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Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T19:01:47Z No. of bitstreams: 1 S0104-14282008000100016.pdf: 828534 bytes, checksum: 525db635043b7bfff682358a704209b2 (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T19:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0104-14282008000100016.pdf: 828534 bytes, checksum: 525db635043b7bfff682358a704209b2 (MD5) Previous issue date: 2008-03-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T20:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-14282008000100016.pdf: 828534 bytes, checksum: 525db635043b7bfff682358a704209b2 (MD5) S0104-14282008000100016.pdf.txt: 28358 bytes, checksum: 18bae6156cfa8002a169abe686aabc16 (MD5) Previous issue date: 2008-03-01 Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-20T13:28:09Z No. of bitstreams: 2 S0104-14282008000100016.pdf: 828534 bytes, checksum: 525db635043b7bfff682358a704209b2 (MD5) S0104-14282008000100016.pdf.txt: 28358 bytes, checksum: 18bae6156cfa8002a169abe686aabc16 (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-20T13:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-14282008000100016.pdf: 828534 bytes, checksum: 525db635043b7bfff682358a704209b2 (MD5) S0104-14282008000100016.pdf.txt: 28358 bytes, checksum: 18bae6156cfa8002a169abe686aabc16 (MD5) Previous issue date: 2008-03-01 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Peças em compósito termoplástico PPS/Carbono foram conformadas com o processo de moldagem por compressão a quente utilizando três diferentes ciclos térmicos, que foram avaliados pela análise comparativa do material antes e após o processo de conformação. As caracterizações dos laminados, antes e após a conformação, envolveram inspeção visual, análises por microscopia óptica avaliando a presença de vazios ou delaminações, determinação de cristalinidade pela técnica de DSC e avaliação das propriedades mecânicas em flexão. A análise dos resultados obtidos permite verificar que as peças conformadas não apresentam delaminações e vazios. Porém, no caso em que foi utilizado o molde mais frio (100 °C) verifica-se um decréscimo nas propriedades mecânicas de até 25% e uma diferença significativa do grau de cristalinidade medido na face da peça (13%) para o cerne da mesma (21%). Dado este não observado nas outras condições de processamento avaliadas (moldes a 170 e 210 °C), as quais apresentam graus de cristalinidade nas faces e no centro em torno de 20%. Thermoplastic composite parts were produced by the hot press compression molding process with three different thermal cycles, which were evaluated employing the material comparative analysis, before and after the manufacturing of parts. The properties of laminates and parts were evaluated by visual inspection, presence of voids or delamination by using optical microscopy, degree of crystallinity (DoC) utilizing DSC technique and mechanical properties making use of the flexural test. The results showed no delamination or voids. However, when the coldest mold was used (100 °C), the mechanical properties decreased up to 25% and a significant difference of DoC was observed from the part surfaces in contact with the mold (13%) to its centre (21%). This did not occur with the other processing conditions (molds at 170 and 210 °C), which exhibited DoCs around 20%. ITA Departamento de Engenharia Aeronáutica e Mecânica UNESP Departamento de Materiais e Tecnologia CTA Instituto de Aeronáutica e Espaço Divisão de Materiais UNESP Departamento de Materiais e Tecnologia

Peças em compósito termoplástico PPS/Carbono foram conformadas com o processo de moldagem por compressão a quente utilizando três diferentes ciclos térmicos, que foram avaliados pela análise comparativa do material antes e após o processo de conformação. As caracterizações dos laminados, antes e após a conformação, envolveram inspeção visual, análises por microscopia óptica avaliando a presença de vazios ou delaminações, determinação de cristalinidade pela técnica de DSC e avaliação das propriedades mecânicas em flexão. A análise dos resultados obtidos permite verificar que as peças conformadas não apresentam delaminações e vazios. Porém, no caso em que foi utilizado o molde mais frio (100 °C) verifica-se um decréscimo nas propriedades mecânicas de até 25% e uma diferença significativa do grau de cristalinidade medido na face da peça (13%) para o cerne da mesma (21%). Dado este não observado nas outras condições de processamento avaliadas (moldes a 170 e 210 °C), as quais apresentam graus de cristalinidade nas faces e no centro em torno de 20%. Thermoplastic composite parts were produced by the hot press compression molding process with three different thermal cycles, which were evaluated employing the material comparative analysis, before and after the manufacturing of parts. The properties of laminates and parts were evaluated by visual inspection, presence of voids or delamination by using optical microscopy, degree of crystallinity (DoC) utilizing DSC technique and mechanical properties making use of the flexural test. The results showed no delamination or voids. However, when the coldest mold was used (100 °C), the mechanical properties decreased up to 25% and a significant difference of DoC was observed from the part surfaces in contact with the mold (13%) to its centre (21%). This did not occur with the other processing conditions (molds at 170 and 210 °C), which exhibited DoCs around 20%.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O estudo da biomimética tem despertado grande interesse em vários campos da ciência, como por exemplo em aplicações médicas. Neste trabalho mantas de fibras poliméricas biodegradáveis foram produzidas com propriedades compatíveis com as encontradas em casulos da mariposa Rothschildia sp. Inicialmente, o casulo foi estudado através das técnicas de termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios mecânicos de tração. Os resultados indicaram uma estrutura composta por fibras de fibroína em uma matriz de sericina, além da presença de hidroxiapatita. As mantas foram produzidas a partir de fibras de policaprolactona (PCL) e poli(ácido lático) (PLA), que apresentam estrutura química semelhante a fibroína, com a adição de hidroxiapatita (HA). A técnica de Solution Blow Spinning (SBS), ou fiação por sopro em solução, foi utilizada para a produção das fibras poliméricas com uma matriz multibicos e um coletor giratório. Após o processo de fiação, as mantas foram prensadas a quente, com temperatura de processamento e quantidade de camadas variando em cinco grupos, para formar uma matriz de PCL e produzir uma estrutura equivalente a do casulo. As mantas também foram caracterizadas por DSC, FTIR, MEV e ensaios mecânicos de tração. A composição química das mantas de PCL e PLA foi equivalente a encontrada no casulo, bem como a morfologia fibrosa resultante do processamento por SBS. As imagens de MEV confirmaram a formação de uma fase matriz de PCL que une as fibras de PLA após o processo de prensagem. A resistência mecânica a tração das mantas variou de acordo com a quantidade de camadas e temperatura de processamento utilizada. Os melhores resultados foram obtidos para mantas com seis camadas de PCL e PLA com HA, processadas em prensa à quente em temperatura de 90 °C, por 30 min. Apesar da resistência mecânica das mantas produzidas terem sido menores que a do casulo, os resultados indicaram que este material apresenta potencial para ser utilizado em meio biológico. There has been great interest in the study of biomimetics for several fields of science, such as medical applications. In this work, biodegradable polymeric fiber mats were produced with properties compatible with those found in cocoons of the moth Rothschildia sp. Initially, the cocoon was studied using techniques of thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and mechanical tensile tests. The results indicated a structure composed of fibroin fibers in a sericin matrix, in addition to hydroxyapatite. The mats were produced from polycaprolactone (PCL) and poly (lactic acid) (PLA) fibers, which have a chemical structure comparable to fibroin, with the addition of hydroxyapatite (HA). Solution Blow Spinning (SBS) technique was used to produce the polymeric fibers with a multinozzle matrix and a rotating collector. After the spinning process, the mats were hot pressed, with processing temperature and number of layers varying in five groups, to form a PCL matrix and produce a structure equivalent to that of the cocoon. The mats were also characterized by DSC, FTIR, SEM and mechanical tensile tests. The chemical composition of the PCL and PLA mats were equivalent to that found in the cocoon, as well as fibrous morphology resulting from the SBS processing. SEM images confirmed the formation of a PCL matrix phase that binds the PLA fibers after the hot press processing. Tensile strength of the mats varied according to the number of layers and processing temperature used. The best results were obtained for mats with six layers of PCL and PLA with the addition of HA, processed in a hot press at 90 ° C, for 30 min. Although the strength of the mats produced were lower than that of the cocoon, the results indicated that this material has a potential to be used in biological media.

