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Preparação e caracterização de compósitos de poliuretano termoplástico com negro de fumo condutor e nanotubos de carbono

Ramôa, Sílvia Daniela Araújo da Silva 26 October 2012 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Fderal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287639.pdf: 3129551 bytes, checksum: 4001307ce3da35e09ce684a95ca7b84f (MD5) / O estudo de compósitos poliméricos condutores de eletricidade (CPCEs) têm recebido atenção especial, devido ao grande potencial em aplicações tecnológicas, tais como: dissipação de carga eletrostática e proteção contra interferência eletromagnética. A incorporação de aditivos condutores, tais como: negro de fumo condutor (NFC) e nanotubos de carbono (NTCs), em matrizes de elastômeros termoplásticos é uma alternativa para produção de CPCEs com propriedades mecânicas semelhantes às de uma borracha vulcanizada, sem a necessidade do uso de agentes de vulcanização. Neste trabalho foram preparados compósitos condutores de eletricidade, de elastômero de poliuretano termoplástico (TPU) com diferentes concentrações e tipos de aditivos condutores (NFC, NTCs, e NTCF), a partir de duas técnicas de mistura: mistura por solução e mistura por fusão. Os compósitos obtidos foram caracterizados, sendo suas morfologias e propriedades viscoelásticas, térmicas e elétricas avaliadas através, de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG); espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR); análise dinâmico mecânica (DMA); termogravimetrica (TG); calorimetria diferencial de varredura (DSC); medidas de condutividade; e proteção contra interferência eletromagnética (EMI-SE). Para os compósitos obtidos através de mistura por fusão, foram ainda avaliadas as propriedades reológicas, através de um reômetro de placas paralelas. A técnica de mistura e tipo de aditivos, influenciam na estabilidade térmica, nos valores de condutividade e nos limiares de percolação. Os resultados mostram que todos os compósitos atingem valores de condutividade elétrica próximos aos dos aditivos condutores, exceto os compósitos com NTCF preparados por ambas as técnicas. Os compósitos obtidos através da mistura por fusão apresentam menor limiar de percolação, (abaixo de 2% em massa) quando comparado com os compósitos obtidos através da mistura por solução (acima de 4,9% em massa). Estes resultados encontram-se coerentes com os encontrados na eficiência de blindagem eletromagnética, indicando que estes materiais têm um grande potencial para serem utilizados como dissipadores de carga eletrostática e como protetores contra a interferência eletromagnética.
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Análise experimental de compósitos de poliuretano derivado de óleo de mamona e fibras de bananeira

Merlini, Claudia 26 October 2012 (has links)
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 2012-10-26T03:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287386.pdf: 3060417 bytes, checksum: 725e556f710d0c44d79ee50c1099cab4 (MD5) / A crescente preocupação global com relação ao meio ambiente e preservação de recursos naturais não renováveis têm incentivado pesquisas em diferentes áreas buscando a utilização de materiais oriundos de fontes renováveis. Nesse contexto, a utilização de fibras vegetais e poliuretano derivado do óleo de mamona em compósitos poliméricos mostram-se como uma boa alternativa. Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da fração volumétrica, comprimento e tratamento alcalino das fibras de bananeira nas propriedades de compósitos com poliuretano derivado do óleo de mamona. As fibras de bananeira foram modificadas superficialmente com solução de hidróxido de sódio 10% por 1, 4 e 8 horas e caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TG), resistência a tração e densidade. A partir dos espectros FTIR observou-se que com apenas 1 hora de tratamento já ocorreu modificações superficiais e na estrutura química das fibras. Compósitos poliméricos, com diferentes frações volumétricas e comprimentos de fibras sem e com tratamento alcalino por 1 hora, foram preparados a partir da moldagem por compressão. Os compósitos foram analisados por MEV, TG, calorimetria exploratória diferencial (DSC), FTIR, resistência a tração, absorção de água e ensaio de pull-out. Observou-se que o tratamento alcalino das fibras resultou em aumento na resistência a tração e módulo elástico dos compósitos, devido à mudança na morfologia da superfície das fibras tratadas, somado à maior concentração de grupos hidroxila livres que promovem maior adesão mecânica e química, respectivamente, entre as fibras e a matriz. Com o aumento da fração volumétrica e comprimento das fibras também se verificou uma melhora nas propriedades mecânicas dos compósitos.
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Reutilização dos resíduos de rochas naturais para o desenvolvimento de compósitos polímericos com matriz termofixa na manufatura de pedras industriais

