Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-20. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:07Z : No. of bitstreams: 1 000835959_20170320.pdf: 339379 bytes, checksum: a5b2b1af9195b68012c616f718fe6b2c (MD5) Bitstreams deleted on 2017-03-24T12:04:45Z: 000835959_20170320.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-03-24T12:05:38Z : No. of bitstreams: 1 000835959.pdf: 7570828 bytes, checksum: 5ab972a5285c1f8bb3b327316f5a58af (MD5) / O principal objetivo deste trabalho foi a otimização do processo para a obtenção de partículas lead-free de NaNbO3, visando a aplicação das mesmas em compósitos flexíveis com propriedades piezoelétrica e fotoluminescência. Por meio da síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas, foram obtidas partículas na forma de fibras de Na2Nb2O6.H2O (uma fase metaestável decorrente da cristalização do NaNbO3) e cubos de NaNbO3. Realizando tratamento térmico das fibras de Na2Nb2O6.H2O as mesmas foram convertidas a NaNbO3 mantendo a morfologia anisotrópica do Na2Nb2O6.H2O. Após realizadas as devidas caracterizações, foram escolhidas as partículas de NaNbO3, tanto na forma de fibras como na forma de cubos, com as melhores caracteristicas, a fim de serem incorporadas ao polímero PVDF para a formação dos compósitos. Sabendo-se das boas propriedades apresentadas por materiais obtidos à partir de partículas anisotrópicas, e da influência nas características dos compósitos devido a inclusão de um polímero condutor em sua composição, as fibras de NaNbO3 foram recobertas parcialmente com o polímero PAni na sua forma condutora. À partir de prenssagem a quente, utilizando diferentes frações volumétricas de NaNbO3 imersas na matriz polimérica de PVDF, foram obtidos compósitos com NaNbO3 na forma de cubos, NaNbO3 na forma de fibras e NaNbO3 na forma de fibras recobertas com PAni. Os resultados mostraram que o aumento da fração volumétrica de NaNbO3 aumenta a eficiência das propriedades elétricas dos materiais, porém diminui a flexibilidade. A anisotropia das partículas de NaNbO3 influenciou positivamente nas propriedades elétricas e ópticas dos compósitos, uma vez que os compósitos obtidos com as fibras de NaNbO3 apresentaram respostas piezoelétrica e fotoluminescente melhores do que às apresentadas pelos compósitos obtidos à partir do NaNbO3 na forma de cubos. A inclusão... / The main goal of this research was improved the process for obtaining of NaNbO3 lead-free particles, in order to use the particles in flexible composites with piezoelectric and photoluminescence properties. By microwave-assisted hydrothermal synthesis, Na2Nb2O6.H2O fiber-like particles (a metaestable phase resulting from crystallization of NaNbO3) and NaNbO3 cubic-like particles were obtained. By thermal treatment, the Na2Nb2O6.H2O fiber-like particles were converted to NaNbO3 fiber-like particles, maintaining the anisotropic morphology of the Na2Nb2O6.H2O. After the characterization, the NaNbO3 fiber-like particles and cubic-like particles wich presented the best characteristics were chosen to be combined with PVDF to make composites. Knowing of good properties of materials obtained from anisotropic particles, and their influence in composites characteristics, a conductor polymer was inclused in composite composition. For this, the NaNbO3 fiber like particles were partially covered by PAni polymer in the state conductive. Using different volume fraction of NaNbO3 particles immersed in PVDF polimeric matrix, the composites were obtained by hot press. The results showed that the increasing of vome fraction of NaNbO3 improve the electric properties of materials, but reduced the flexibility. The anisotropic of the particles influenced positively in the electric and optical properties of composites. The composites obtained from NaNbO3 fiber-like presented better propperties tha composites obtained from NaNbO3 cubic-like particles. The PAni presence in the composites improved the electric properties, but reduced the photoluminescence emission. The composites obtained from anisotropic NaNbO3 without PAni were the materials that showed simultaneously the best combination of piezoelectric and photoluminescence properties. These composites can be used in piezophotonic devices.