Resumo: O desenvolvimento de novos materiais com fonte renovável, baixo custo, melhores propriedades físico-mecânicas e biodegradáveis tem se tornado o principal objetivo de muitas empresas e grupos de pesquisa. O principal objetivo deste trabalho foiestudare desenvolver materiais a partir de uma matriz de poliuretano (PU) derivada do óleo de mamona utilizando como reforço a fibra da celulose bacteriana (CB). O trabalho foi dividido em duas etapas, a primeira direcionada a escolher o melhor estado da fibra (úmida, seca ou liofilizada) e a melhor resina para a formação da matriz. Na segunda etapa, desenvolveram-se as condições de moldagem e compressão para a matriz e compósito. A formação dos compósitos na primeira etapa utilizou a fibra da CB em três estados diferentes, seca, úmida em pedaço, úmida triturada e liofilizada, e duas matrizes de resinas PU monocomponente com diferentes porcentagens de NCO livre para cada uma, na proporção de 80% de fibra CB e 20% da matriz PU. A partir dos resultados obtidos optouse por utilizar a fibra úmida e seca e a matriz para a moldagem foi desenvolvida como bicomponente, pois a monocomponente apresentou formação de bolhas devido à reação com a umidade e a presença de muito solvente. Na segunda etapa foram obtidos os compósitos com 10% de fibra seca com uma pequena porcentagem de água (7%) e 90% da matriz PU bicomponente. As condições de moldagem foram a 6 ton a 70ºC por 7h. Para a fibra úmida foi desenvolvido um processo de troca de solvente para diminuir a porcentagem de água com o objetivo de aumentar a interação com a matriz. Esse processo possibilita utilizar a fibra revestida com a resina em forma de tiras, fios ou manta como reforço na matriz PU ou em outras matrizes. A caracterização foi feita por Raio-X, Infravermelho, Termogravimetria, Calorimetria Exploratória Diferencial, Análise Dinâmico Mecânico e ensaios... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of new materials with renewable source, low cost, better physicsmechanical properties and biodegradable, has become the main objective of many companies and research groups. The main goal of this work was to study and to develop material from polyurethane matrix (PU) derivative from castor oil added to bacterial cellulose (BC) fiber as reinforcement. The present work was divided in two parts: first, a selection of adequate fiber (humid, dry or lyophilized) and adequate resin have been explored to prepare the matrix. In the second part, the conditions of molding and compression for the matrix and composite have been studied. The first stage of the composites were formed with different types of BC fiber, dry and humid like continuum, discontinue and lyophilized, the matrix used was PU monocomponent resin with different percentages of free NCO for each one, with the ratio 80% of BC fiber and 20% of PU matrix. From these results, it was possible to select the humid and dry fiber. The molding PU matrix was developed as bicomponent, because the monocomponent resin had several bubbles due to the high amount of solvent and reaction with humid. The second stage of the composites had 10% of dry fiber containing (7%) of water and 90% of bicomponent PU. The molding condition was 6 ton at 70ºC during 7h. To increase the interaction of the matrix and CB fiber, a process has been developed based on solvent exchange. The characterization was made by X-Ray Diffraction, Infrared, Thermogravimetry, Differential Scanning Calorimetry, Dynamic Mechanical Analysis and mechanical test of the tension and creep. The bicomponent matrix present viscoelastic properties and the reinforcement with BC enhanced some of the properties as: increases of the glass transition temperature; 5 times increment of elastic modulus, reduction of the storage module, low yield region and better behavior on creep. Therefore, these results are interesting and show that the dry. / Orientador: Younès Messaddeq / Coorientador: Wagner Luis Polito / Banca: Clóvis Augusto Ribeiro / Banca: Ana Maria de Guzzi Plépis / Mestre