Molinari, Écio José January 2007 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T00:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245531.pdf: 5374956 bytes, checksum: 30c30f5efc4f026350adafa08fcc8c72 (MD5) / A indústria de materiais poliméricos, principalmente os fabricantes de commodities tem procurado valorizar seus produtos em busca de alternativas inovadoras para a fabricação de produtos acabados. Por outro lado aquelas empresas que exploram e comercializam rochas ornamentais, como mármores e granitos, enfrentam dificuldades no aproveitamento de 100% da sua matéria prima tomando-se, como exemplo, a quantidade de 1m3 de mármore, estudos indicam que apenas 75% destes materiais tornam-se produtos acabados enquanto o restante é descartado como rejeito, seguindo (ou descartado) para aterros. A junção de conhecimentos oriundos de duas áreas distintas: materiais orgânicos (poliméricos) e materiais inorgânicos (minerais) possibilitam o uso das características intrínsecas dos polímeros que permitem a incorporação de cargas inorgânicas proporcionando a obtenção de produtos acabados com características diferenciadas com elevada resistência mecânica, resistências à flexão, etc. Neste trabalho mostra-se uma metodologia para a reciclagem de rejeitos de minerais onde se utiliza granito e mármore, materiais associados a resinas poliméricas de poliéster e acrílica para a obtenção de compósitos com matriz polimérica possibilitando uma correta destinação aos rejeitos descartados pelas marmorarias, com agregação de valor ao produto obtido e a possibilidade de geração de uma nova cadeia de negócios. Os compósitos obtidos neste trabalho foram caracterizados e suas propriedades foram comparadas com mármores e granitos "in natura", apresentando propriedades superiores na maioria dos casos, mostrando a viabilidade técnica e econômica do processo (metodologia) apresentado neste trabalho.
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Preparação e caracterização de compósitos de polipropileno, carbonato de cálcio e poli(etileno-co-acetato de vinila) utilizados na produção de chapas termoplásticas

Alberton, Josué January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259875.pdf: 5087120 bytes, checksum: 59d3b0064204d6ec0cbef0d163323cec (MD5) / No mercado cada vez mais competitivo, a sobrevivência das indústrias depende da redução dos custos de produção e do aumento significativo da produtividade. Estudar as propriedades de compósitos poliméricos utilizados em processos de transformações de polímeros é uma das maneiras encontradas para reduzir os custos. Por outro lado, a possibilidade de empregar tecnologias como a co-extrusão, também apresenta vantagens econômicas. A produção de compósitos poliméricos não pode ser realizada sem que sejam previstos ou calculados os impactos gerados no processamento e as modificações provocadas nas propriedades físicas, químicas, térmicas, mecânicas, morfológicas e reológicas dos materiais. A adição de 30% de CaCO3-EVA aumentou a estabilidade térmica do polipropileno na ordem de 32,6ºC, reduzindo a propriedade referência para projetos de embalagens plásticas, o DTUL em 15ºC. Volumes mássicos até o limite de 20% da composição de CaCO3-EVA podem ser utilizados nas formulações dos compósitos de polipropileno. Acima desse valor, podem ocorrer problemas com a estabilidade do fluxo do material fundido nos processos de extrusão ou co-extrusão, prejudicando, consequentemente, as propriedades mecânicas dos compósitos. Para preservar a integridade durante e após o envasamento de produtos, sugere-se que a composição de CaCO3-EVA seja utilizada na linha de embalagens projetadas para atender a solicitações mecânicas entre 20 MPa e 30 MPa e térmicas na faixa de 20ºC a 50ºC.
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Desenvolvimento e avaliação de compósitos do tipo polímero-madeira com propriedades biocidas