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-29Bitstream added on 2015-03-03T12:06:30Z : No. of bitstreams: 1 000814120.pdf: 1554014 bytes, checksum: 12463aad824f243a6ec1978edb04dc6c (MD5) / A busca por novos materiais leva em consideração fatores como a necessidade de seu uso e a sustentabilidade. Atualmente, estudos têm sido realizados para criar processos mais limpos, com utilização de matérias-primas renováveis gerando produtos não agressivos ao meio ambiente sem perder em qualidade ou desempenho. Vários estudos vêm sendo realizados a fim de otimizar a utilização da celulose bacteriana (CB) e vegetal (CV) e, entre eles, o reforço em diferentes compósitos. O presente estudo teve como objetivo produzir a celulose bacteriana e de isolar nano celulose da grama batatais a fim de utilizar como reforços da matriz Álcool Poli Vinílico (PVA) e sua viabilidade na utilização como biomateriais. Para a investigação dos resultados e possível confirmação da formação das nanofibras, foram realizadas análises termogravimétricas, de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. As análises confirmaram a obtenção das estruturas em nano escala, assim como sua impregnação em PVA indicando elevado potencial para utilização como reforço / The search for new materials takes into account factors such as the need for its use and sustainability. Currently, studies have been conducted to create cleaner processes using renewable feedstocks generating non-aggressive products to the environment without losing quality or performance. Several studies have been conducted to optimize the use of bacterial (BC) and vegetable cellulose (VC) such as use as reinforcing materials. The present study aimed to produce bacterial cellulose and isolate nano bahiagrass to use as reinforcements Poly Vinyl Alcohol matrix (PVA) and its feasibility for use as biomaterials cellulose. To research the possible results and confirmation of the formation of nanofibers, thermogravimetric analysis, infrared and scanning electron microscopy were performed. The analysis confirmed the achievement of nanoscale structures, as well as its permeation PVA indicating a high potential for use as reinforcement

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.

Resumo: O objetivo deste trabalho é o estudo e a caracterização de sensores químicos simples, utilizando filmes finos baseados em compósitos de nanoestruturas de carbono, para aplicações em análises químicas ambientais ou amadurecimento de frutos. Os sensores químicos foram obtidos através da deposição de filmes finos de compósitos de nanotubos de carbono de paredes múltiplas não dopados, dopados com nitrogênio e nanoespiras de carbono e PVA (acetato de polivinila), feitos por processos convencionais de deposição sobre eletrodos interdigitados. Em comparação com outros materiais, os nanotubos de carbono apresentam alta sensitividade e um baixo tempo de resposta, características fundamentais para sensores, além de estabilidade, facilidade de processamento e baixo custo. Comparando as respostas da sua condutância G e capacitância C, calculamos as sensitividades relacionadas para os vapores de etanol, metanol, tolueno, clorofórmio, acetona e isopropanol. Além disso, realizamos outras medidas elétricas, como: resistência em função do tempo, da concentração de vapores e da frequência. Por último, verificamos a resposta dos sensores como função do estado de amadurecimento de amostras de melão, morango, tomate e banana.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-09Bitstream added on 2014-06-13T19:57:40Z : No. of bitstreams: 1 campos_mc_me_bauru.pdf: 4273679 bytes, checksum: a48966d45c9fcb339b013e2a3bd42e1a (MD5) / Os laminados de compósitos poliméricos possuem um valor já consagrado dentro das aplicações mecânicas e industriais. Sua versatibilidade aliado a suas propriedades mecânicas, estimula o aumento da aplicação, devido em partes pela facilidade de construção, tornando-os competitivos com relação a outros materiais. O conhecimento sobre a matriz polimérica, que possui inúmeras variações e aplicações e sobre o reforço, que neste estudo utilizou tecidos de fibra de carbono em sarja, formaram o prelúdio do trabalho. A análise de compósitos laminados com tecidos bidirecionais em ângulo de 90º, e a variação de três tipos de matriz polimérica, sendo duas do grupo epóxi e uma do grupo epóxi éster vinil, constituíram os laminados. O processo de corte por jato dágua e por fresagem CNC, influenciaram diretamente a rugosidade da superfície de corte dos laminados. Os ensaios mecânicos de tração e flexão, colaborou para identificar qual das três matrizes possui o melhor desempenho. As técnicas de caracterização por microscopia óptica, possibilitou identificar as camadas dos tecidos, a matriz, modos de falhas e a impregnação entre matriz e reforço. A microscopia confocal 3D além de formar imagens em 3D, demonstrou a diferença de rugosidade entre os processos aplicados, sendo confirmados posteriormente pelo ensaio de rugosidade ficando claro que o processo de corte por fresagem CNC é a melhor opção, pois, o processo de corte por jato dágua demonstrou não ser tão eficiente devido a formação de uma superfície com maior rugosidade em virtude da existência de substâncias abrasivas no fluido de corte, provocando micro trincas nos laminados. Os resultados apontaram que a resina epóxi SQ 2004 é a que possui melhores propriedades mecânicas, seguida