Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:20Z : No. of bitstreams: 1 000846966.pdf: 13367025 bytes, checksum: e59ba0e51ffa0493423b80aa0e707de3 (MD5) / As matrizes poliméricas atualmente disponíveis para compósitos avançados têm evoluído progressivamente como alternativa para a indústria aeronáutica sendo que nos últimos anos diversas matrizes termoplásticas especiais e de alto desempenho mecânico vem sendo estudadas para utilização na fabricação de compósitos avançados. Dentre as matrizes termoplásticas mais utilizadas na área aeronáutica destaca-se a poli(éter-imida) (PEI) por apresentar baixo custo, boas propriedades mecânicas e ser de fácil manuseio. Por outro lado, um dos principais problemas da utilização de compósitos termoplásticos em aplicações estruturais consiste em sua união efetiva para a integração de componentes. Entre os diversos métodos disponíveis destinados à soldagem, a utilização do processo de soldagem por resistência elétrica vem sendo considerado como um dos mais promissores para união de compósitos. O presente trabalho tem como objetivo a otimização do processo de soldagem por resistência elétrica utilizando compósitos de matriz constituída do polímero termoplástico PEI reforçado por fibras contínuas de vidro, carbono e por um sistema híbrido constituído de fibras de carbono e de vidro, com foco em aplicações aeronáuticas. Para o desenvolvimento deste trabalho, foi utilizado um planejamento experimental para a determinação e otimização dos melhores parâmetros sendo aqui considerados tempo, corrente elétrica e pressão na soldagem de laminados em estudo. Além disso, foram avaliados 4 tipos de elementos resistivos (malhas metálicas de aço inox de 100, 200 e 300 mesh e fibra de carbono com bronze). Os melhores parâmetros de otimização foram determinados a partir de ensaios de Lap Shear. Baseando-se nos resultados encontrados quanto à otimização destes sistemas, foi concluído que para o compósito PEI/ fibra de vidro os melhores valores ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Thermoplastic composites reinforced with continuous fibers are being studied in a wide range of applications, such as commercial use for their low cost and for engineering with higher associated value. Currently, available polymer matrices for advanced composites have been progressively developed as an alternative for the aeronautical industry and, in the latest years, several special and high performance thermoplastic matrices have been studied for their use in manufacturing advanced composites. Among the thermoplastic matrixes, the poly (ether imide) (PEI) should be highlighted due mainly to its low cost, good mechanical properties, and for being easy to be handled. Moreover, a major problem concerning the use of thermoplastic polymer composites for structural applications is their effectiveness in the integration of structural components. Among the methods available for welding these composites is the use of the electrical resistance welding process which has been considered as the most promising for joining composites. The present work aims to optimize the welding process using electrical resistance matrix composites, consisting of thermoplastic polymer PEI reinforced by glass fiber, carbon fiber and a hybrid system consisting of carbon fiber and glass fiber for aeronautical applications. For the development this work, an experimental design was carried out to determine optimal parameters of time, electrical current and pressure on the welding of the laminates used in this study. Also it was evaluate 4 types of resistive elements (metal mesh stainless steel 100, 200 and 300 mesh, and carbon fiber with bronze). The best optimization parameters were confirmed from the Lap Shear tests. From the main results of these optimization, it was concluded that, for PEI / glass fiber laminates, the best acquired experimental values of current, ... (Complete abstract click electronic access below)

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

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T08:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angelini_JoceliMariaGiacomini_D.pdf: 3402380 bytes, checksum: 10d439c2c31170c351752786f195bcf1 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo deste trabalho é mostrar os resultados encontrados nos estudos de tensão e deformação de amostras de policarbonato (PC) moldadas por injeção. A determinação quantitativa da tensão residual, neste polímero amorfo, era um desafio. Para isto, vários estudos foram conduzidos e algumas técnicas foram utilizadas. Corpos de prova de tração e impacto, com e sem tratamento térmico de alívio de tensões ("annealing") foram acompanhados por luz polarizada para comparação das linhas de tensão antes e após relaxação de tensões. O ensaio de impacto foi realizado com posterior análise do mecanismo de fratura. A aplicação da teoria do mecanismo de fratura elástico linear (MFEL) foi realizada e a tensão crítica, (sigma c, determinada. Foram realizados os