Fiori, Márcio Antônio January 2008 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:17:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta estudos referentes a produção e caracterização microbiológica de um material compósito do tipo poIímero-madeira com propriedade bactericida (BWPC), agregada pela adição de um agente biocida, o triclosan, no processo de extrusão. Durante as etapas de processamento foram realizados ajustes nas temperaturas de máquina e nas velocidades de rotação da rosca de extrusão e avaliado o efeito destes parâmetros na eficiência bactericida do compósito. Além da definição de formulações e ajustes dos parâmetros de processamento foi realizada a caracterização microbiológica do BWPC empregando testes de Difusão em Agar com bactérias Escherichia co/i (EC) e Staphylococcus aureus (SA) , sendo avaliado o seu efeito bactericida após sua exposição em condições consideradas de degradação; em ambientes com diferentes temperaturas e contendo radiação ultravioleta. Para a avaliação do efe~to de tais fatores foram produzidas amostras de BWPC com diferentes percentuais de aditivo bactericida (triclosan), diferentes percentuais de polipropileno e expostas por diferentes períodos de tempo em ambiente com diferentes valores de temperatura e em ambientes contendo radiação ultravioleta. Os experimentos realizados indicaram a presença do efeito bactericida no compósito dependente do percentual do aditivo triclosan, da temperatura do meio de exposição e do tempo de exposição nos ambientes com diferentes temperaturas e nos ambientes contendo radiação ultravioleta. Quanto aos parâmetros de processo e o percentual da matriz polimérica tais fatores não apresentaram efeitos significativos na propriedade bactericida agregadã ao compósito BWPc.
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Desenvolvimento de um compósito de material polimérico PE com a cinza pesada resultante da queima do carvão mineral

Martins, Maria Ana Pignatel Marcon January 2008 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:18:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251989.pdf: 8330348 bytes, checksum: 74a41c6434b966cc8d0e2bdb83452305 (MD5) / Nos dias atuais, a preocupação com o meio ambiente tem se tornado algo concreto, gerando uma busca incessante em tecnologias para que produtos e subprodutos retornem a um ciclo fechado sustentável. Neste trabalho foi realizado um estudo do desenvolvimento de um material compósito do tipo cinza pesada gerada na queima do carvão na usina termelétrica Jorge Lacerda com material polimérico polietileno de baixa densidade linear, apresentando uma alternativa ao subproduto resultante da queima do carvão mineral. A incorporação de cinza ao material polimérico apresenta mudanças nas propriedades mecânicas em relação ao polímero puro. O material foi preparado por processo de extrusão e injeção e caracterizado através de ensaios de densidade, resistência a tração, MEV (microscopia eletrônica de varredura, Infravermelho (FTIR) e análise térmica (DSC). A incorporação de resíduos de cinza no polímero (PEBDL) apresenta uma menor resistência à tração em relação ao polímero puro, demonstra a viabilidade do uso como função estrutural e apresenta potencialidade industrial para a fabricação de novos produtos e reduzir o passivo ambiental. Nowadays, the concern with the environment has become something concrete, creating an incessant technologic search for products and by-products that going back to a sustainable cycle. This work was accomplished studying the development of a composite material of a general type in heavy ash from burning coal in power plant Jorge Lacerda polymer using linear low density polyethylene, providing an alternative to the by-product resulting from burning of coal. The ash incorporation on polymer material introduces some changes in mechanical properties relatively to the pure polymer. The material was prepared by the extrusion and injection process and characterized by density and resistance to traction tests, SEM (scanning electron microscopy), Infrared (FTIR) and thermal analysis (DSC). The waste ash incorporate in the polymer (LLDPE) presents lower resistance to traction against the pure polymer, showing the feasibility of using as a structural function and provide industrial qualifications for the manufacture of new products and reduce the environmental liabilities.
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Desenvolvimento de compósito de resina epóxi e fibras curtas de aço para fabricação rápida de moldes para injeção de termoplásticos