Orientador: Nilson Cristino da Cruz / Banca: Sandro Donnini Mancini / Banca: Mauricio Antonio Algatti / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: O avanço tecnológico obtido através dos tempos permitiu o surgimento de uma nova classe de materiais, os biomateriais, cujas funções principais são o auxilio ou a substituição de partes do corpo humano. Para a fabricação de próteses e/ou implantes podem ser utilizados os polímeros. A utilização de tais dispositivos médicos pode ocasionar o surgimento de alguns problemas, como a incompatibilidade da prótese com o organismo e a contaminação por bactérias, sendo o último um problema grave, podendo ser fatal. A contaminação por Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus pode causar graves infecções. Uma das formas de se resolver este problema é através do tratamento de superfícies, pois a adesão das bactérias é dependente das propriedades superficiais dos biomateriais. Uma técnica de tratamento superficial bastante promissora é o tratamento a plasma de descarga luminescente. Foram realizados tratamentos de superfícies em poliuretano e silicone utilizando plasmas de 'SF IND. 6' com diferentes condições de tratamento, com o objetivo de se conseguir superfícies hidrofóbicas e a não adesão de microrganismos nessas superfícies. Após o tratamento as amostras foram contaminadas com as bactérias S. aureus e P. aeruginosa. Observou-se que embora o tratamento a plasma tenha conferido comportamento hidrofóbico aos polímeros, ainda não conseguiu-se chegar a superfícies ideais para inibir a adesão de microrganismos. / Abstract: The technological advance attained through time, allowed the appearance of a new class of materials, the biomaterials, which main functions are: to help or to replace parts or sick organs of the human body. For the manufacture of prosthesis and/or implants, polymers can be used as biomaterials. The use of prosthesis or implants may cause the appearance of some problems, such as the incompatibility between the prosthesis and the organism and the contamination caused by bacteria. This last one is a serious problem, since it may lead to death. The contamination by Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus can cause serious infections. One possible way to solve this problem is through the surface treatment, since the adhesion of the bacteria depends on the superficial properties of the biomaterial. A promising technique of superficial modification is the treatment through glow discharge plasma. In this work, polyurethane and silicone coupons were exposed to 'SF IND. 6' glow discharge plasmas with different conditions of treatment. After the treatment, the coupons were contaminated with the P. aeruginosa e S. aureus. Even though the plasma treatment gives a hydrophobic behavior to the polymer, it can't obtain the ideal surfaces who inhibit the bacterial adhesion. / Mestre

Resumo: Objetivou-se avaliar, por meio de exames radiográficos e histológicos, a função da resina de poliuretana derivada do óleo de mamona (Ricinus communis), na forma de grânulos, no tratamento de defeito ósseo segmentar induzido no rádio de coelhos, tendo como padrão comparativo o enxerto ósseo esponjoso autólogo. Foram utilizados 20 coelhos da raça Norfolk, fêmeas, com idade entre 12 e 14 meses e peso entre 4 e 5kg. Uma falha óssea segmentar de 1,0 cm de comprimento foi induzida na diáfise de ambos os rádios pela excisão de fragmento osteoperiosteal. No rádio esquerdo o defeito foi tratado com a resina de poliuretana e no direito com auto-enxerto esponjoso colhido do úmero proximal esquerdo. Para realização dos exames histológicos foram eutanaziados cinco animais aos 15 dias, 30 dias, 60 dias e 120 dias de pós-operatório. A regeneração óssea foi maior no defeito tratado com auto-enxerto esponjoso em todos os períodos de observação, sendo que, aos 120 dias de pós-operatório, estes estavam totalmente reconstituídos. Pela avaliação histológica o polímero de mamona atuou como preenchedor de espaço, minimizando a produção de tecido fibroso no local, além de não apresentar sinais de reabsorção em nenhum dos momentos de avaliação. Foi possível concluir que o polímero de mamona na forma de grânulos é biocompatível e osteointegrável, porém não apresenta a mesma capacidade de regeneração óssea do auto-enxerto esponjoso. / Abstract: The aim of the present study was to compare, by radiographic and histological analyses, the castor oil plant polyurethane in granules presentation, applied to a segmental bone defect, created in both radial diaphyses, to the cancellous bone autograft, in order to evaluate an alternative to bone defect healing. Norfolk adult female rabbits, with approximately 13 months of age and a mean body weight of 4.5kg were used. Thus, a one-cm segmental defect was created in both radial