Visando diminuir o impacto ambiental causado por resíduos sólidos, aproveitar melhor os recursos naturais utilizados e considerando o fator econômico envolvido, torna-se cada vez mais importante a busca por alternativas para o reaproveitamento de resíduos gerados nos processos industriais. A região do Vale dos Sinos no Rio Grande do Sul é um grande polo industrial calçadista, gerando grandes volumes de resíduos sólidos compósito por diversos tipos de materiais, incluindo retalhos de tecidos de algodão e poliéster, laminados sintéticos de poliuretano, aparas de borracha, EVA, retalhos de couro, entre outros. Esta dissertação tem como objetivo desenvolver um material compósito para palmilha de montagem utilizando resíduos de tecido de poliéster gerados no processo de fabricação de calçados. Como matriz foi utilizada a resina de poliacetato de vinila (PVAc). A metodologia utilizada envolveu moagem em moinho de facas dos resíduos de tecido de poliéster, elaboração das formulações, deságue, moldagem, secagem e prensagem em hot-press. Foram realizadas avaliações adicionando 5%, 10% 15% ou 20% de resíduos de tecido de poliéster nas formulações, cujos resultados foram comparados aos obtidos para uma formulação padrão sem adição de resíduos. As amostras foram caracterizadas em ensaios físico-químicos (teor de umidade, densidade aparente, crescimento/encolhimento a 35ºC), mecânicos (quebra, tração e rasgo seco e úmido) e por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos indicam a viabilidade técnica da reutilização dos resíduos de tecido de PES, uma vez que as amostras PES 5% e PES 10% geraram resultados satisfatórios em todas as análises físico-químicas e ensaios mecânicos realizados. No ensaio de resistência à tração as amostras PES 5% e PES 10% resultaram em 9,99 e 9,09 MPa, respectivamente, sendo o valor mínimo aceitável de 5 MPa. No teste de resistência ao rasgo seco as amostras PES 5% e PES 10% apresentaram valores de 1,13 e 1,07 N/mm, respectivamente, para este teste a especificação mínima é de 1,0 N/mm. Estas amostras apresentaram os maiores valores de resistência mecânica, justificados pela menor tendência de formar aglomerados de resíduos no material durante as etapas de moldagem e compactação do material. Estas amostras atenderam as especificações estabelecidas de placas para palmilhas de montagem comparadas a materiais comerciais comumente utilizados para este fim. In order to reduce environmental impact caused by solid waste, make better use of the natural resources used and considering the economic factor, the search for alternatives to reuse the waste from industrial processes becomes increasingly important. The Vale dos Sinos region in Rio Grande do Sul is a big footwear industrial center which generates large volumes of solid waste composite by various kinds of materials, including cotton and polyester fabric waste, synthetic polyurethane laminates, rubber shavings, EVA, leather waste, among others. This study has the objective to develop a composite material for shoe insole using polyester fabric waste from shoes manufacturing processes. The resin used was polyvinyl acetate (PVAc). The methodology used involved grinding the polyester fabric waste in a knife mill, elaborating formulations, water draining, casting, drying and hot-press pressing. Tests were carried out by adding 5%, 10%, 15% or 20% of polyester fabric waste in the formulations, and the results were compared to those obtained from a standard formulation without the addition of waste. The samples were characterized in physical-chemical tests (moisture, density, growth/shrinkageat 35ºC), mechanical (breaking, tensile strength and dry and wet tear) and by scanning electron microscopy. The results obtained indicate the technical viability of reusing PES fabric waste, since the PES 5% and PES 10% samples had satisfactory results in all physical-chemical analyzes and mechanical tests which were carried out. With the tensile strength test the PES 5% and PES 10% samples resulted in 9,99 and 9,09 MPa, respectively, the minimum acceptablevalue being 5 MPa. With the dry tear resistance test the PES 5% and PES 10% samples showedvalues of 1,13 e 1,07 N/mm, respectively, and for this test the minimum specification is 1,0 N/mm. These samples showed the highest mechanical resistance values, because there was a lower tendency to form waste clusters in the material during the casting and compacting the material stages. These samples comply with the specifications for shoe insoles compared to other materials commonly used for this purpose.

No presente estudo o empenamento de peças de polietileno linear de baixa densidade (PELBD) moldadas por rotomoldagem foi investigado. O efeito de diferentes fatores como espessura da peça, taxa de resfriamento e diâmetro de tubo de ventilação foi avaliado. Além dos experimentos de rotomoldagem, uma técnica alternativa denominada "Hot Press" foi também aplicada para investigar o empenamento de dois diferentes PELBD sob condições típicas da rotomoldagem quanto ao resfriamento assimétrico. Cristalinidade e morfologia esferulítica ao longo da espessura das peças rotomoldadas foram avaliadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Ótica de Luz Polarizada. Verificou-se que o grau de empenamento aumenta com a taxa de resfriamento. O aumento do diâmetro do tubo de ventilação é mais efetivo na redução do empenamento principalmente em menores taxas de resfriamento. Nos experimentos de "Hot Press" o PELBD com menor índice de fluidez e maior módulo de flexão apresentou menor empenamento. Nos experimentos de "Hot Press" a espessura das peças afetou o empenamento somente para maiores taxas de resfriamento. Em geral, a cristalinidade e o tamanho de esferulitos se mostraram menores nas posições ao longo da espessura das peças rotomodadas onde as taxas de resfriamento eram mais rápidas. In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect from different processing factors such as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, referred to as "Hot Press", was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. The crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with increasing cooling rate. The increase in diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts, especially for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. The part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the cross section of the rotationally molded part where the cooling rate is faster.