Sabino Netto, Aurélio da Costa January 2008 (has links)
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:59:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258984.pdf: 23108827 bytes, checksum: e5d6f88241de23cebeb532cfecead334 (MD5) / Tem sido cada vez mais crescente a procura por ferramentas de projeto que possibilitem avaliar o desempenho de um produto em material termoplástico de forma confiável nas etapas iniciais do processo de desenvolvimento. No caso dos produtos em material termoplástico moldados por injeção, certas características somente podem ser avaliadas no material e no processo de fabricação definitivos. Os processos de fabricação rápida se tornaram uma importante ferramenta de projeto. Atualmente, existem processos específicos para cada uma das demandas de uma equipe de projeto. Quando séries pequenas ou peças-protótipo são necessárias, o processo de vazamento de resinas tem se difundido, sobretudo por ser um processo de baixo custo e ter um curto tempo para obtenção do molde. Entretanto, como normalmente os materiais empregados têm baixas resistência mecânica, estabilidade térmica e condutividade térmica, durante o processo de moldagem os moldes trabalham muito mais próximos do limite de resistência que os moldes de produção convencional. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um compósito de resina epóxi e fibras curtas de aço (SSF) para a fabricação rápida de moldes de injeção por vazamento em vácuo. A pesquisa incluiu a caracterização dos materiais empregados no compósito. Os compósitos estudados tiveram as frações volumétricas de 10, 15 e 20% de SSF. Suas propriedades foram comparadas com os materiais comerciais RenCast 436 e Neukadur VG SP 5. Os compósitos desenvolvidos foram testados durante o processo de cura em ensaios de reometria. No processamento avaliou-se questões relacionadas à prevenção da sedimentação das SSF e melhoria no processo de mistura. Corpos de prova foram fabricados para investigar o desempenho dos compósitos. Foram realizados ensaios para determinar as propriedades à tração, a energia de impacto, as propriedades de flexão, o comportamento dinâmico-mecânico, a variação dimensional, o coeficiente de atrito estático e a condutividade térmica. O compósito com 15% SSF apresentou o melhor desempenho. Insertos foram fabricados com este compósito e com o Neukadur VG SP 5, e usados em um molde híbrido instrumentado para avaliar o desgaste na moldagem por injeção de uma blenda termoplástica de PC/ABS. Os resultados mostraram que o compósito com 15% SSF é viável e uma alternativa interessante para a fabricação de insertos para moldes de injeção usando o processo de vazamento de resinas. It is a growing concern the search for design tools that make it possible to assess, in a reliable way, the performance of a thermoplastic part in the early stages of the development process. In the case of injection moulded thermoplastic products certain characteristics can only be evaluated in the final product and during the manufacturing process. Rapid tooling processes have been used as an important tool in plastics product development. At present, there are specific processes for each of the demands of a project design team. When small batches or prototype parts are required the resin casting route has been widespread, because it is an inexpensive process and the time to obtain the moulding tool is relatively short. As the materials used in this process have low mechanical resistance, thermal stability and thermal conductivity, during the moulding process the mould works closer to the material limits than in conventional tooling. The objective of this work was the development of a composite material based on an epoxy resin and short steel fibres (SSF) for the rapid manufacturing of injection moulding blocks or inserts by vacuum casting. The research included the characterization of the materials to be used in the composite. The composites being studied had SSF volume fractions of 10, 15 and 20%. Their properties were compared to the commercial composites RenCast 436 e Neukadur VG SP 5. The developed composites were tested during the curing process by rheometry. The processing addressed the issues of avoiding the SSF sedimentation and improving the mixing. Test specimens were prepared to investigate the performance of the composites. Tensile properties, impact energy, flexural properties, dynamic-mechanical behaviour, dimensional variation, static friction coefficient and thermal conductivity tests were carried out. The best performance was obtained with the composite with 15% SSF. Moulding inserts were manufactured with this composite and the Neukadur VG SP 5, and used in a research instrumented hybrid mould for assessing the wear when injection moulding a PC/ABS thermoplastic blend. The results showed that the epoxy-15% SSF is a viable and interesting alternative for the manufacturing moulding inserts for injection moulds using the resin casting process.
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Desenvolvimento de microesferas a partir do poli-(3-hidroxibutirato) e diferentes adjuvantes de formulação visando o prolongamento da liberação do ibuprofeno para o tratamento localizado da artrite

