Os resultados obtidos contribuíram também para ratificar a modelagem termodinâmica do estado de não-equilíbrio dos materiais poliméricos, desenvolvido por Samios, D. e colaboradores.

Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

Os polímeros têm substituído materiais tradicionais como os metais, o vidro e a madeira. O polipropileno isotático (i-PP) é um termoplástico semicristalino largamente utilizado, e suas propriedades podem ser modificadas através de substâncias que tem como função melhorar suas propriedades finais. O biciclo [2.2.1] heptano-2,3-dicarboxilato de sódio conhecido comercialmente como Hyperform® HPN-68L representa um avanço tecnológico significativo em relação à tecnologia de nucleação convencional e tradicional em uso. A cromatografia líquida de alta eficiência com detector evaporativo de espalhamento de luz (HPLC-ELSD) é um dos métodos de análise preferido para a separação e quantificação de analitos orgânicos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de utilizar a cromatografia líquida com detector de espalhamento de luz (HPLC-ELSD) como metodologia analítica para determinar biciclo [2.2.1] heptano-2,3-dicarboxilato de sódio, em polipropileno homopolímero. O presente trabalho foi realizado no laboratório de controle de qualidade da unidade de Polipropileno da Braskem S.A. no estado do Rio Grande do Sul e de São Paulo e na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Utilizou-se para este trabalho amostras de polipropileno comercial fornecidas pela Braskem S.A. Seis tipos de solventes orgânicos foram utilizados na avaliação da dissolução do HPN-68L e quatro aditivos de diferentes funções para avaliar a sua possível interferência no método proposto. Foi avaliada a eficiência da extração do agente nucleante Hyperform® HPN-68L da matriz polimérica de polipropileno homopolímero pelas técnicas de microondas, banho de ultra-som e refluxo. O método proposto de HPLC-ELSD com extração por microondas apresentou os melhores resultados na identificação do biciclo [2.2.1] heptano-2,3-dicarboxilato de sódio, com boa linearidade na faixa de 13,32 a 27,36 mV.min. o que pode ser considerada aceitável para o nível de confiança de 95%. / Traditional materials as iron, glass and wood have been substituted by polymers in the last decades. Isotactic polypropylene (i-PP) is a semi-crystalline thermoplastic of great utility, due to the numerous possibilities to modify its structure through substances that improve its end-use properties. The Bicycle [2.2.1] heptane-2,3dicarboxylic acid, disodium salt, commercially known as Hyperform® HPN-68L, represents a significant technological improvement over the conventional and advanced nucleation technologies used by the industry nowadays. The high performance liquid chromatography with evaporative lightscattering detector (HPLC-ELSD) is an analysis method widely used to separate and quantify organics analytes. The aim of this investigation was the development of an analytical method to quantify Bicycle [2.2.1] heptane-2,3dicarboxylic acid, disodium salt in polypropylene homopolymer by HPLC-ELSD. This investigation was made in Braskem S.A. Polypropylene Quality Control Laboratory in Rio Grande do Sul and São Paulo together with the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). Commercial polypropylene homopolymer samples were supplied by Braskem S.A. The solubility of HPN-68L in six organic solvents was evaluated and the possible interference of four different function additives normally used in polypropylene in the proposed method was investigated. It was valuing Three methods were investigated in order to extract the nucleating agent Hyperform® from the polypropylene homopolymer matrix: microwave reactor, ultrasonic batch and solvent extraction. The proposed HPLC-ELSD method after microwave extraction showed good results in separating the Bicycle [2.2.1] heptane-2,3dicarboxylic acid, disodium salt from other polypropylene additives. It was also possible to obtain a calibration curve with good linearity.