In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect from different processing factors such as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, referred to as "Hot Press", was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. The crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with increasing cooling rate. The increase in diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts, especially for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. The part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the cross section of the rotationally molded part where the cooling rate is faster.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Boni Comisso.pdf: 10111078 bytes, checksum: 8216bf27a8a3e1b801b4d8d101212fd8 (MD5) Previous issue date: 2011-10-03 In the present study the warpage of rotationally molded parts of a linear low density polyethylene (LLDPE) was investigated. The effect of different processing factors as part thickness, cooling condition and diameter of the venting tube was evaluated. In addition to the rotational molding experiments, an alternative experimental technique, denominated “Hot Press”, was also applied to investigate the warpage of two different grades of LLDPE under typical rotational molding conditions, which means slow cooling from only one side. Crystallinity and spherulitic morphology along the thickness of the rotationally molded parts were studied by Differential Scanning Calorimetry and Polarized Light Optical Microscopy. It is shown that the warpage increases with the increase of the cooling rate. Increase of diameter of the venting tube is more effective in reducing the warpage of rotationally molded parts mainly for lower cooling rates. In hot press experiments the grade of LLDPE with lower melt flow index and higher flexural strength presented lower warpage. Part thickness affects the warpage in hot press experiments only for faster cooling rates. In general, crystallinity and spherulitic diameter are lower in positions along the rotationally molded part thickness where the cooling rate is faster. No presente estudo o empenamento de peças de polietileno linear de baixa densidade (PELBD) moldadas por rotomoldagem foi investigado. O efeito de diferentes fatores como espessura da peça, taxa de resfriamento e diâmetro de tubo de ventilação foi avaliado. Em adição aos experimentos de rotomoldagem, uma técnica alternativa denominada “Hot Press” foi também aplicada para investigar o empenamento de dois diferentes PELBD sob condições típicas da rotomoldagem quanto ao resfriamento assimétrico. Cristalinidade e morfologia esferulítica ao longo da espessura das peças rotomoldadas foram avaliadas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Ótica de Luz Polarizada. Verificou-se que o grau de empenamento aumenta com o aumento da taxa de resfriamento. O aumento do diâmetro do tubo de ventilação é mais efetivo na redução do empenamento principalmente em menores taxas de resfriamento. Nos experimentos de “Hot Press” o PELBD com menor índice de fluidez e maior módulo de flexão apresentou menor empenamento. Nos experimentos de “Hot Press” a espessura das peças afetou o empenamento somente para taxas de resfriamento mais rápidas. Em geral, a cristalinidade e o tamanho de esferulitos se mostraram menores nas posições ao longo da espessura das peças rotomodadas onde as taxas de resfriamento eram mais rápidas.

Este estudo investiga a otimização da resistência ao cisalhamento no plano de juntas de sobreposição co-curadas do compósito termoplástico unidirecional auto-reforçado de polietileno de baixa densidade reciclado reforçado por fibras de polietileno de ultra alto peso molecular através da relação desta resistência com os parâmetros processuais de prensagem a quente para a conformação da junta (pressão, temperatura, tempo e comprimento). A matriz teve sua estrutura química analisada para verificar potenciais degradações devidas à sua origem de reciclagem. Matriz e reforço foram caracterizados termicamente para definir a janela de temperatura de processamento de junta a ser estudada. A elaboração das condições de cura dos corpos de prova foi feita de acordo com a metodologia de Projeto de Experimento de Superfície de Resposta e a relação entre a resistência ao cisalhamento das juntas e os respectivos parâmetros de cura foi obtida através de equação de regressão gerada pelo método dos Mínimos Quadrados Ordinários. A caracterização mecânica em tração do material foi analisada micro e macromecanicamente. A análise química da matriz não demonstrou a presença de grupos carboxílicos que evidenciassem degradação por ramificações de cadeia e reticulação advindos da reciclagem do material. As metodologias de ensaio propostas demonstraram ser eficazes, podendo servir como base para a constituição de normas técnicas. Demonstrou-se que é possível obter juntas com resistência ótima ao cisalhamento de 6,88 MPa quando processadas a 1 bar, 115°C, 5 min e com 12 mm. A análise da fratura revelou que a ruptura por cisalhamento das juntas foi precedida por múltiplas fissuras longitudinais induzidas por sucessivos debondings, tanto dentro quanto fora da junta, devido à tensão transversal acumulada na mesma, proporcional a seu comprimento. A temperatura demonstrou ser o parâmetro de processamento mais relevante para a performance da junta, a qual é pouco afetada por variações na pressão e tempo de cura., This study investigates the optimization of in-plane shear strength of co-cured overlap joints of unidirectional self-reinforced thermoplastic composite tapes made with recycled low-density polyethylene and reinforced by ultra-high molecular weight polyethylene through the relationship of this resistance with the hot-press processing parameters for the conformation of the joint (pressure, temperature, time and length). The matrix had its chemical structure analyzed to check for potential degradation due to its recycled origin. Matrix and reinforcement were thermally characterized to define the joint processing temperature window to be studied. The elaboration of the curing conditions of the specimens was done according to the Design of Experiment approach of Response Surface methodology, and the relationship between the shear strength of the joints and the respective cure parameters was obtained through a regression equation generated by the method of Ordinary Least Squares. The tensile characterization of the material was also conducted both micro and macromechanically. The chemical analysis of the matrix did not demonstrate the presence of carboxylic groups that could account for degradation by chain-scission and cross-linking resultant from the recycling of the material. The proposed test methodologies have proven to be effective and may serve in the future as a basis for the constitution of new technical standards. It has been shown that it is possible to obtain joints with optimum in-plane shear strength of 6.88 MPa when processed at 1 bar, 115°C, 5 min and 12 mm. The fracture analysis revealed that the shear rupture of the joints was preceded by multiple longitudinal cracks induced by successive debondings, both inside and outside the joint, due to the accumulated transverse tension, proportional to its length. Temperature proved to be the most relevant processing parameter for the performance of the joint, which is little affected by variations in pressure and curing time.