Bidone, Juliana January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Farmácia. / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261290.pdf: 9078472 bytes, checksum: dbd8a796e4db42970ebb50a5d871f799 (MD5) / Polihidroxialcanoatos (PHAs) são poliésters biodegradáveis e biocompátiveis, produzidos por uma ampla variedade de microorganismos e estocados como fonte de carbono e energia. Poli-(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é o membro mais comum desta família e tem sido usado na obtenção de carreadores de fármacos. Na maior parte dos casos, a liberação de fármacos a partir de microesferas de P(3HB) ocorre em taxas excessivas e tem sido assumido que o fenômeno de liberação é mais dependente da velocidade de dissolução do fármaco do que da degradação da matriz. A estratégia de misturar diferentes materiais em uma formulação pode ser empregada para modificar as propriedades físico-químicas de microesferas e controlar a liberação. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da formação de blendas de P(3HB) com trimiristato de gricerila (TMG) ou poli (D,L-ácido lático)-b-poli (etilenoglicol) (PLA-PEG) e da obtenção de partículas compostas de P(3HB) e gelatina (GEL) sobre as características físico-químicas das microesferas e o perfil de liberação do ibuprofeno. O método de emulsão/evaporação do solvente foi empregado no preparo das microesferas de P(3HB):TMG (9:1, 4:1, 3:1 e 1:1) e P(3HB):PLA-PEG (3:1 e 1:1), usando clorofórmio ou diclorometano/ álcool isopropílico como solventes. As microesferas de P(3HB):GEL 10:1 foram preparadas usando o procedimento de dupla emulsão/evaporação do solvente. Elevados valores de eficiência de encapsulação foram verificados em todas as formulações testadas. Partículas esféricas e de superfície rugosa, apresentando diâmetro médio entre 21,93 e 41,55 mm, foram obtidas. A utilização de diclorometano e o aumento da proporção de TMG na blenda conduziram à redução da porosidade das partículas. Entretanto, os estudos de liberação em tampão fosfato 0,02 M pH 7,4 mostraram que a associação de P(3HB) e TMG não conduz ao controle de liberação do IBF, a qual foi bastante pronunciada na primeira hora de ensaio. Elevados valores de liberação inicial (efeito burst) também foram observados nas microesferas preparadas a partir das blendas de P(3HB) e PLA-PEG 3:1 e P(3HB):GEL 10:1. Neste último caso, a adição de etanol acelerou a liberação do IBF, indicando que a adição do solvente afeta a localização do fármaco na matriz. As análises por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração de raios-x indicaram a redução da cristalinidade do P(3HB) somente quando a blenda P(3HB):PLA-PEG 1:1 foi testada. Entretanto, independente das condições de preparo das microesferas, o IBF pareceu estar parcialmente disperso na sua forma amorfa ou molecular na matriz. Apesar da utilização da blenda de P(3HB) e PLA-PEG 1:1 ter conduzido à redução da cristalinidade, a velocidade de liberação foi mais prolongada quando as microesferas de P(3HB):PLA-PEG 3:1 foram testadas, sugerindo que o grau de hidratação da matriz pode ter interferido na cinética de liberação. A avaliação in vivo do ibuprofeno encapsulado nas microesferas de P(3HB):PLA-PEG 3:1 foi conduzida em ratos artríticos (modelo CFA). Os resultados obtidos indicaram redução do edema articular e da migração celular após administração das microesferas contendo IBF, quando comparado aos grupos tratados com IBF livre e microesferas brancas, respectivamente.
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Sinterização seletiva a laser de compósitos com gradiente funcional entre poliamida 12 e nanotubos de carbono aplicáveis no setor aeroespacial

Paggi, Rodrigo Acácio January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:30:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260040.pdf: 26241231 bytes, checksum: 0f22c8ef5cb35d959b17837c3540024e (MD5) / A fabricação rápida de componentes poliméricos é uma alternativa na obtenção de geometrias complexas para as mais variadas aplicações. A tecnologia de fabricação, que compreende a sobreposição de camadas sucessivas de material particulado e sinterização por laser (SLS, Selective Laser Sintering), apresenta enorme potencial de integrar liberdade de forma, com a possibilidade de variação composicional em determinados volumes do componente. Neste contexto, a obtenção de propriedades específicas pode ser alcançada com o emprego de materiais especiais em conjunto com os tradicionalmente utilizados. A adição de nanotubos de carbono (CNTs) ao material particulado, mais especificamente a poliamida, pode dar origem a nanocompósitos com propriedades interessantes para o setor aeroespacial, como: elevada resistência mecânica e propriedades elétricas e térmicas incomuns à maioria dos materiais poliméricos. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de peças com gradiente funcional, fabricados pela técnica de Sinterização Seletiva a Laser, a partir de compósitos de Poliamida 12 (PA12) e nanotubos de carbono de múltiplas paredes (MWCNTs). Para a obtenção das propriedades mecânicas otimizadas foram estudadas etapas de tratamento de superfície dos nanotubos, com o objetivo de melhorar sua interação com a matriz. Estudos para obtenção de parâmetros otimizados de processamento foram realizados com compósitos PA12/MWCNTs, com o intuito de aumentar a resistência mecânica em relação à base polimérica. As análises microestruturais e das propriedades mecânicas foram obtidas por ensaios dinâmico-mecânicos e microscópio eletrônico de varredura. Um modelo de componente mecânico exibindo um gradiente de composição foi confeccionado e analisado. Foram obtidos aumentos percentuais em termos de propriedades mecânicas na ordem de 20% com a adição de 1,0% em massa de nanotubos de carbono. A incorporação de 3%p da mesma carga apresentou decréscimo dessas propriedades mecânicas. A fabricação de componentes com gradiente de composição apresentou características interessantes quanto à morfologia e robustez, mostrando as potencialidades deste desenvolvimento para aplicações no setor aeroespacial, principalmente em componentes de satélite. The rapid manufacturing of polymeric parts is an alternative to obtain complex shapes for different applications. Selective laser Sintering (SLS) is a rapid manufacturing technology that presents a great potential to integrate freeform with the possibility of compositional change in the volume of the part through overlapping of successive layers of powder material. In this context, the achievement of specific properties can be obtained with the use of special materials together with common used materials. The addition of carbon nanotubes (CNTs) to the powder material, more specifically the polyamide, can form nanocomposites with interesting properties for aerospace industry, such as: high mechanical strength and unusual thermal and electrical properties for the many kinds of polymeric materials. The main objective of this work it to obtain parts with functional gradient from composites of Polyamide 12 (PA12) and multiple walled carbon nanotubes (MWCNTs), manufactured by the Selective Laser Sintering technique. In order to obtain the desired mechanical properties, it will be necessary steps of surface treatment of the nanotubes with the objective to improve its adhesion properties. Subsequent obtaining the mixture, it will be studied and optimized the processing parameters of the composites during the selective laser sintering process aiming at increase of the mechanical strength compared with the pure matrix material. The microstructural analysis and mechanical properties will be evaluated using dynamical mechanical and scanning electron microscope. A mechanical component consisting on a demonstrative character displaying a gradient of composition was made and analyzed. Percentage increases were achieved in flexural modulus and stress in the order of 20% with the addition of 1.0%wt of carbon nanotubes. The incorporation of 3%wt the same filler has provided decrease of mechanical properties. The manufacture of functionality graded components on the Y axis become possible, presenting interesting features on the morphology and mechanical consistency, showing the potential of this development for applications in the aerospace sector, especially in satellite components.
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Estudo de filmes PC/PMMA voltado para aplicações em dispositivos termo-ópticos