da resina SQ 2001 da resina epóxi éster vinil Derakane 470 / The laminated polymer composites have a value already established within the mechanical applications and industries. Its versatility coupled with their mechanical properties, stimulates increased use due in part by the ease of construction, making them competitive with respect to other materials. Knowledge of the polymeric matrix that has numerous variations and applicatons on the reinforcement in this study utilized fabrics of carbon fiber twill formed a prelude to the work. The analysis of laminated composites with woven bi-directional angle of 90º, and the variation of three types of polymer matrix, two of the epoxy groups and the epoxy group, vinyl ester, were the laminates. The process of cutting water jet and CNC milling, directly influenced the roughness of the cut surface of the laminate. The tensile test and bending, collaborated to identify which of the three matrices has the best performance. The techniques of characterization by optical microscopy, enabled us to identify the layers of tissue, the matrix failure modes and impregnation betweeen matrix and reinforcement. Confocal microscopy 3D besides forming 3D images showed the difference in roughness between the cutting processes applied, and later confirmed by testing roughness became clear that the process of cutting CNC milling is the best option because the process cutting water jet proved not to be as effective due to the formation of a surface with increased roughness due to the presence of abrasives in the cutting fluid, causing micro-cracks in the laminate. The results showed that the epoxy resin SQ 2004 is the one that has better mechanical properties, then the resin SQ 2001 and the epoxy vinyl ester Derakane 470

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-29Bitstream added on 2014-06-13T20:58:30Z : No. of bitstreams: 1 siqueira_ej_me_guara.pdf: 1915411 bytes, checksum: f4773809a370af2f9216a9eac68d8816 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O constante desenvolvimento dos materiais aliado à necessidade de se obter componentes estruturais de alto desempenho como materiais alternativos na indústria aeronáutica, bem como considerando a aplicabilidade atual dos compósitos estruturais, previsões de falha da estrutura e análise das cargas máximas que as mesmas podem suportar se tornam tópicos fundamentais de pesquisas com a finalidade de garantia da confiabilidade quanto ao emprego dos mesmos em diversas áreas. Considerando que o compósito termoplástico do tipo PPS/C – Poli(sulfeto de fenileno) reforçado com fibras de carbono está surgindo como uma alternativa a compósitos poliméricos termorrígidos e que ainda há escassez na literatura atual de dados relativos à previsão de falhas, este trabalho se detém na analise bidimensional do comportamento mecânico do compósito PPS/C sob carregamento estático linear em flexão de três pontos e em tração com relação a alguns critérios de previsão de falhas inseridos no aplicativo computacional ANSYS, que são os critérios da máxima tensão, dos índices de forças e das relações inversas dos índices de forças de Tsai-Wu, bem como os critérios de previsão de falhas de Hill e de Hoffman calculados através do EXCEL com base nas tensões fornecidas pelo ANSYS e nas resistências contidas na literatura. Por fim, foram comparados os resultados obtidos através do modelo computacional com os resultados experimentais com o objetivo de analisar, avaliar e validar a simulação numérica como complementação dos ensaios experimentais. / The continuous development of materials associated with the need to obtain structural components of high performance that can serve the purpose of alternate material for the aircraft industry; in addition to the current applicability of the structural composite, structural failure predictions, as well as the maximum loads that such structures may have the capacity to bear, have become the subject-matter to a number of fundamental researches, which purpose is to guarantee the reliability of such materials, so that they can be duly applied in a variety of fields. Taking into account that the thermoplastic composite of PPS/C – Poly(phenylene-sulfide) type, reinforced with carbon fibers, is springing up as an alternate to the thermoset polymers composites, besides the fact that the current literature lacks data regarding failure predictions, the present paper limits itself to the two-dimensional analysis of PPS/C composite type mechanical behavior under a linear static loading at a three point bending and in traction with regards to some predicted failure criteria that have been inserted in ANSYS computer model, namely the maximum stress criteria, the strength ratio, and the reversed relation of strength ratio of Tsai-Wu, as well as the criteria of Hill and Hoffman to predict failure, which in turn were calculated on EXCEL, but based on the stresses supplied by ANSYS, and on the tensile strengths found on the literature. At last, a comparison was made between the results obtained from the computer model against the experimental results. The purpose of such comparison was to analyze, assess and validate the numerical simulation as a supplement to the experimental trials.