternária Poliamida 6/EPDM (etileno - propileno - etilideno norboneno)/ PEBAX estudou-se a influência do agente compatibilizante PEBAX nas propriedades mecânicas dos componentes puros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:10:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299506.pdf: 1148745 bytes, checksum: 0b85f03e1dc3db4f3f1a32dc6c61ee71 (MD5) / Mesmo presente em pequena percentagem de massa nos resíduos sólidos urbanos gerados, o poliestireno expandido (EPS) ocupa um grande espaço nos depósitos de lixo devido à sua baixa relação massa/volume, tornando necessária a busca de tecnologias para a viabilização econômica da sua cadeia de reciclagem. O EPS reciclado por processo de extrusão, quando ocorre então a sua degaseificação, poderia ser utilizado em muitas das aplicações do poliestireno (PS) cristal (ou de uso geral). Com a grande oferta de produtos eletro-eletrônicos, principalmente componentes de computadores, nas cooperativas e associações de catadores que recebem o material proveniente da coleta seletiva dos municípios da grande Florianópolis, neste trabalho estudou-se como uma alternativa para a reciclagem do EPS a produção de perfis de PS para aplicação na construção civil. Devido as propriedades mecânicas insatisfatórias do poliestireno para tal aplicação, blendas com PSAI e ABS foram obtidas. A incorporação de PSAI e ABS no PS (obtido a partir do EPS reciclado) incrementa a sua tenacidade, possibilitando a ampliação da gama de aplicações. Diversas composições da mistura PS/PSAI/ABS foram preparadas buscando-se a relação que apresente as melhores propriedades na fabricação de perfis de PS extrudados. Borracha termoplástica do tipo SBS foi utilizada como agente compatibilizante. Tais resultados permitem concluir que a reciclagem do EPS possibilita a fabricação de produtos com valor agregado diferenciado, viabilizando a sua cadeia de reciclagem / Despite being present in small percentage of mass at the municipal solid waste generated, the expanded polystyrene (EPS) occupies a large space in landfills due to its low relation weight / volume, making necessary to search technologies for the economic feasibility of its chain recycling. The EPS recycled by extrusion process, when it occurs its degassing, could be used in many applications of general purpose polystyrene (GPPS). With the wide offer of electronic products waste, especially computer components, in cooperatives and associations of collectors that receive material from the waste collection in the municipalities of Florianopolis, in this work was studied, as an alternative for the EPS recycling, the production of profiles of PS for application in construction. Because of the lower mechanical properties of PS for this application, PS blends with HIPS and ABS were obtained. The blend of HIPS and ABS with the PS (obtained from recycled EPS) increases its toughness, allowing wider range of applications. Several compositions of the mixture PS / HIPS / ABS were prepared aiming for the relation which has the best mechanical properties in the manufacture of extruded profiles of PS. Thermoplastic rubber SBS type was used as compatibilizing agent. The results indicate that the recycling of EPS allows the manufacture of products with differentiated value-added, enabling its recycling chain

Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:17:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 278180.pdf: 1962017 bytes, checksum: 6ac26812f3519e3f6b422500e247f859 (MD5) / O estudo e desenvolvimento de compósitos metal-polímero representa uma alternativa para a obtenção de materiais com propriedades físicas e químicas específicas. Estas propriedades podem ser vantajosas em várias aplicações, como membranas de permeação seletiva e reforma de hidrogênio, membranas catalíticas, sensores moleculares e biosensores. Para a viabilização do uso dessas tecnologias algumas características específicas têm sido bastante estudadas, como o material constituinte da membrana de condução protônica, assim como o aditivo condutor. Neste trabalho foram obtidas e avaliadas as propriedades físico-quimicas de membranas poliméricas SPEEK/Ni.P com característica de condução mista. Para tanto, este estudo foi dividido em três etapas: i) modificação química de duas amostras de poli(éter éter cetona) [PEEK] comerciais, com diferentes massas molares; ii) caracterização das membranas e avaliação da influência da massa molar nas propriedades físico-químicas e iii) preparação e caracterização das membranas de SPEEK/Ni.P de condução mista. Os resultados apresentados neste trabalho indicam que o tempo de reação é um parâmetro importante na determinação das propriedades finais da membrana. Observou-se também que a variação de massa molar altera significativamente as propriedades dinâmico-mecânicas, condutividade protônica e absorção de