Soave, Paulo Azevedo January 2010 (has links)
Este trabalho buscou desenvolver um substituto à sílica como base material de funcionamento óptico de dispositivos termo-ópticos, onde os parâmetros críticos utilizados foram o índice de refração, o coeficiente termo-óptico e a escolha da janela espectral de operação, tendo como foco aplicativo o estudo de materiais para um sensor de temperatura. Como resultado, policarbonato (PC) e polimetilmetacrilato (PMMA) foram combinados, por serem compatíveis, transparentes ao espectro de luz visível, possuírem índices de refração razoavelmente diferentes e apresentarem valores do coeficiente termo-óptico muito mais altos que o da sílica. Foi analisada a dependência do índice de refração em relação ao comprimento de onda (no intervalo contínuo de 400 a 800 nm), à temperatura (25-85°C) e à composição da mistura (0-100 p% PC em PMMA). A técnica de spin coating foi utilizada para a confecção dos filmes e a de elipsometria espectral para as medidas de índice de refração e de espessura. Com a construção de um dispositivo de aquecimento dedicado, integrado ao elipsômetro, foram realizadas medidas in situ da variação da curva de dispersão do material em função da temperatura. Baseados nestas medidas, foi determinado o coeficiente termo-óptico dos filmes compostos, que variou de -1,72 E-4/°C a -1,11 E-4/°C, sendo 10 vezes maior que o da sílica, e sintonizabilidade do índice de refração foi alcançada entre 1,49 e 1,61, conforme a composição da mistura de polímeros. Os dados obtidos formam uma base consolidada de valores de referência para a produção de materiais com índices de refração requeridos em configurações de óptica integrada, assim como para utilização do efeito termo-óptico em aplicações específicas. / This work pursued development of a substitute of silica as material basis for operation of thermo-optical devices, with refractive index, thermo-optic coefficient and choice of spectral window as critical parameters, and application focused in the study of materials for a temperature sensor. As result, polycarbonate (PC) and poly(methyl methacrylate) PMMA were combined, since they are compatible, transparent in the visible spectrum range, and present refractive indices significantly different, as well as thermo-optic coefficients much higher then that of silica. Dependance of the refractive index was analyzed with respect to wavelength (continuous range of 400-800 nm), temperature (25-85°C) and blend composition (0-100 wt% of PC in PMMA). Films were produced by spin coating, whereas their refractive indices and thicknesses were measured by spectral ellipsometry. From a dedicated heating device, built and integrated into the ellipsometer, in situ measurements were performed to provide variation of dispersion curves with temperature. Based on these measurements, the thermo-optic coefficient of the blend films was determined, ranging from -1.72 E-4/°C to -1.11 E-4/°C, an order of magnitude higher than that of silica, and refractive index tuning was attained between 1.49 and 1.61, depending on polymer blend composition. The measured data form a consolidated basis of reference values to the production of materials with refractive indices.

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