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-12Bitstream added on 2014-06-13T18:09:17Z : No. of bitstreams: 1 donini_ian_me_araiq_parcial.pdf: 182729 bytes, checksum: bdb9579af5c8f6e36e501988b64407ee (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:21Z: donini_ian_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:34Z : No. of bitstreams: 1 000691030_20160812.pdf: 182386 bytes, checksum: 7e3d4364fb5bfca56e21950fa8331ae7 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-08-12T12:00:47Z: 000691030_20160812.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T12:01:21Z : No. of bitstreams: 1 000691030.pdf: 2912473 bytes, checksum: 41189b2c8ef82b52d4627d9d58e0f0bb (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A celulose bacteriana (CB) é um polímero produzido pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, e apresenta diversas aplicações biomédicas e tecnológicas. Recentemente foi desenvolvido o método de inserção in situ, que visa a produção de compósitos via adição de materiais no meio de cultura. Neste trabalho tem sido realizada a inserção de colágeno durante a formação da CB no intuito de melhorar as propriedades osteocondutoras do compósito, formando um scaffold visando o uso em regeneração óssea. A produção de celulose bacteriana foi testada via cultivo da bactéria gramnegativa Gluconacetobacter xylinus linhagem ATCC 23769, em diferentes meios de cultura estáticos e agitado à base de distintas fontes de carbono e adição de colágeno in situ, a fim de avaliar tanto a produção, como as propriedades dos materiais produzidos. Foram utilizados meios da literatura, ou com algumas modificações, sendo o meio com melhor resultado foi aquele utilizado no restante do trabalho, ou seja, na produção de compósitos in situ. As membranas sem adição de materiais in situ foram caracterizadas por FT-IR, DRX, MEV, grau de polimerização, intumescimento e análise térmica, apresentando similaridade com o material disponível no mercado para comercialização. O processo de obtenção das mantas de CB foi acompanhado e estudado através da avaliação do crescimento da cepa utilizada, curva de consumo de açúcares, variação do pH e produção de CB em função do tempo de cultivo, para avaliar qual condição seria ideal para a produção de CB. Foram obtidos melhores resultados utilizando-se o manitol como fonte de carbono e um pH inicial de 4,5, ao utilizar a cepa ATCC 23769. O cultivo agitado mostrou-se mais eficiente ao produzir 5,47 g/L. A produção do compósito à base de CB e colágeno (CB+Col) através da adição in situ, variando a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico aba / The Bacterial Cellulose (BC) is a polymer produced by Gluconacetobacter xylinus bacteria, and shows many biomedical and technological applications. Recently was developed the in situ method of insertion, that aims to obtain composites materials via addiction of interfering substances in the culture medium. In this work, has been performed the insertion of collagen during the BC formation, aiming to improve the osteoconductive properties of composite, making a scaffold to be used at bone regeneration. The BC production was tested by bacterial culture of gram-negative Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 23769, in different culture media static and agitated based on different carbon sources and in situ addiction of collagen, to assess the production and the material properties. Literature mediuns were used, or with some modifications, being the best was that used at rest of the work, i.e., in the in situ composite production. The membranes without addiction of materials in situ were characterized by techniques FT-IR, XRD, SEM, degree of polimerization, swelling and termal analysis, showing similarity with the material available in the market for sale. The obtaining process of the BC blankets was accompanied and studied by evaluation of strain growing, sugar consumption curve, pH variation and BC production versus time of cultivation, to assess whats the ideal for BC production. Thus the better results was obtained using manitol as carbon source and a initial pH of 4,5, using ATCC 23769 strain. The agitated culture showed more efficient leading to a production of 5,47 g/L. The composite materials based on bacterial cellulose and collagen (CB+Col) through in situ addiction, varying from 1 to 5% (v/v) was performed at static culture. The final material was characterized regarding its physical-chemistry properties... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Profª Drª Thais Helena Sydenstricker Flores-Sahagun / Co-orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 28/10/2015 / Inclui referências : f. 154-163 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: Esta tese apresenta um estudo sobre filamentos de compósitos obtidos por extrusão e preparados com polipropileno, um compatibilizante polimérico, e serragem. Foi desenvolvido um novo processo de moldagem que utiliza filamentos viscosos de polímeros oriundos de uma extrusora para a confecção de peças que podem ou não ser perfis. Com o objetivo principal de revestir os filamentos com Al ou Cu através do processo de aspersão térmica à chama, foi necessário analisar algumas características do compósito tais como absorção de água, homogeneidade, resistência mecânica e degradação das fibras de madeira. Outros dois parâmetros analisados foram a flexibilidade dos filamentos, avaliada através da quantidade de fibra de madeira utilizada, e o uso de diferentes temperaturas de aquecimento do compósito durante o processo de fabricação. A pesquisa desenvolvida tem característica exploratória e o método de pesquisa foi o quase experimento, tendo sido realizadas três etapas de confecção de filamentos. Corpos de prova foram avaliados através de ensaios de tração, dobramento, densidade relativa, absorção de água, perfilometria, difratometria de raios-X, e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados alcançados demonstraram que 5% p/p de madeira é a quantidade mais adequada a ser utilizada nos compósitos analisados, pois confere maior flexibilidade aos filamentos que são utilizados na forma viscosa para a confecção de peças. Os ensaios de tração e de dobramento mostraram que a utilização de serragem pode reforçar o material e facilitar a deposição dos revestimentos metálicos através do processo de aspersão térmica. A análise no MEV da superfície de fratura de corpos de prova confirmou que a exposição a temperaturas mais elevadas, porém, abaixo do ponto de degradação das fibras, favorece a redução de poros no compósito e a consequente absorção de água. Foi possível realizar a deposição de alumínio sobre os filamentos, o que não aconteceu, forma satisfatória, com o cobre. Algumas peças plásticas foram produzidas e revestidas com Al para avaliação do potencial do método de moldagem e da aparência final dos produtos que podem ser usados em aplicações decorativas, artísticas e de uso geral. Palavras-Chave: Filamentos viscosos; madeira plástica; revestimentos metálicos; aspersão térmica; processo de moldagem. / Abstract: In this thesis it is presented a study about composites filaments obtained through extrusion, prepared with polypropylene, a polymeric compatibilizer and saw-dust. It was developed a new molding process that uses viscous polymer filaments that came from an extruder to prepare pieces that can or not consist of profiles. With the aim objective of coating the filaments with Al or Cu using the flame thermal spray process, it was necessary to analyze characteristics of the composites such as water intake, homogeneity, mechanical strength and degradation of the wood fibers. Other parameters that were analyzed were flexibility of the filaments, evaluation of the amount of fibers used and different heating temperatures of the composites during its preparation. The research developed has an exploratory characteristic and the research method used was the quasi-experiment, having been used three stages for the filaments preparation. Specimen were evaluated in tensile tests, bending, relative density determination, water intake, profilometry, crystallinity index through x-ray diffraction patterns and scanning electronic microscopy (SEM). The results obtained showed that 5 wt% of fiber wood is the best amount of reinforcing agent to be used in the composites because of the flexibility conferred to them, considering that they are used in the viscous form during the pieces molding. Strenght and bending tests showed that the use of saw-dust may reinforce the material and facilitate the metallic coatings through thermal spray process. The SEM surface fracture analysis of specimen confirmed that the exposition to higher temperatures, however, lower than the degradation temperature of fibers, favors the reduction of porous in the composite and the consequent water absorption. It was possible to coat the filaments with Al but the Cu coating was not satisfactory. Some plastic pieces were molded and coated with Al for evaluation of the molding method and of the final appearance of the products that may be used in decorative, artistic or general purposes. keywords: Viscous filaments; plastic wood; metal coatings; thermal spraying; molding process.