Sensores baseados em compósitos termoplásticos com partículas cerâmicas que associem propriedades de sensoriamento, facilidade de processamento, adequadas propriedades mecânicas e boa flexibilidade são alvo de muitas pesquisas. Os estudos que visam à elaboração de filmes flexíveis de materiais compósitos baseados em ionômeros poliméricos-PZT, com frações volumétricas menores que 10% v/v PZT, para sensoriamento de danos em estruturas aeronáuticas são pouco explorados. Nestes estudos, preparou-se filmes de compósitos à base de copolímero EMAA(Na+) e de terpolímero EMAABA(Zn2+) com espessuras entre 50 e 100 μm. Foram utilizadas diferentes frações volumétricas de micropartículas cerâmicas de PZT nos compósitos SNaPZTx e SZnPZTx, sendo x iguais a 1, 3, 5 e 7% v/v de PZT. Dispersou-se o PZT na matriz por extrusão em equipamento com dupla rosca cônica e moldou-se os filmes por compressão a quente. Os filmes de matriz polimérica sem o PZT (SNa0 e SZn0) e seus respectivos compósitos (SNaPZTx e SZnPZTx) foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e tração mecânica. Avaliou-se, por espectroscopia de impedância, a polarização dos filmes usando campo elétrico em banho de óleo de silicone com posterior determinação do coeficiente de carga piezoelétrico (d33). Por espectroscopia de impedância, avaliou-se também as tendências da constante dielétrica (ε) e da condutividade elétrica nos filmes. Apresentou-se também testes para uma avaliação qualitativa da capacidade de sensoriamento dos filmes de compósitos. As melhores dispersões de PZT foram para as frações volumétricas de 3 e 5% para ambas matrizes termoplásticas. As análises térmicas (DSC e TG), os ensaios por DMTA e tração mecânica revelaram que as propriedades térmicas, mecânicas e termomecânicas não foram prejudicadas com a adição do material cerâmico. Mesmo sem polarização foi possível determinar sinais de propriedades elétricas, sendo os filmes compósitos SNaPZT1, SNaPZT3 e SZnPZT7 os que melhor responderam. Uma vez que não houve prejuízos nas diferentes propriedades avaliadas dos filmes de compósitos e com base nos resultados qualitativos dos testes para avaliar a capacidade de sensoriamento, conclui-se que é viável a aplicação dos filmes para monitoramento de danos estruturais. Piezoeletric sensors are based on thermoplastic composites with ceramic particles, which has sensor properties, easy processing, adequate mechanical properties and good flexibility have been researched. The studies that goal to produce flexible films of composite materials based on ionomers-PZT, and volume fractions lower than 10% v/v PZT, in order to monitor damage in aeronautical structures are low investigated. In the present study, it was obtained composite films based on EMAA(Na+) copolymer and EMAABA(Zn2+) terpolymer with thickness of 50-100 μm. It was used different volume fractions of PZT ceramic microparticles of SNaPZTx e SZnPZTx composites, where x is equal to 1, 3, 5 and 7% v/v of PZT. It was dispersed the PZT in the matrix via extrusion by using an equipment with double conic screws. After, the extruded was molded by using a hot press in order to obtain the flexible film. The films of polymer matrix without PZT (SNa0 and SZn0) and their respective composites (SNaPZTx and SZnPZTx) were characterized by X-ray diffraction (DRX), differential scanning calorimetric (DSC), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and mechanical tensile test. By using impedance microscopy, it was evaluated the piezoelectric coefficient (d33) of polarized films via electrical filed in silicon oil bath. By using impedance spectroscopy, it was also analyzed the tendency of the dielectric constant (ε) and the electrical conductivity of the films. Better dispersions of the PZT were found for volume fractions of 3 and 5% considering both thermoplastic matrixes. The thermal analysis (DSC and TG), and the DMTA results, as well as tensile tests showed that the thermal, mechanical and thermomechanical properties were not harmed with the addition of ceramic material. Even without polarization, it was possible to determine electrical signals (and properties), and SNaPZT1, SNaPZT3 e SZnPZT7 composites showed better responses. Considering that there were not harm effects for different properties of the composite films and based on the qualitative results of the test to evaluate the sensing capacity, it is possible to conclude that is feasible to apply the films for monitoring damage in structures.

Orientador: Prof. Dr. Setsuo Iwakiri Coorientadoras: Prof. Dra. Rosilani Trianoski e Prof. Dra. Polliana D 'angelo Rios Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 05/06/2020 Inclui referências: p. 130-140 Área de concentração: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais Resumo: Esta pesquisa teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes composições de camadas, tipos de partículas e da modificação térmica em painéis Aglo/OSB. O plano experimental foi constituído de duas fases: a primeira consistiu no estudo de diferentes composições de camadas e tipos de partículas; e a segunda fase compreendeu o estudo dos efeitos da modificação térmica. Para a realização da primeira fase experimental, foram produzidos painéis mistos Aglo/OSB utilizando partículas de Eucalyptus badjensis e Pinus spp., com as composições de camadas sliver/strand/sliver nas proporções de 10%/80%/10%, 15%/70%/15% e 20%/60%/20%, além de painéis testemunhas de aglomerado e OSB. Para a realização da segunda fase experimental, foi escolhida a composição que apresentou os melhores resultados na primeira fase (10%/80%/10% de Eucalyptus badjensis) e após a climatização dos painéis, foi aplicada a modificação térmica em 2 tempos de exposição (10 minutos e 12 minutos) e 3 temperaturas (180°C, 200°C e 220°C). As propriedades de absorção de água e inchamento em espessura, após 2 e 24 horas de imersão, módulo de elasticidade à flexão estática, módulo de ruptura à flexão estática e tração perpendicular à superfície foram avaliadas conforme os procedimentos recomendados pelas normas EN 323 (EUROPEAN STANDARD, 1993), EN 317 (EUROPEAN STANDARD, 2002), EN 319 (EUROPEAN STANDARD, 2002) e EN 310 (EUROPEAN STANDARD, 2002), respectivamente. Os resultados obtidos demonstraram que os painéis Aglo/OSB apresentam potencial de uso para fins estruturais com cargas limitadas. A composição 10%/80%/10% apresentou os melhores resultados, com médias estatisticamente semelhantes ou superiores às demais composições em todas as propriedades físicas e mecânicas. A madeira de Eucalyptus badjensis, bem como sua aplicação em conjunto com a madeira de Pinus spp., indicaram potencial para produção de painéis Aglo/OSB. Em relação à modificação térmica, os painéis submetidos aos diferentes tempos de exposição (10 minutos e 12 minutos) foram estatiscamente semelhantes entre si e apresentaram valores médios estatisticamente inferiores aos testemunhas nas propriedades de absorção de água e inchamento em espessura, após 2 e 24 horas de imersão. O aumento na temperatura de modificação térmica melhorou a estabilidade dimensional dos painéis, especialmente para absorção de água e inchamento em espessura após 24 horas de imersão. A modificação térmica nas temperaturas e tempos de exposição utilizados não influenciou as propriedades mecânicas dos painéis Aglo/OSB. Palavras-chave: Sliver. Strand. Tratamento térmico. Temperatura. Tempo. Abstract: The objective of this research was to evaluate the effects of different layer compositions, types of particles and thermal modification in Particleboard/OSB panels. The experimental plan consisted of two experimental phases: the first consisted of the study of different layer compositions and types of particles. The second phase included the study of the effects of thermal modification. For the first phase, were produced Particleboard/OSB panels using wood of Eucalyptus badjensis and Pinus spp., with compositions of sliver/strand/sliver layers in the proportions of 10%/80%/10%, 15%/70%/15% and 20%/60%/20%, in addition were peoduced, control panels of particleboard and OSB. For the second experimental phase, corresponding to the effects of thermal modification, the composition that presented the best results in the first phase (10%/80%%/10 of Eucalyptus badjensis) was chosen. Thus, after air conditioning, the panels were sent to a hot press using three temperatures (180°C, 200°C and 220°C) and two exposure times (10 minutes and 12 minutes). The properties of water absorption and thickness swelling after 2 and 24 