ensaios de tração com os corpos de prova apropriados, em três diferentes velocidades, na temperatura ambiente; o módulo de Young, assim obtido, foi utilizado para cálculos posteriores de tensão e deformação. A técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi utilizada para analisar a superfície de fratura dos corpos-de-prova. Após os ensaios de tração, a estrutura diamante foi encontrada, inédita para policarbonato, mesmo à temperatura ambiente. Em pesquisa bibliográfica, até então, isto somente tinha sido encontrado para altas temperaturas. Espectroscopia Raman e Microscopia Óptica acoplada foram utilizadas, para microcorpos -de-prova de tração, sendo esta a aplicação pioneira a polímeros sem carga, para medidas de tensão e deformação. Corpos-de-prova em curvatura ou flexão também foram estudados. Foi tentada a construção de uma curva de calibração de tensão medida com "micro strain gage" ou micro-extensômetro, para baixa deformação, versus "shift" ou a alteração no espectro Raman.Medidas de deformação, por deslocamento na microscopia óptica, também foram tentadas, mas não houve significativas alterações nos comprimentos de onda das absorções Raman, nos espectros obtidos. Os melhores resultados na Espectroscopia Raman foram obtidos com aplicação de carga; por este meio, a posição do pico no espectro foi medida em função da força aplicada em uma determinada área, ou tensão. A faixa de carga aplicada foi no mesmo nível da tensão residual medida anteriormente pelo método do "hole drilling strain gage" para produtos de policarbonato [2]. As tensões residuais, tensões internas, tensões de moldagem, diferentes formas de tensões congeladas, tensões de tração, tensões de compressão, enfim, todas fazem parte do contexto total de tensão-deformação. Estes conceitos, bem como o acompanhamento de fissuras e trincas, devem também ser utilizados em estudos de termo e fotodegradações / Abstract: The aim of this work is to show the studies that have been made and the results found in stress and deformation of polycarbonate injection moulded sample. The quantitative evaluation of the residual stress in this amorphous polymer, was an challenge. For this, a lot of studies have been made and some techniques have been employed. The dumb-bell and impact test specimens, with and without "annealing", were followed by polarized light to compare the stress lines, before and after stress relaxation. The impact test has been made with later fracture mechanism analyses. The application of the linear elastic fracture mechanics (LEFM) theories have been made and the critical stress, sigma c, have been calculated. With the dumb-bell specimens, had been made in the tensile test at three different rates, at room temperature; the Young's Modulus here obtained was used for later calculations of stress and strain. Scanning electron microscopy (SEM) has been used for to see the fracture surface of the samples. After the tensile tests, the diamond structure had been found even at room temperature; in literature survey, until now, this only was found at high temperature. Raman spectroscopy and optical microscopy technique has been useful in micro dumb-bell specimens, to evaluation of stress, in one first application to polymers without fillers. Samples in bending state have been also studied. It was try to make the calibration curve of strain measured with strain-gauge, for low strain, versus the shift in Raman spectra. The measurement of strain, by displacement in optical microscope, also was tried, but no significally shift in Raman wave number was obtained. The best results have been got with application of load; in this way, the Raman spectral peak position have been measured in function of applied load in one determined area, or stress. The applied load range was in the same level of the residual stress measured earlier by the hole drilling strain gage method, for polycarbonate products. The residual stress, and ali kinds of stress citation, were understood in the whole of stress strain approach and this concept and evaluation of crazes and cracks should to be also used in thermal and photo degradation studies / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Ana Flavia Nogueira, Maria Isabel Felisberti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:37:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroni_LucasGomes_M.pdf: 2275674 bytes, checksum: 3829c2b15fd56db6cd84d632bf86508b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nanocompósitos poliméricos baseados em nanotubos de carbono possuem um dos mais elevados potenciais tecnológicos devido à possibilidade de produção de materiais com destacadas propriedades mecânicas, alta condutividade elétrica em baixos teores (baixos limites de percolação), e boa processabilidade. São sistemas versáteis que podem apresentar propriedades excepcionais, as quais podem ser controladas pela alteração na proporção de seus componentes, permitindo que sejam moldados para atender à aplicação exigida. Nesse trabalho, nanocompósitos