Orientadora : Profª. Drª. Thais Helena Sydenstricker Flores-Sahagun / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 30/10/2017 / Inclui referências : fls. 129-137 / Resumo: Os compósitos plástico-madeira (WPC), por permitirem o uso de matérias-primas reutilizadas em sua composição, são materiais bastante valorizados do ponto de vista ambiental e econômico. Dessa forma, eles têm sido amplamente estudados e desenvolvidos, e a sua produção e consumo têm experimentado um aumento expressivo nos últimos anos. Entretanto, dentro de um contexto de crescente preocupação com a redução e também a reutilização dos resíduos gerados pela atividade produtiva, torna-se necessário discutir também a possibilidade da reciclagem após o final da vida-útil dos produtos manufaturados a partir destes compósitos. O presente trabalho, então, tem como objetivo avaliar a influência do reprocessamento sobre as propriedades de compósitos de matriz de polipropileno (PP), polímero de baixo custo, reforçados por serragem de Pinus, um resíduo comum de indústrias madeireiras presente em grande quantidade no estado do Paraná. Tendo em vista a incompatibilidade entre as poliolefinas, materiais apolares, e a madeira, material polar, faz-se necessário o uso de um agente compatibilizante, o qual possibilita uma melhor adesão na interface fibra/matriz o que, por conseguinte, resulta em melhores propriedades mecânicas no material. Sendo assim, a primeira etapa deste trabalho consistiu na seleção de um compatibilizante do tipo polipropileno maleatado (PPMA) desenvolvido previamente em laboratório e que, testado em trabalhos anteriores, acarretou nas melhores propriedades mecânicas nos compósitos finais. A seguir, foram preparados por extrusão em duas etapas (recobrimento da serragem e preparação do compósito) quatro diferentes tipos de compósitos, os quais foram submetidos a seis ciclos de reprocessamento pela mesma extrusora monorosca usada na etapa de preparação. Os compósitos tinham os teores de 20 e 30% de serragem, em peso, e foram produzidos com e sem a adição de 10% em peso do compatibilizante selecionado, o qual foi preparado por extrusão reativa. Para que fossem avaliadas as alterações nas propriedades mecânicas devido aos ciclos de reprocessamento, ensaios de tensão, flexão e impacto foram realizados em corpos de prova produzidos por prensagem a quente, referentes aos compósitos virgens, e reprocessados três e seis vezes. As superfícies de fratura de corpos de prova testados nos ensaios de tração foram examinadas através de imagens geradas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi investigada também a estabilidade térmica dos compósitos por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), e ensaios de difração de raios X foram realizados para que fossem obtidas mais informações a respeito da cristalinidade do polímero da matriz. A influência dos ciclos de reprocessamento sobre os materiais também foi discutida em termos de absorção de água, densidade, dispersão e adesão das partículas de madeira na matriz polimérica, além de outras características como a coloração e a viscosidade dos compósitos virgens e reprocessados. Foi verificado que os materiais reprocessados apresentaram uma melhor dispersão das fibras na matriz, o que resultou no aumento da resistência à tração e à flexão, e na redução da quantidade de água absorvida pelos compósitos reprocessados em comparação aos materiais no estado virgem. Palavras-chave: Polipropileno. Serragem. Compósitos Plástico-Madeira. PPMA. Reprocessamento. / Abstract: The wood-plastic composites (WPC) are highly valued materials from an environmental and economic point of view, once they allow reused raw materials in their composition. Therefore they have been widely studied and developed, and their production and consumption have experienced a significant increase in recent years. However, within a context of increasing concern about the reduction and reuse of the waste produced by the industrial activity, it is necessary to discuss the possibility of recycling the products manufactured from these composites after the end of their useful life. Thus, the present work aims to evaluate the influence of reprocessing cycles on the properties of polypropylene (PP) matrix composites, a low cost polymer reinforced by sawdust of Pinus elliottii, a common residue of wood industries largely available in the state of Paraná. Due to the incompatibility between polyolefins, nonpolar materials, and wood, a polar material, it became necessary the use of a compatibilizer, which enables better adhesion between sawdust and the polymeric matrix which, therefore, results in better mechanical properties of the material. Thus, the first step of this work consisted in the selection of a domestic compatibilizer maleated polypropylene (MAPP) previously developed in laboratory by reactive extrusion and which, tested in previous works, had the best mechanical properties in the final composites. Thereafter, four different types of composites compounded by a two-step extrusion (sawdust coating and virgin composite compunding) were prepared and then submitted up to six reprocessing cycles in the same single-screw extruder used in the compounding. The composites had the contents of 20 