hours of immersion, modulus of elasticity, modulus of rupture and internal bond of the panels were evaluated according to the procedures recommended by EN 323 (EUROPEAN STANDARD, 1993) (2002), EN 317 (EUROPEAN STANDARD, 2002), EN 319 (EUROPEAN STANDARD, 2002) and EN 310 (EUROPEAN STANDARD, 2002), respectively. The results obtained showed that the Partileboard/OSB panels have potential for use for structural purposes. The composition 10%/80%/10% showed the best results, with averages values statistically similar or superior to the other compositions in all physical and mechanical properties. Eucalyptus badjensis wood, as well as its application in conjunction with Pinus spp. wood indicated potential for the production of Particleboard/ OSB panels. Regarding the thermal modification, the panels submitted to different exposure times (10 min and 12 min) were statistically similar to each other and presented average values statistically inferior to the controls in the water absorption and thickness swelling properties, after 2 and 24 hours of immersion. The increase in temperature of thermal modification improved the dimensional stability of the panels, especially for water absorption and thickness swelling after 24 hours of immersion. The thermal modification in the temperatures and exposure times used did not influence the mechanical properties of the Particleboard/ OSB panels. K eyw ords: Sliver. Strands. Thermal treatment. Temperature. Time

Este estudo investiga a otimização da resistência ao cisalhamento no plano de juntas de sobreposição co-curadas de fitas de compósito termoplástico unidirecionais autoreforçadas feitas com polietileno de baixa densidade (PEBD) reciclado e reforçadas por fibras de polietileno de ultra alto peso molecular (PEUAPM) através da relação desta resistência com os parâmetros processuais de prensagem a quente para a conformação da junta (pressão, temperatura, tempo e comprimento). A matriz teve sua estrutura química analisada para verificar potenciais degradações devidas à sua origem de reciclagem. Matriz e reforço foram caracterizados termicamente para definir a janela de temperatura de processamento de junta a ser estudada, condizente com o intervalo entre as temperaturas de fusão dos materiais (Tf). Com base nestes experimentos, em uma extensa revisão da literatura e em conformações preliminares, os espectros dos parâmetros processuais a serem estudados de temperatura (90, 100, 110, 120 e 130ºC), pressão (1, 2, 3, 4 e 5 bar), tempo (1, 2, 3, 4 e 5 min) e comprimento de junta (12, 24, 36, 48 e 60 mm) foram definidos reunindo condições de cura intermediárias aos extremos nos quais as juntas podiam se formar sem que fossem degradadas estruturalmente durante sua cura. A elaboração das condições de cura dos corpos de prova foi feita de acordo com a metodologia de Projeto de Experimento de Superfície de Resposta de modo a gerar resultados estatisticamente significativos através de um número viável de experimentos, e a relação entre a resistência ao cisalhamento das juntas e os respectivos parâmetros de cura foi obtida através de equação de regressão gerada pelo método dos Mínimos Quadrados Ordinários, e otimizada através do método estatístico de Previsão de Múltiplas Respostas. Os mecanismos de fratura das juntas foram investigados. Devido ao caráter inovador do compósito estudado, a caracterização mecânica em tração do material também foi analisada, tanto micro quanto macromecanicamente. Devido às respectivas ineficiência e inexistência de normas técnicas para os ensaios de tração e de cisalhamento no plano de juntas co-curadas, metodologias de ensaio foram desenvolvidas. A análise química da matriz não demonstrou a presença de grupos carboxílicos que evidenciassem degradação por ramificações de cadeia e reticulação advindos da reciclagem do material, o que foi correspondido por sua caracterização mecânica revelando propriedades em tração iguais às do material virgem. As metodologias de ensaio propostas demonstraram ser eficazes, podendo servir futuramente como base para a constituição de novas normas de técnicas. Foi demonstrado que é possível obter juntas com resistência ótima ao cisalhamento de 6,88 MPa quando processadas a 1 bar, 115°C, 5 min e com 12 mm. A análise da fratura revelou que a ruptura por cisalhamento das juntas foi precedida por múltiplas fissuras longitudinais induzidas por sucessivos debondings, tanto dentro quanto fora da junta, devido à tensão transversal acumulada na mesma, proporcional a seu comprimento. A temperatura demonstrou ser o parâmetro de processamento mais relevante para a performance da junta, a qual é pouco afetada por variações na pressão e tempo de cura. O compósito de PEUAPM/PEBD se mostrou um material estrutural interessante a ser amplamente aplicado na indústria, com propriedades mecânicas específicas elevadas (em casos, maiores que as de carbono/epóxi), possibilidade de dano progressivo de juntas co-curadas (evitando falhas catastróficas repentinas) que podem ter uma resistência ao cisalhamento tão alta quanto aproximadamente 70% da resistência à tração da matriz, e reciclabilidade final. This study investigates the optimization of in-plane shear strength of co-cured overlap joints of unidirectional self-reinforced thermoplastic composite tapes made with recycled low density polyethylene (LDPE) and reinforced by ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) through the relationship of this resistance with the hot-press processing parameters for the conformation of the joint (pressure, temperature, time and length). The matrix had its chemical structure analyzed to check for potential degradation due to its recycled origin. Matrix and reinforcement were thermally characterized to define the joint processing temperature window to be studied, consistent with the interval between the melting temperatures of the materials. Based on these experiments, on an extensive literature review and on preliminary conformations, the spectra of the process parameters to be studied for temperature (90, 100, 110, 120 and 130ºC), pressure (1, 2, 3, 4 and 5 bar ), time (1, 2, 3, 4 and 5 min) and joint length (12, 24, 36, 48 and 60 mm) were defined considering intermediate curing conditions between the extremes at which the joints were able to be formed but without being structurally degraded during curing. The elaboration of the curing conditions of the specimens was done according to the Design of Experiment approach of Response Surface methodology in order to generate statistically significant results through a viable number of experiments, and the relationship between the shear strength of the joints and the respective cure parameters was obtained through a regression equation generated by the method of Ordinary Least Squares, and optimized through the statistical method of Multiple Response Prediction. The fracture mechanisms of the joints were investigated. Due to the respective inefficiency and inexistence of technical standards for tensile and in-plane shear tests for co-cured joints, new test methodologies were developed. The chemical analysis of the matrix did not demonstrate the presence of carboxylic groups that could account for degradation by chain-scission and cross-linking resultant from the recycling of the material, which was matched by its mechanical characterization showing tensile properties equal to those of the virgin material. The proposed test methodologies have proven to be effective and may serve in the future as a basis for the constitution of new technical standards. It has been shown that it is possible to obtain joints with optimum in-plane shear strength of 6.88 MPa when processed at 1 bar, 115 ° C, 5 min and 12 mm. The fracture analysis revealed that the shear rupture of the joints was preceded by multiple longitudinal cracks induced by successive debondings, both inside and outside the joint, due to the accumulated transverse tension, proportional to its length. Temperature proved to be the most relevant processing parameter for the performance of the joint, which is little affected by variations in pressure and curing time. The UHMWPE/LDPE composite proved to be an interesting structural material to be widely applied in industry, with high specific mechanical properties (in cases, greater than those of carbon/epoxy), possibility of progressive damage of co-cured joints (avoiding catastrophic failures) that can have a shear strength as high as approximately 70% of the matrix tensile strength, and ultimate final recyclability.