de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs) e um elastômero comercial (Kraton-D®), que é um copolímero em bloco de estireno-butadieno-estireno (SBS), foram preparados por extrusão e pela técnica de evaporação de solvente (casting). As propriedades térmicas, mecânicas, e elétricas desses materiais foram comparadas. A caracterização foi realizada através de medidas de condutividade elétrica (método de Coleman), microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão (caracterização morfológica), termogravimetria (determinação do teor de cargas e estabilidade térmica), ensaios de tração e análise dinâmico-mecânica (propriedades mecânicas). Além disso, o potencial de aplicação dos compósitos em células solares de TiO2/corante (DSSC) e como materiais absorvedores de radiação (MAR) foi avaliado. Os resultados evidenciaram uma forte influência da metodologia de preparo nas propriedades finais dos compósitos, a qual é creditada a mudanças de morfologia do sistema em função das condições de preparação utilizadas. As amostras preparadas por casting apresentaram condutividades elétricas mais elevadas, enquanto as propriedades mecânicas foram superiores para os filmes extrudados, e ambas tiveram melhoria da estabilidade térmica. Os compósitos se mostraram promissores quanto ao uso em DSSC e como MAR, mas muitos estudos ainda são necessários para aprimorar sua eficiência nesses campos / Abstract: Polymeric nanocomposites based on carbon nanotubes (CNTs) have one of the highest technological potential due to the possibility of produce materials with improved mechanical properties, high electrical conductivity at low loadings (low percolation threshold), and good processability. These systems are versatile, may present astonishing properties, and are allowed to control them by changing the proportion of their components, being able to tailor these materials to suit a desired application. In this work, nanocomposites of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) and a commercial elastomer (Kraton-D®), which is a block copolymer of styrenebutadiene- styrene (SBS), were prepared by extrusion and by casting. The thermal, mechanical, and electrical properties presented by these materials were compared. The characterization was performed by measurement of the electrical conductivity (Coleman¿s method), scanning and transmission electron microscopy (for morphologic characterization), thermogravimetry (for thermal stability and determination of the loading of filler), stress-strain tests and dynamic mechanical analysis (for the mechanical properties). Furthermore, the potential of application of the extruded composites in dye-sensitized solar cells (DSSC) and as radiation absorbing materials (RAM) was tested. The results showed a strong influence of the methodology of preparation upon the final properties of composites, which was attributed to changes in the morphology of the system with conditions used to prepare the samples. Composites made by casting showed a higher electrical conductivity than the extruded ones, although the latter presented better mechanical properties than the former ones. Despite the requirement of further studies to improve their efficiency in DSSC and as RAM, the composites were promising for these applications / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:47:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:24:18Z : No. of bitstreams: 1 138090.pdf: 26550921 bytes, checksum: d14a1a73300f553e20a37b47c787e090 (MD5)

[pt] O baixo custo, aliado a redução de peso e consequente aumento da eficiência, atingindo os mesmos níveis desejáveis de resistência mecânica, tem seduzido diversos setores da indústria à extensão do uso de polímeros termoplásticos em seus produtos finais. Dentro desses setores, o aumento em volume do emprego de polímeros não só tem crescido em aplicações de uso gerais, como também em aplicações estruturais. Com isso, o conhecimento detalhado do comportamento mecânico desses materiais faz-se necessário a fim de assegurar suas devidas propriedades em trabalho, sendo atrativo o uso de modelos constitutivos para a predição do comportamento final. Entretanto, os polímeros são materiais semicristalinos que possuem mecanismos de deformação e falha complexos. A maioria dos polímeros deformam-se homogeneamente até o escoamento, porém após esse, devido a estricção, o campo de deformações torna-se heterogêneo, fazendo com que o uso de técnicas experimentais clássicas, como a extensometria, seja inadequado. Dentre os métodos mais apropriados para a avaliação de polímeros em altas deformações, pode-se destacar a correlação de imagens digitais (CID). A técnica CID permite a avaliação da variação local da deformação e é capaz de prover uma descrição completa da deformação, inclusive na região do pescoço. Apesar do potencial de uso da CID em polímeros, seu emprego ainda é incipiente devido ao desenvolvimento recente da técnica. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo a avaliação do comportamento de polímeros termoplásticos sob grandes deformações mediante o uso da técnica CID. Diante do alto custo dos sistemas CID comerciais, desenvolveu-se um arranjo e procedimento simples para a aquisição e análise das imagens digitais. A fim de predizer o comportamento mecânico e entender melhor os mecanismos de deformação envolvidos, diversos modelos constitutivos também foram testados. / [en] Low cost, coupled with weight reduction and consequent increase in efficiency, reaching the same desirables levels of mechanical strength, has seduced several industry sectors to expand the use of thermoplastic polymers in their final products. Within these sectors, the increase in volume of polymer has not only grown in general use, but also in structural applications. Thus, in order to ensure their proper properties in work, the detailed knowledge of the mechanical behavior of these materials is necessary and the use of constitutive models for the prediction of the final mechanical behavior becomes attractive. However, polymers are semi-crystalline materials that show complex deformation and failure mechanisms. Most of the polymers deform homogeneously until the yield point, but after, due to necking, the strain field becomes heterogeneous, making the use of classic experimental techniques, such as extensometry, inadequate. Among the most appropriate methods for the evaluation of polymers at large deformation, it is possible to highlight the digital image correlation (DIC). DIC technique allows the evaluation of local strain and is able to provide a complete description of the strain field, including the neck region. Despite the potential of DIC in polymers, its use is still incipient due to the recent development of the technique. Thus, the present work has the objective of evaluating the behavior of thermoplastic polymers under large deformation using DIC. Given the high cost of commercial DIC systems, a simple arrangement and procedure for the acquisition and analysis of the digital images was developed. In order to predict the mechanical behavior and to better understand the mechanisms of deformation involved, several constitutive models were also tested.

[pt] Os termoplásticos representam a grande maioria dos polímeros empregados hoje em dia e a grande vantagem de sua aplicação é que podem ser reaquecidos e moldados repetidamente. Com a crise do petróleo em 1973, os custos para transformar o petróleo em materiais plásticos se tornaram mais atrativos do que transformá-lo em materiais mais tradicionais. Com isso, os investimentos nas indústrias de transformação cresceram, ao mesmo tempo que a preocupação com o meio ambiente. Devido a facilidade de reprocessar esses materiais a temperaturas moderadas, muitas empresas passaram a reutilizar seus resíduos dentro de seus próprios processos. Neste escopo, esse trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mecânico do polietileno de baixa densidade (PEBD) e de uma mistura física formada por polietileno de baixa densidade (PEAD) e polietileno de alta densidade, com uma proporção de 80/20, ao serem submetidos a diversos ciclos de processamento. Os materiais estudados foram preparados e doados pela Companhia de Canetas Compactor. Para este estudo, o material sofreu dez etapas de injeção/extrusão. A partir de ensaios de tração foram determinadas as tensões e cargas máximas suportadas, calculando-se em seguida o módulo de elasticidade, alongamento e tenacidade de cada material. A adição do PEAD é responsável por aumentar a resistência e a dureza do material. Do ponto de vista prático, o material reprocessado não apresentou mudanças significativas de performance. Análises por infravermelho mostraram que não há degradação por oxidação ao longo do processo de reciclagem. / [en] Thermoplastics are the most used polymers nowadays on account of being easily reprocessable with high temperatures. During the oil crisis in 1973 the costs of transforming oil into plastic materials became more attractive than turning them into more traditional materials. Furthermore, the investments in transformation industries grew alongside the concern for the environment. Due to the ease of reprocessing these materials a lot of companies started recycling them within their process. In this context, the present study aims to analyze the mechanical behavior of a low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE) blend and pure LDPE after 10 cycles of reprocessing. The polymers were donated by Companhia de Canetas Compactor. The materials suffered up to 10 cycles of injection moulding/extrusion. Tensile tests were made to determine the maximum yield stress and maximum load allowed. Afterwards, calculations were made to determine elongation, Young modulus and toughness. The HDPE addition was responsible to raise the materials yield stress and hardness. From a practical point of view the reprocessing didn t affect significantly the materials performance. FTIR analyses didn t detect oxidation through the process.