água das amostras sulfonadas. O compósito desenvolvido neste trabalho apresentou excelentes resultados de condutividade protônica (10-2 S.cm-1) e elétrica (10-5 S.cm-1), indicando que este sistema é promissor para desenvolvimentos futuros envolvendo condução mista. / The study and development of metal-polymer composites represents an interesting alternative to obtain materials with specific physical and chemical properties. These materials are finding several technological applications including hydrogen reformer technology, selective-permeation membrane, catalytic membranes, molecular sensors and biosensors. For the viability of using these technologies some features have been extensively studied, like the protonic conducting membrane and the conductor additive. The aim of this study was to obtain and evaluate the physical-chemical properties of mixed conductive SPEEK/Ni.P polymeric membranes. Therefore, this study was divided in three steps: i) chemical modification of two commercial Poly (ether ether ketone) samples, with different molar weight; ii) membranes characterization and evaluation of molar weight influence in physical-chemical properties, iii) Preparation and characterization of mixed conductive SPEEK/Ni.P polymeric membranes. The results presented in this work show that the reaction time is an important issue for the final membranes properties. It was also observed that the molar weight affect the results of dynamic mechanical analysis, protonic conductivity and water uptake. The composite developed in this work presented excellent results for protonic (10-2 S.cm-1) and electric (10-5 S.cm-1) conductivity, indicating that this system is promising for future developments involving mixed conductivity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296281.pdf: 1910722 bytes, checksum: 8f6cef994039f41950823b885f52d26e (MD5) / Este trabalho se dedica a apresentar alguns modelos de transferência de carga entre uma matriz porosa e fibras em compósitos de matriz cerâmica. Um modelo analítico para a transferência de carga em fibras curtas é desenvolvido, baseado em modelos já existentes para compósitos poliméricos. Além disso, a geometria e a resistência das fibras, juntamente com a porosidade da matriz são incluídas na presente análise. As curvas teóricas para as tensões longitudinais e de cisalhamento ao longo da interface fibra-matriz são apresentadas. Elas alcançam um máximo no meio das fibras curtas. Torna-se evidente que o comprimento crítico é governado pelo conjunto de propriedades da fibra e da matriz, que influenciam a capacidade de transferência de carga nos compósitos. Adicionalmente, a solução simplificada apresentada facilita o entendimento dos mecanismos interfaciais se utilizando de uma matriz porosa. Outro foco do trabalho é um algoritmo que simula o teste de feixes contínuos de fibras cerâmicas usando-se métodos de Monte Carlo. É mostrado que a resistência do feixe é sempre menor que a resistência média das fibras testadas individualmente. Tal comportamento é explicado por modelos de transferência de carga. Neste trabalho, diferentes modelos de transferência de carga foram implementados em uma simulação de um ensaio de tração em feixes de fibras. Os resultados estão de acordo com os experimentos de fibra simples e feixe realizados e constituem uma ferramenta útil para o projeto de materiais reforçados com fibras cerâmicas. / The aim of this work is to present some models of load transfer between porous matrix and fibers in ceramic matrix composites. An analytical model for short fibers is developed, based on the earlier shear-lag models used for polymeric composites. Moreover, geometry and strength of fibers in addition to the matrix porosity are included in the present analysis. The theoretical curves for the longitudinal and shear stress distribution along the fiber-porous matrix interface are presented. They exhibited a maximum strength point at the middle of the short fibers. It became evident that the critical length is governed by the relative properties of the fibers, matrix and porosity, which greatly influenced the load carrying capacity of the fibers in the composites. In addition, the present simplified solution facilitates the understanding of the interface mechanism using porous matrix. In addition, a bundle testing routine is implemented using Monte Carlo methods. It is common knowledge that for bundles of fibers in composites, that the bundle strength is always less than the sum of the fiber strengths. This behavior can be explained by load-sharing models. At this work, different load sharing models were implemented on a simulated tensile test of ceramic oxide fibers. The results are in agreement with the experimental results of single-fiber and bundle testing and constitute a useful tool for the design of fiber-reinforced materials.