Um conjunto de painéis de fibras de alta densidade, colados com uma resina de melamina/ureia-formaldeído, foi submetido a operações de prensagem a quente, de modo a estudar a influência desta operação nas propriedades do substrato. Usou-se uma prensa de pratos, a uma pressão que permitisse um contacto firme entre os painéis e os pratos da prensa. Foi desenvolvido um plano experimental para três temperaturas diferentes de 95, 180 e 210 º C e dois tempos de prensagem, de 22 e 35 segundos, para cada uma delas. Os painéis foram fabricados com fibras de pinho (Pinus pinaster) a uma densidade média de 930 kg/m3 e espessura média de 6,7 mm De acordo com os resultados obtidos, as operações de pós-fabrico dos painéis de alta densidade resultaram numa ligeira melhoria do módulo de elasticidade, da tensão de rotura à flexão estática e da resistência interna dos painéis usados como substrato. Observou-se também uma ligeira diminuição da humidade de equilíbrio e espessura dos painéis, bem como um aumento da densidade e do inchamento, com o aumento da temperatura e tempo de prensagem. ct A series of high density fiberboard (HDF) panels, bonded with melamine/urea-formaldehyde (MUF), were exposed to a post manufacture hot pressing at various temperatures and pressing durations using a hot press and just enough pressure to ensure firm contact between the panel and the press platens. The experimental plan was developed for three different temperatures of 95, 180 and 210ºC and two different pressing times, of 22 and 35 seconds. The panels were made with pine fibers (pinus pinaster) at a target density of 930 kg/m3 and target thickness of 6.7 mm. The results indicated that the pos-manufacture hot-pressing of the exterior HDF panels resulted in a slightly improvement of the modulus of elasticity (MOE), bending strength and internal bonding (IB) of the panels used as substrates. A reduction in moisture content and thickness as well as an increase in density and thickness swelling was also noticed with an increase in the temperature and pressing time info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A celulose é o polímero natural renovável disponível em maior abundância atualmente. Por possuir estrutura semicristalina, é possível extrair seus domínios cristalinos através de procedimentos que ataquem sua fase amorfa, como a hidrólise ácida, obtendo-se assim partículas cristalinas chamadas nanopartículas de celulose (NCs). Estas nanopartículas têm atraído enorme interesse científico, uma vez que possuem propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade e resistência à tração, semelhantes a várias cargas inorgânicas utilizadas na fabricação de compósitos. Além disso, possuem dimensões nanométricas, o que contribui para menor adição de carga à matriz polimérica, já que possuem maior área de superfície, quando comparadas às cargas micrométricas. Nanocompósitos formados pela adição destas cargas em matrizes poliméricas podem apresentar propriedades comerciais atraentes, como barreira a gases, melhores propriedades térmicas e baixa densidade, quando comparados aos compósitos tradicionais. Como se trata de uma carga com dimensões nanométricas, obtida de fontes renováveis, uma das principais áreas de interesse para aplicação deste reforço é em biopolímeros biodegradáveis. O poli(ácido lático) (PLA), é um exemplo de biopolímero com propriedades mecânicas, térmicas e de processamento superiores a de outros biopolímeros comerciais. No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de celulose (NCs), por meio de hidrólise ácida, utilizando-se três métodos distintos, com o objetivo de estudar o método mais eficiente para a obtenção de NCs adequadas à aplicação em compósitos de PLA. Os Métodos I e II empregam extração das NCs por meio do H2SO4, diferenciando-se apenas pela neutralização, a qual envolve diálise ou neutralização com NaHCO3, respectivamente. No Método III a extração das NCs foi realizada com H3PO4. As NCs foram caracterizadas por diferentes técnicas, como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados de caracterização das NCs indicaram que, a partir de todos os métodos utilizados, há formação de nanocristais de celulose (NCCs), entretanto, apenas os NCCs obtidos pelos Métodos II e III apresentaram estabilidade térmica suficiente para serem empregados em compósitos preparados por adição da carga no polímero em estado fundido. A incorporação das NCs em matriz de PLA foi realizada em câmara de mistura, com posterior moldagem por prensagem a quente. Compósitos obtidos por adição de NCs obtidas pelo Método II foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica, microscopia óptica, análises reológicas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição de NCs, extraídas pelo Método II, em matriz de PLA afetou o processo de cristalização do polímero, o qual apresentou maior grau de cristalinidade. Além disso, a adição de 3% em massa de NCs no PLA foi suficiente para alterar seu comportamento reológico. Os resultados reológicos indicaram que a morfologia do compósito é, predominantemente, composta por uma dispersão homogênea e fina da carga na fase matriz. Micrografias obtidas por MEV corroboram os resultados reológicos, mostrando, predominantemente a presença de partículas de NC em escala nanométrica. Compósitos de PLA com NCs obtidas pelo Método III apresentaram aglomerados de partículas de NC em escala micro e milimétrica, ao longo da fase matriz, e não foram extensivamente caracterizados. Cellulose is the renewable natural polymer currently available in greatest abundance. Cellulose is a semicrystalline polymer, and it is possible to extract its crystalline domains through a procedure that destroys its amorphous phase, such as acid etching, so obtaining crystalline cellulose particles called cellulose nanoparticles (NC). These nanoparticles have attracted great scientific interest because they have mechanical properties similar to those of many inorganic types of filler used in polymer matrix composites, like elastic modulus and tensile strength. Moreover, they have nanometric dimensions, which contribute to lower filler contents in the polymer matrix, due to its increased surface area when compared to the one of micrometric fillers. Nanocomposites formed by adding these fillers into polymeric matrices can present attractive commercial properties such as gas barrier, improved thermal properties, and low density, when compared to traditional composites. As NC are nanometric scale fillers, obtained from renewable sources, there is a great interest in their application into biodegradable biopolymer matrixes. Poly (lactic acid), PLA, is an example of biopolymer that presents improved thermal, mechanical and processing properties, when compared to the ones of other commercial biopolymers. In this work, cellulose nanoparticles (NC) were obtained, via acid hydrolysis, using three different methods, in order to study the most efficient method to obtain NC suitable to be used in polymer matrix composites. NC obtention methods I and II employ extraction by H2SO4. Methods I and II differ only in the neutralization step, which involves dialysis, for Method I, and neutralization with NaHCO3, for Method II. In Method III, the extraction of the NCs was performed using H3PO4. The NC were characterized by different techniques such as X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), infrared absorption spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). The characterization results indicated that all methods yielded cellulose nanocrystals. However, only NC obtained by methods II and III showed sufficient thermal stability to be used in composites prepared by melt mixing. The NC/PLA composites were prepared in a mixing chamber, followed by hot press molding. The composites with addition of NC obtained by Method II were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), TG, optical microscopy, rheological analysis and scanning electron microscopy (SEM). The cellulose nanoparticles extracted by Method II affected the crystallization process of the PLA. The composite presented a higher degree of crystallinity than the pure matrix. Furthermore, the addition of 3 wt% of the NC in PLA was enough to change its rheological behavior. The rheological results indicated that the morphology is predominantly composed by a fine and homogeneous dispersion of the filler in the matrix. The SEM micrographs corroborate the rheological data, showing, predominantly, NC particles in nanometric scale. Composites with NC obtained by Method III presented micro and milimetric scale clusters of NC particles in the matrix phase and were not extensively characterized.