diaphyses. The defect in the left radius was filled with the castor oil plant polyurethane, and the right one, filled with cancellous bone autograft, collected from the left proximal humerus. The rabbits were euthanased at 15, 30, 60 and 120 days post-surgery (5 animals/period), in order to proceed the histological analysis. New bone formation was increased and accelerated in the defect treated with cancellous bone autograft along all periods of observation. In the last moment (120 days), the defects were totally reconstituted and remodeled. The polyurethane acted as a space filler, minimizing the local production of fibrous tissue. No granules degradation or reabsorb were detected, as well as any inflammatory reaction. Thus, it was possible to conclude that the castor oil plant polyurethane, in granules presentation, was biocompatible and osteointegrated, but did not show the same bone regeneration capacity of the cancellous bone autograft. / Orientador: Paulo Iamaguti / Coorientador: Sheila Canavese Rahal / Mestre

Resumo: Neste trabalho foram estudadas as propriedades elétricas e dielétricas de um compósito à base de poliuretano derivado de óleo de mamona (PU) e negro de fumo (NF). As amostras de PU/NF foram preparadas com quantidades fixas de prépolímero e poliol (seguindo uma fração 10/7 em massa) e com diferentes quantidades de NF. Medidas de espectroscopia de impedância permitiram analisar as propriedades elétricas do compósito em campo elétrico alternado em diferentes temperaturas, enquanto que, o método de quatro pontas foi utilizado para calcular a condutividade dc das diferentes amostras. Neste trabalho, também, foi desenvolvido um modelo estatístico bidimensional de redes de resistores e capacitores que gera a estrutura morfológica e calcula a condutividade alternada do compósito PU/NF a partir de uma técnica de matriz de transferência proposto por Derrida . As curvas da permissividade real e imaginária em função da frequência para amostras de PU/NF com diferentes proporções de NF demonstraram o mesmo comportamento qualitativo, ou seja, possuindo maiores valores para baixas frequências e altas temperaturas e decrescendo com aumento da frequência. As medidas de permissividade dielétrica imaginária apresentaram picos de relaxação devido ao processo de polarização interfacial entre o negro de fumo e a matriz polimérica. No entanto, esses picos são mais pronunciados quando se utiliza o módulo elétrico, que minimiza os efeitos de condução dc. O modelo estatístico reproduziu bem os dados experimentais obtidos das medidas de espectroscopia de impedância. A partir dos ajustes teórico-experimentais pode-se observar que a condutividade elétrica para a amostra 99/01 ocorre predominantemente por condução eletrônica nas regiões isolantes, obedecendo ao modelo modificado de Abrahams e Miller. Entretanto, para as amostras 95/05 e 90/10 o modelo de Abrahams e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work we investigated the electrical properties of the polyurethane derived from castor oil (PUR) and carbon black (CB) composite. Samples of PUR/CB were prepared by fixed quantities of the pre-polymer and polyol (following a ratio of 10/7 by weight) and mixing different amount of the CB. Measurement of impedance spectroscopy was used to analyze the transport properties of the composite as function of applied electric field at different temperatures. The method of four probes was used to measurement the dc conductivity of the PUR/CB composites. A statistical model two-dimensional was developed based on networks of resistors and capacitors that generates the morphological structure and calculates the alternating conductivity of the PUR/CB composite using a transfer matrix technique proposed by Derrida et al. The plots of real and imaginary permittivity as a function of frequency for the samples of PUR/CB with different amount CB showed the same qualitative behavior with higher values for low frequencies and high temperatures. Measurement of imaginary dielectric permittivity showed peaks due to the process of interfacial polarization relaxation between the carbon black and polymeric matrix. However, these peaks are more pronounced when using the electrical modulus, which minimizes the effects of dc conduction. The statistical model reproduced well the experimental data obtained from the measurement of impedance spectroscopy. From theoretical and experimental settings it can be observed that the electrical conductivity for the 99/01 sample is predominantly by electron conduction in the insulating regions, in according at modified model of Miller and Abrahams. However, for samples 95/05 and 90/10 model of Abrahams and Miller dominates at low frequencies (below 103 Hz) and the Drude model is predominant in the higher frequency (above 104 Hz). / Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Coorientador: Haroldo Naoyuki Nagashima / Banca: José Antônio Malmonge / Banca: Rodrigo Fernando Bianchi

Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Luiz Francisco Malmonge / Banca: Dante Luis Chinaglia / Resumo: Compósitos poliméricos condutores, também chamados de polímeros condutores extrínsecos, têm sido alvo de intensa pesquisa científica devido ao seu grande potencial de aplicação nos mais diversificados setores industriais. Esses materiais combinam as características de um polímero (leveza, flexibilidade, fácil processamento) com as de cargas condutoras (alta condutividade). O poliuretano derivado de óleo de mamona (PUR) é um polímero obtido pela mistura de pré-polímero e poliol (derivado de óleo de mamona) que apresenta grande potencial para ser utilizado como matriz polimérica em compósitos. Ele possui propriedades equivalentes aos dos poliuretanos (PU) convencionais e tem como vantagem ser um polímero biodegradável e proveniente de fonte renovável. Em relação às cargas condutoras, o negro de fumo (NF) é um dos materiais mais utilizados para esse fim, enquanto que pouco se encontra na literatura sobre o carvão ativado nano em pó (CANP), mesmo possuindo estrutura semelhante e maior condutividade que o NF. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo viabilizar os processos de síntese e fazer a caracterização elétrica dos compósitos poliuretano derivado de óleo de mamona/carvão ativado nano em pó (PUR/CANP) e poliuretano derivado de óleo de mamona/negro de fumo (PUR/NF) na forma de filmes pelo método "casting", mantendo fixa a razão pré-polímero/poliol e variando a fração de volume de CANP e NF. A análise térmica foi feita por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), o estudo da condutividade dc e ac foram feitas pelo Método de Duas Pontas (tensão x corrente) (MDP) e pela técnica de Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE), respectivamente, e a análise morfológica foi feita em Microscópio Eletrônico de Varredura com canhão de elétrons por... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Conductive polymer composites, also called extrinsic conducting polymers, has been the subject of intense scientific research due to its great potential for industrial application. These materials combine the characteristics of a polymer (lightness, flexibility, easy processing) with the conductive fillers (high conductivity). The castor oil based polyurethane (PUR) is a polymer obtained from pre-polymer and polyol (based castor oil) mixing which has great potential to be used as matrix polymer in composites. It has properties equivalent to those of conventional polyurethane (PU) and has the advantage of being a biodegradable polymer and from a renewable source. In relation to conductive fillers, carbon black (CB) is one of the most widely used materials for this purpose, while in the literature there are few data about activated carbon nanopowder (ACNP), despite having similar structure and that the higher conductivity than CB. In this context, this work aims to provide the synthesis processes and electrically characterize of composite castor oil based polyurethane/activated carbon nanopowder (PUR/ACNP) and castor oil based polyurethane/carbon black (PUR/CB) in the form of films by casting, keeping the ratio pré-polímero/poliol fixed and varying the volume fraction ACNP and CB. The sample were characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC), Two Points Method (voltage x current) (TPM), Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Scanning Electron Microscope with electron gun for field emission (FEG-SEM). DSC results showed that the glass transition temperature (Tg) of composites do not depend of type or volume fraction of conductive fillers. The results of electrical analysis showed that the samples of PUR/CB have lower percolation threshold than those of PUR/ACNP (20% vs. 40%). This result is due the distribution... (Summary complete electronic access click below) / Mestre