Termoplásticos reforçados com fibra vegetal têm atraído a atenção de pesquisadores devido especialmente a sua vantagem relacionada à reciclabilidade. A baixa resistência ao impacto, especialmente em baixas temperaturas, limita as aplicações de alguns termoplásticos, como o polipropileno (PP). Para minimizar esta dificuldade, modificadores de impacto são utilizados, entre eles o terpolímero de etileno-propilenodieno (EPDM). Estes materiais podem ser aplicados em diversos setores, desde o automotivo e de embalagens até a construção civil. As fibras vegetais têm muitas vantagens por serem de fonte renovável, biodegradável, de baixo custo, e de baixo peso, com um desempenho mecânico satisfatório. O presente trabalho teve como objetivo produzir termoplásticos elastoméricos de blendas de PP e EPDM reforçados com fibras de sisal, tratadas ou não com solução de NaOH, e avaliar as características físicas, mecânicas, termo-mecânicas e morfológicas destes materiais tricomponente. Os resultados indicaram que o índice de fluidez diminui em maiores teores de fibras, pois as fibras dificultam o escoamento aumentando a viscosidade. A inclusão da fibra provocou em geral um aumento no módulo de elasticidade e na resistência, especialmente em flexão, atuando como um agente de reforço. O aumento do teor de fibra provocou o aumento da absorção de água com valores mais significativos em maiores tempos de imersão. Através da morfologia pode-se observar vazios na superfície de fratura correspondentes às fibras que foram facilmente destacadas (pullout) no ensaio de impacto, especialmente para fibras não tratadas. / Thermoplastics reinforced with vegetal fibers have attracted much attention from researchers due to their advantages, especially regarding recyclability. However, the poor impact strength, particularly at low temperatures limits the application of some thermoplastics, such as polypropylene (PP). In order to minimize this deficiency, impact modifiers are used, among them the terpolymer of ethylene-propylene-diene (EPDM). These materials can be applied in several sectors, from automotive and packaging to construction. The vegetal fibers have many advantages such as renewable origin, biodegradability, low cost, low weight and suitable mechanical performance. The aim of this work was to study thermoplastic elastomeric blends of PP and EPDM reinforced with sisal fibers, either treated with a NaOH solution or not, and to evaluate the physical, mechanical, thermo-mechanical and morphological characteristics of these ternary materials. The results indicated that flow rate decreases at higher fiber content, because the fibers hinder the flow by increasing viscosity. The addition of the fiber, in general, increased elastic modulus and strength, especially under flexure, acting as a reinforcement. The increase in fiber content led to higher water absorption particularly for longer immersion times. Morphological observations of the fracture surface revealed the presence of voids corresponding to fibers that had been decoupled from the matrix (pull-out) during impact testing, especially for non-treated fibers.

O desenvolvimento de materiais compósitos e tecnologias relacionadas ao design e fabricação tem possibilitado a introdução destes materiais em áreas pouco viáveis anteriormente. Compósitos são materiais multifuncionais com propriedades físicas e mecânicas sem precedentes que podem ser adaptados de modo a satisfazer as exigências de uma aplicação específica. Atualmente, há um crescente número de aplicações nas quais as propriedades físicas de compósitos são de extrema importância. Por exemplo, a alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica de alguns compósitos poliméricos de matriz termoplástica têm possibilitado sua utilização em áreas como microeletrônica, trocadores de calor e energia renovável, e em aplicações como o desenvolvimento de coletores solares poliméricos. Materiais condutores térmicos de alto desempenho são desenvolvidos através da combinação de matrizes poliméricas e materiais particulados de elevada condutividade térmica, tais como, particulados metálicos, particulados cerâmicos, grafite e negro de fumo. Neste trabalho foi analisada a influência da incorporação de grafite e negro de fumo nas propriedades térmicas e na cinética de cristalização isotérmica no polipropileno. Foram empregados teores de grafite e negro de fumo entre 1 e 10% (em volume) e três granulometrias diferentes de grafite. Ensaios morfológicos e térmicos foram realizados nos compósitos processados para avaliação da dispersão e da influência das cargas em propriedades como: condutividade térmica, temperatura de deflexão térmica e