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.

Este trabalho descreve dois novos aprimoramentos dos processos para a produção dos eletretos termo-formados, cuja tecnologia é prioritariamente voltada para sensores piezelétricos. Estes sensores constituem-se de dois filmes de Teflon FEP unidos, contendo entre suas interfaces microbolhas com as superfícies superior e inferior carregadas eletricamente com polaridades opostas, formando grandes dipolos. Esta estrutura permite a alteração dos momentos de dipolo quando solicitada mecânica e eletricamente - o que confere a estrutura uma excelente atividade piezelétrica, com coeficientes piezelétricos atingindo valores superiores a 300 pC/N. No estágio atual, o processo para produção desses sensores é artesanal e produz, geralmente, amostras com deformações em suas bolhas. Contudo, os novos aprimoramentos, aqui apresentados, suprem as deficiências aludidas e possibilitam um maior controle da distribuição, altura e diâmetro das bolhas de ar. Os aprimoramentos do processo foram denominados laminação a quente e adesivo a frio. Basicamente, estes dois processos consistem em quatro etapas: a moldagem do filme de uma das camadas do sensor; a colagem das duas camadas de filmes de sensor; a metalização das superfícies do sensor e o carregamento elétrico, sendo a colagem o ponto crucial e diferente nos dois processos. Ressalta-se que suas principais contribuições relativas aos processos existentes foram a moldagem prévia do filme de uma das camadas e esses novos processos de colagem. Assim, estes aprimoramentos têm permitido um melhor controle das dimensões das bolhas e facilitado sobremaneira sua implementação em escala industrial. Desta forma, vislumbra-se um aumento significativo de aplicações comerciais desses sensores, a exemplo dos sensores de presença, teclados finos, balanças dinâmicas e sensores de pressão. Também como contribuição deste trabalho, coloca-se a implementação do sistema de medidas do coeficiente piezelétrico. This work describes two improvements on the production of piezoelectric sensors, which are based on thermo-formed electrets technology. These sensors which were previously prepared by fusing and molding two Teflon FEP films into bubbles structures in a hot-press system, presented piezoelectric coefficients over 300 pC/N after properly electrical charging. However, this production system still presents many technical challenges, most of them concerning the bubble formation. With the improvements, called hot lamination and cold adhesive, a much better control of the distribution, height and diameter of the air bubbles could be obtained. These improvements process can be described into four main stages: the molding of one film; the sticking process of the two films; the metallization of their surfaces followed by electric charging. The sticking processes and the previous molding of the film are crucial and the great contribution of this work. With these contributions not only better sensor could be made but it also facilitated the industrial scale implementation of the sensors. Another expressive contribution of this work was the development of a system to measure the piezoelectric coefficient.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-18Bitstream added on 2014-06-13T19:32:47Z : No. of bitstreams: 1 langiano_sc_me_ilha.pdf: 1075895 bytes, checksum: 6aecb8eb1c35867aeb342403eda112d5 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Atualmente um dos principais objetivos nas pesquisas de polímeros condutores é a produção de blendas poliméricas, que combinam as propriedades de processamento dos polímeros convencionais com as características elétricas do polímero condutor. Neste trabalho, blendas de poli (fluoreto de vinilideno) com polianilina - PVDF/PANI, em diferentes composições, foram preparadas pela polimerização química do monômero anilina em solução de PVDF dissolvido em N,N-dimetilformamida-DMF. Filmes flexíveis e homogêneos das blendas foram obtidos por prensagem a quente a uma temperatura de 180oC e 30 MPa de pressão e caracterizados por ensaios térmicos (TGA, DSC e DMA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de Raios X e ensaios de tensão-deformação. As análises de DMA mostraram que a presença da PANI na blenda não alterou a temperatura da transição vítrea do PVDF (-40oC), e que a PANI provocou um aumento no módulo de armazenamento das blendas para temperaturas acima da transição vítrea devido à presença das cadeias rígidas da polianilina. Análises termogravimétricas mostraram que as blendas são termicamente estáveis até uma temperatura de 300oC, com perda de massa de 5%. Estudos por difratometria de raios X e calorimetria diferencial de varredura mostraram que a fase cristalina do PVDF foi preservada nas blendas. Observou-se também que o dopante (HCl) promoveu a formação de PANI semicristalina. Os resultados obtidos por MEV mostraram que o PVDF apresentou uma estrutura esferulítica, que também foi conferida para a blenda PVDF/PANI desdopada e com pequena quantidade de PANI. Ensaios de tensão-deformação mostraram que a presença do polímero condutor diminuiu a deformação na ruptura das blendas em relação ao PVDF puro e ocasionou um aumento na resistência... One of the main current objectives in the researches of conducting polymer is the production of blends, which combine the processing properties of common polymers with the conductivity of conducting polymers. In this work, blends made of poly(vinylidene fluoride) and polyaniline - PVDF/PANI, in different compositions, were prepared by chemical polymerization of the aniline monomer in PVDF/dimetylformamide (DMF) solution. Flexible and homogeneous films of the blends were obtained using a hot press at 180oC under an applied pressure of the 30MPa and characterized by thermal analysis (TGA, DSC e DMA), scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffractometry and mechanical properties (stress-strain). The DMA analysis showed that the presence of PANI in the blend did not change the glass transition temperature (Tg) of PVDF and that PANI provokes an increase in the storage modulus of the blends for temperatures above of the Tg due to the presence of the rigid chains of the conducting polymer. The thermal gravimetric analysis indicated that the blends are thermally stable until temperature of 300oC, with 5% mass loss. Studies for X-rays diffraction and differential scanning calorimetry showed that the crystalline phase of PVDF was preserved in the blends. Furthermore, the dopant (HCl) had promoted the formation of semi-crystalline PANI. The results obtained by MEV showed that the PVDF presented a spherulites structure that was also observed for blend PVDF/PANI undoped with small amount of PANI. Stressstrain tests indicated that the incorporation of conducting polymer decrease the elongation at break point of the blends in relation to pure PVDF and it caused an increase in the tensile strenght and in the Young s modulus. It was verified that in spite of... (Complete abstract click electronic access below)

Compósitos ambientalmente corretos, fabricados a partir de resíduos industriais, estão sendo cada vez mais valorizados tanto como solução para a crescente quantidade de lixo gerada pela sociedade, mas também como uma alternativa mais barata para substituir materiais convencionais, sobretudo à base de madeira, usados em construção civil e mobiliário. No presente trabalho, investigam-se as propriedades de compósitos obtidos com tecidos de sacos de aniagem usados, reforçando matriz de resíduos de polietileno. Placas destes compósitos com até 40% em peso de tecido de juta, retirado dos sacos de aniagem, foram obtidas por moldagem a quente juntamente com partículas de polietileno. Os resultados obtidos mostraram, até 30% de tecido, um expressivo aumento da resistência mecânica dos compósitos em função da fração em peso de tecido de juta. Uma análise de custo/benefício revelou grande potencial para estes compósitos como substitutos de alguns produtos convencionais. Environmentally correct composites fabricated from industrial wastes are being increasingly appraised both as a solution for the great amount of garbage generated by our society as well as a cheaper alternative for conventional materials, mainly those used in civil construction and furniture. In the present work, the properties of composites fabricated from used sackcloth fabric, made of jute fibers, as reinforcement for a polyethylene waste matrix, were investigated. Composite plates with up to 40 wt.% of jute fabric were obtained by hot press molding together with polyethylene particles. The results showed an expressive increase in the composite mechanical strength as a function of the weight percent of jute fabric up to 30%. A cost/benefit analysis displayed a great potential for these composites to replace some commonly used products.