wt% and 30 wt% of sawdust, and were compounded with and without the presence of 10 wt% of the selected compatibilizer, produced by reactive extrusion. To evaluate the changes in the mechanical properties due to the reprocessing cycles, tensile, flexural and impact tests were carried out in specimens prepared by compression molding of both virgin and three and six times reprocessed composites. The fractured surfaces of chosen tensile tested specimens were examined by Scanning Electron Microscopy (SEM). Thermal stability of the composites was investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), and X-ray diffraction analysis were performed to obtain more information about the crystallinity of the matrix polymer. The influence of reprocessing cycles on materials were also discussed in terms of water absorption, density, dispersion and adhesion of the wood particles in the polymeric matrix, and also, other characteristics such as color and viscosity for both virgin and reprocessed composites. It was noticed that the reprocessed materials presented a better dispersion of the fibers in the matrix, which resulted in the increase in tensile and flexural strength, and in the reduction of the amount of water absorbed by the reprocessed composites in comparison to the virgin materials. Keywords: Polypropylene. Sawdust. Wood-Plastic Composites. MAPP. Reprocessing.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-09-26Bitstream added on 2014-06-13T18:59:49Z : No. of bitstreams: 1 faria_mcm_me_guara.pdf: 1588754 bytes, checksum: 9b1c6339bf770de5c7936e9e915a4c01 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O contínuo crescimento na utilização de compósitos termoplásticos em componentes estruturais na indústria aeroespacial deve-se, primordialmente, à flexibilidade de projeto, excelência de suas propriedades mecânicas e baixa massa específica, aliadas aos elevados valores de resistência mecânica e rigidez e baixa incidência de corrosão, atendendo aos severos requisitos de desempenho dessas estruturas quando em serviço. No entanto, componentes que requerem exigências estruturais, quando expostos a ambientes agressivos como elevada temperatura e umidade, podem ter suas propriedades mecânicas sensibilizadas por esses fatores ambientais, e devem ser cuidadosamente avaliados antes de serem colocados em serviço. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência do condicionamento higrotérmico (câmara climática e imersão em banho termostatizado) nas propriedades mecânicas (resistências à tração, fadiga e cisalhamento) e viscoelásticas de laminados PPS/Carbono e PPS/Vidro. Os laminados utilizados neste trabalho foram fornecidos pela empresa holandesa TenCate. Os resultados mostram que os laminados condicionados em câmara climática apresentaram absorção de umidade segundo as leis de Fick, entretanto, os laminados de PPS/Vidro submetidos ao condicionamento por imersão em banho termostatizado apresentaram um comportamento anômalo. Associado a estes resultados foi também observado que os laminados condicionados tiveram um decréscimo no valor de suas resistências ao cisalhamento, entretanto, apresentaram um aumento nos valores de temperatura de transição vítrea e resistência à tração. Os resultados obtidos a partir dos ensaios de fadiga praticamente não sofreram alteração com o condicionamento ambiental. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, pode ser concluído que a utilização de laminados de PPS/Carbono e PPS/Vidro em aplicações... / The continuous use of thermoplastic composites in structural components of aerospace industry is due to essentially to the project flexibility, good mechanical properties and low specific mass, allied with elevated values of mechanical strength and rigidity and low corrosion incidence, attempted to severe requirements of these structures in service. However, components that require structural demand, when exposed in aggressive atmosphere such as high temperature and moisture, can have mechanical properties sensibility for these factors, and should be carefully studied before to be available in service. This way, the purpose of this work is to evaluate the hygrothermal conditioning influence (by using hygrothermal chamber and thermostatic bath immersion) on the mechanical properties (tensile strength fatigue and interlaminar shear) and on the viscoelastic behavior of PPS/carbon and PPS/glass laminates. The laminates used in this work were supplied by TenCate Dutch Company. The results obtained shows that conditioning laminates in hygrothermal chamber presented moisture absorption according to the Fick‟s law, however, the PPS/glass laminates submitted to thermostatic bath immersion presented a anomalous behavior. Associated to these results, it was also observed that the conditioned laminates had a decrease of shear strength values, however, presented an increase of glass transition temperature and tensile strength values. Results obtained according to fatigue tests practically do not change with the atmosphere conditioning. According to the results obtained in this work can be concluded that the use of thermoplastic laminates in aerospace applications is viable, because these laminates are less susceptible to atmosphere effect problems.