temperatura de fusão, além do comportamento cinético de cristalização. A incorporação das cargas influenciou significativamente as propriedades térmicas do sistema e a cinética de cristalização isotérmica. Foi observado um incremento de aproximadamente 50% na condutividade térmica em relação ao polímero puro. O aumento da temperatura de deflexão térmica foi da ordem de 20%, enquanto que não foi constatada influência significativa na temperatura de fusão. Foi observado que a incorporação de grafite e negro de fumo influencia a cinética de cristalização isotérmica provocando aumento da taxa de cristalização e, consequentemente, diminuindo o tempo para que a cristalização ocorra na maioria dos compósitos analisados. / Composite materials development and related technologies in design and manufacturing has enabled the introduction of these materials in areas not previously viable. Composites are multifunctional materials with unprecedented physical and mechanical properties that can be tailored to meet the requirements of a particular application. Currently, the physical properties of composites are becoming very important in a large range of applications. For example, high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient of thermoplastic composites have enabled their application in areas such as microelectronics, heat exchangers and renewable energy by the development of polymeric solar collectors. Composites materials with high thermal performance are developed by combining polymer matrices and high thermal conductivity materials, such as metal particles, ceramic particles, graphite and carbon black. In this study was analyzed the influence of graphite and carbon black incorporation on the thermal properties and isothermal crystallization kinetics of the polypropylene matrix. Graphite (in three different particle size) and carbon black content between 1 and 10% by volume were incorporated in the PP matrix. Morphological tests and thermal analyzes were performed on the composites to evaluate the dispersion and the filler’s influence in properties such as thermal conductivity, heat deflection temperature and melting temperature, and also on the crystallization kinetic behavior. The thermal properties and the isothermal crystallization kinetics were significantly affected by the incorporation of graphite and carbon black. It was observed an increase of approximately 50% in the thermal conductivity while the heat deflection temperature has increased around 20%. At the same time no significant influence was observed in the melting point temperature. Regarding to isothermal crystallization kinetics, the incorporation of graphite and carbon black increased the crystallization rate and hence the crystallization time was reduced for most composites analyzed.

Compósitos de polipropileno (PP) com cargas inorgânicas tem sido cada vez mais aplicados na obtenção de peças automotivas, eletrodomésticos e outros. O crescimento da aplicação destes materiais foi possível com o advento da tecnologia de adesão que consiste no uso de um agente que promove a interação físico-química na interface carga/matriz. Neste trabalho, o viniltrietoxisilano (VTES) foi empregado como agente de adesão em compósitos de PP com fibras de vidro curtas. A reação do VTES com PP por via radicalar foi estudada em câmara de mistura e por extrusão reativa, comparando-se os dois processos. O VTES reage com o PP na ausência de iniciador de reação radicalar em processos com alto cisalhamento. A reação modifica o comportamento reológico do polímero, sem afetar significativamente as propriedades térmicas e mecânicas. O teor de VTES tem influência sobre o peso molecular de produtos sem peróxido. Compósitos de PP contendo 20% de fibras de vidro foram obtidos por extrusão reativa e câmara de mistura, analisando-se o efeito de VTES sobre as propriedades mecânicas, reológicas e a morfologia dos produtos. Um estudo das condições de processamento por extrusão reativa é apresentado, comparando dois métodos a) pré-impregnação do polímero com os reagentes e b) adição de uma solução dos reagentes num estágio avançado da extrusora. A quebra diferenciada das fibras durante o processamento por extrusão pode ser explicada através comportamento reológico observado pelas medidas de torque na câmara de mistura O VTES age no sentido de promover a adesão na interface matriz / fibra, o que pode ser verificado pela morfologia do material. A degradação do material é influenciada pela exposição ao ar, pelo tempo de residência e pela temperatura na extrusão. O módulo dos compósitos contendo VTES é dependente do comprimento das fibras. A tensão de ruptura aumenta em presença de VTES.