O Copolímero de Etileno e Acetato de Vinila (EVA) possui vasta aplicação na indústria calçadista, sendo utilizado na confecção de solados e entressolas principalmente por moldagem por compressão. Durante a moldagem, o composto de EVA expande de modo não controlado, o que pode acarretar variação de propriedades. O controle e a otimização da expansão percentual pela adição de componentes específicos na formulação podem resultar em artefatos de EVA com melhores propriedades. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de resinas hidrocarbônicas na preparação de compostos de EVA bem como nas propriedades do EVA microcelular. Os compostos de EVA foram preparados em cilindro de rolos a 85°C e as placas de EVA expandidas foram obtidas em uma prensa de laboratório a 170°C sob 90 Kgf/cm2 durante 10 min. Os compostos de EVA foram avaliados em equipamento de RPA e reômetro de torque (Haake) para se verificar o efeito da resina hidrocarbônica na processabilidade do material. Os compostos de EVA e as placas de EVA microcelular foram analisados por Termogravimetria (TGA) para avaliação da estabilidade térmica e por calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) para avaliação da fusão e cristalização do EVA. A morfologia do EVA microcelular foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e as imagens obtidas foram analisadas através de um software para se determinar o tamanho médio e distribuição de tamanho das células. As placas de EVA microcelular foram avaliadas quanto à densidade, dureza, resiliência de impacto, deformação permanente a compressão, expansão e contração percentual. Observou-se que a resina hidrocarbônica favorece significativamente a incorporação e preparação do composto no Cilindro de Rolos e que a adição e o aumento do teor da resina na formulação de EVA diminuem o torque e a energia necessários para a processabilidade dos compostos. O uso da resina hidrocarbônica na formulação levou a um maior percentual de expansão dos compostos de EVA e um aumento do tamanho médio das células do EVA microcelular, com conseqüente diminuição da densidade. Verificou-se que contração das placas de EVA microcelular após a expansão a 170°C está associada em parte à cristalização do EVA a qual foi influenciada pela resina hidrocarbônica. EVA foam has been used in many industrial applications such as soles, midsoles and pads in the shoe industry. During the manufacturing process, the foam expands in a somehow uncontrolled way, leading to material waste and an increase in part cost. It would be of interest if this expansion could be predicted and optimized, based on the formulation and/or on the hot press process parameters. The aim of this work was to evaluate how the addition of hydrocarbon resins affects the properties of ethylene vinyl acetate (EVA) foams, specially expansion degree and morphology. The EVA compounds were prepared in a roll mill at 85°C and after that the compounds were hot pressed at 170°C under 90 kgf/cm2 for 10 minutes. The processability of the EVA compounds was evaluated with a RPA and a torque rheometer (Haake) equipament. The produced EVA foams and compounds were analyzed by TGA and DSC for thermal stability evaluation and EVA melting and crystallization behavior. The EVA foam morphology was evaluated by taking SEM images and analyzing them with the aid of an commercial software for determination of cell size distribution. The density, hardness, impact resilience, compression set, expansion and shrinkage percentage of the EVA foam were also evaluated. It was observed that the hydrocarbon resins significantly favor additives incorporation and EVA compound preparation, decreasing the torque and energy required for processing. The hydrocarbon resin increased the expansion degree and the average cell size decreasing the foam density. It was verified that the EVA foam shrinkage is related to the EVA crystallization which in turn depend on the hydrocarbon resin content.

O policloreto de vinila (PVC) é comercialmente utilizado em diversas aplicações, destacando-se os filmes flexíveis. Para a fabricação destes compostos de PVC, utilizam-se vários tipos de aditivos, tais como plastificantes, estabilizantes térmicos, lubrificantes, retardantes de chama e outros. No presente trabalho foram produzidos compostos de PVC a partir de uma formulação referencial, variando-se a concentração de pigmento, carga, modificador de impacto e plastificantes. A preparação das amostras foi feita através de uma misturadeira intensiva (Mecanoplast), calandra de 2 rolos e prensa, obtendo-se placas flexíveis de 1 mm de espessura. Os resultados das análises térmicas (DMA e TGA) mostraram que o uso e a quantidade de plastificantes foram os principais fatores que influenciaram as propriedades de mudança de fase (Tg) e estabilidade térmica do material. As análises das propriedades mecânicas (resistência à tração e alongamento) mostraram que estas propriedades foram influenciadas pelas proporções de cargas, modificador de impacto e plastificantes na composição. As medidas elétricas (rigidez dielétrica) não foram afetadas pela variação da adição de materiais nas amostras analisadas Poly(vinyl chloride) (PVC) is commercially used in several applications, especially in flexible films. Aiming the production of products, PVC can be filled with a variety of additives, like plasticizers, thermal stabilizers, lubricants, flame-retardants and others. In this work PVC compounds were produced based on a known formulation, using different weight ratios for pigment, filler, impact modifier and plasticizers. Samples were prepared through intensive mixing using two rolls calendrer followed by a hot press to form films with 1 mm thickness. Thermal analysis results (DMA and TGA) showed that plasticizers are the most important factors that influenced the material properties such as phase behavior (Tg) and thermal stability. Mechanical properties analysis (breaking strength and elongation) were influenced by fillers, impact modifier and plasticizers proportions used in the composition. Electrical properties (dielectric breakdown strength) were not affected by different weight ratios in the analyzed samples