Ingeniera Civil Química / Últimamente, ha aumentado el interés de científicos e investigadores por los materiales poliméricos con propiedades antibacterianas, es decir, polímeros a los que se les incopora un agente biocida, como el cobre, durante su procesamiento. Este interés radica en que estos compósitos bactericidas pueden ser un gran avance para la medicina. En este contexto surge la inquietud de evaluar el comportamiento de las células eucariotas en presencia de este tipo de compósito para asegurar que sean inocuos para el organismo humano. El objetivo de memoria de título fué estudiar el efecto de las nanopartículas de cobre sobre la bioreactividad de una matriz polimérica. Para esto, se evaluó la citotoxicidad de compósitos de polipropileno y alginato con nanopartículas de cobre sobre líneas celulares normales y tumorales de animales. Se implementaron las metodologías MTT y Live/Dead, que permitieron estudiar la citotoxicidad de estos compósitos. Los nanocompósitos de polipropileno no resultaron ser tóxicos, en general, para las líneas celulares. Los compósitos de alginato, en cambio, fueron citotóxicos a bajas concentraciones de nanopartículas de cobre ya que, por su característica de hidrogel, tienen una tasa de liberación de iones cobre que resulta tóxica para las células. Se obtuvo que la tasa de liberación crítica de cobre, en agua, se encuentra en el intervalo [0,76; 1,1[ [mg/L]. Para desarrollar compósitos con cobre biocompatibles se requiere de una matriz polimérica capaz de controlar la liberación de iones cobre, de tal forma de no superar esta tasa crítica, como el polipropileno. El futuro desarrollo de los compósitos bactericidas, evaluados en este trabajo, es muy importante para su aplicación en artículos médicos y en diferentes tipos de implantes y así reducir las infecciones intrahospitalarias.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346020.pdf: 1675068 bytes, checksum: 31c7bcc495240051703cf54edd306b71 (MD5) Previous issue date: 2017 / O aumento da utilização dos polímeros na indústria para diferentes aplicações trouxe a necessidade de novos desenvolvimentos, principalmente no que diz respeito a superfícies poliméricas revestidas com filme de pintura. Alguns dos polímeros largamente utilizados, como as poliolefinas, apresentam pobres propriedades superficiais, o que faz necessário a aplicação de um pré-tratamento nesses materiais antes da aplicação do revestimento de pintura. Existe disponível uma variedade de pré-tratamentos com o intuito de melhorar as propriedades de superfície dos polímeros, entre eles, o mais comumente aplicado na indústria é a flambagem pela sua característica de atingir os níveis desejados de energia de superfície com pequeno tempo de tratamento. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da flambagem no aumento da aderência de revestimentos de pintura em substratos de polipropileno. Para isso, foram preparadas amostras com e sem o tratamento de flambagem e, posteriormente, as amostras foram caracterizadas para avaliar os resultados obtidos. Os resultados comprovam a eficácia do tratamento de flambagem no aumento da energia de superfície e assim na aderência dos revestimentos aplicados aos substratos de polipropileno (PP). Análises químicas mostraram a formação de novos grupos funcionais hidroxila e carbonila na superfície do PP e análises físicas validaram os ganhos em termos de melhoria de aderência dos revestimentos ao substrato de PP após o tratamento de flambagem.<br> / Abstract : The increase of polymers use on the industry for many different applications bring the need of new developments, especially in the subjects related with polymeric substrates coated with a painting film. Some of the polymers largely used, as polyolefins, have poor superficial properties making necessary a pretreatment before coating the paint film. There is a number of pretreatments related to the polymer?s superficial properties improvement, the most known at the industry is the flame process because it is possible to achieve the necessary level of surface energy in a short processing time. This work has as a target to study the effect of flame process in the adhesion increase for painting films applied on polypropylene substrates, for that samples will be made with and without flame process and after that they will be characterized to check the results. The results obtained prove the efficiency of flame treatment on the surface energy increase also on the paint film adhesion when applied in polypropylene (PP) substrates. The chemical analyses have proved the new functional groups formation such as hydroxyl and carbonyl at the PP surface and physical analyses have validated the improvements on adhesion between the PP substrates and the paint film after flame treatment.

Neste trabalho, sílicas comerciais foram investigadas quanto às suas propriedades texturais e morfológicas e a influência dessas propriedades foi avaliada no efeito antibloqueante e na aparência de filme de PP. As sílicas que mostraram melhor efeito antibloqueante e melhores resultados quanto à dispersão, resultando em baixo número de géis nos filmes, foram aquelas que apresentaram tamanho médio de partícula em torno de 6,0 m, com uma distribuição estreita do tamanho de partículas, volume de poro em torno de 2,2 mL/g e área específica maior que 500 m2/g. Além disso, apresentaram uma morfologia com partículas mais esféricas e menos rugosas e com uma estrutura fractal de superfície. Essas sílicas também apresentaram menor impacto nas propriedades ópticas e tendência a maior módulo de elasticidade secante a 1%. Foi verificado que a sílica com maior tamanho médio de partículas, em torno de 12 m, larga distribuição de tamanho de partículas, volume de poro em torno de 5,1 mL/g e área específica de 292 m2/g resultou em filme com número elevado de géis e com piores propriedades ópticas e com tendência a menor módulo de elasticidade. Esta sílica apresentou morfologia com partículas menos esféricas e rugosas e tem uma estrutura fractal de massa. / In this work, textural and morphological properties of commercial silica were investigated and the influence of these properties was evaluated in antiblocking effect and appearance of polypropylene film. The results showed that the silicas with the best antiblocking effect and dispersion, resulting in a low number of gels in the films, presented average particle size about 6.0 m with narrow particle size distribution, pore volume about 2.2 mL/g and specific area higher than 500 m2/g. Besides, these silicas have more spherical particle morphology and less roughness, with a surface fractal structure. These silicas also showed less effect on the optical properties, haze and gloss, and tendency to higher values of secant modulus in the films. It was observed that silica with an average particle size large, about 12 m, broad particle size distribution, pore volume about 5.1 mL/g and specific area of 292 m2/g results in film with a high number of gels and worst optical properties and tendency to lower values of secant modulus. This silica has less spherical particles and roughness, with a mass fractal structure.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9344_Carolini Spadetti.pdf: 2995956 bytes, checksum: d2e50c214e99da5d8a5456641bf47f0a (MD5) Previous issue date: 2015-09-29 / Compósitos de polipropileno reforçados são largamente utilizados no mercado. Contudo, o reforço com fibras naturais é uma importante alternativa considerando-se os aspectos de sustentabilidade, reciclabilidade, abundância e baixo custo, se comparadas a fibras sintéticas. O trabalho foi realizado com o objetivo de incentivar o uso de materiais reciclados, transformando o resultado final num produto ainda mais ecológico e rentável, pelo uso da associação do PP reciclado e das fibras naturais, reduzindo o impacto ambiental gerado pelo descarte de plásticos. Foram investigadas as propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de polipropileno reciclado e virgem, reforçados com até 40% em massa de fibras de celulose tratadas, assim como a morfologia da matriz polimérica. Para obtenção dos dados, foram utilizadas as técnicas de Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM), Difração de Raios X e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os resultados mostraram que, compósitos de PP reciclado, possuem propriedades inferiores aos compósitos preparados com o PP virgem, no entanto com valores bem próximos. A inserção das fibras de celulose, de um modo geral, contribuíram significativamente para a melhora no módulo de armazenamento (E) e gerou um pequeno aumento na temperatura de fusão cristalina (Tm), porém houve uma redução do grau de cristalinidade (&#967;c) dos compósitos produzidos. Não houve alterações na temperatura de transição vítrea (Tg).