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Orientador: Simonides Consani Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: O efeito de reforços de fibra de vidro tem sido pesquisado, com o objetivo de melhorar as propriedades ffsicas de compostos resinosos. A elaboração de compostos fotopolimerizáveis à base de Bis-GMA, com grandes porcentagens de partículas inorgânicas deu origem aos Cerômeros. Estes materiais podem ser utilizados em restaurações indiretas posteriores, devido às propriedades de resistência à abrasão, assim como, em restaurações estéticas devido à translucidez. Da união destas duas tecnologias surgiram sistemas que aliam as propriedades dos Cerômeros, à alta resistência à flexão dos compósitos reforçados por fibras. Estes novos materiais são utilizados para confeccionar coroas e prótese parciais fixas anteriores e posteriores. O objetivo deste estudo foi verificar a resistência à flexão do sistema TargisNectris (lvoclar, Schaan, FL). Corpos de prova foram construidos em forma de barras híbridas, contendo subestrutura de compósito reforçado por fibras Vectris, e revestimento de composto particulado (Cerômero) Targis, com as seguintes dimensões: 6x5x30mm. Um ensaio de três pontos foi conduzido em uma máquina EMIC DL 500 MF e uma carga compressiva foi aplicada no centro das amostras,com espaço de 20mm entre os pontos de apoio. Um computador foi utilizado para calibrar as medições, programado para interromper o carregamento mecânico, quando ocorrer a fratura inicial (colapso de 10%). Após o ensaio, os corpos-de-prova foram cortados, metalizados e examinados com microscopia eletrônica de varredura. Os valores médios obtidos para os resultados das medidas de força de fratura foram de 963N e para medida de força por área de 197 MPa. A microscopia eletrônica de varredura revelou a existência de espaços vazios no interior do compósito reforçado por fibras (Vectris) e do Cerômero (Targis). Fraturas estavam presentes em ambos os compostos Abstract: The effect of reinforcements of glass fiber has been researched, with the objective of improving the physical properties of composed resinous. The elaboration of light-cured compositions to the base of Bis-GMA, with great percentages of inorganic particles, originates the ceromer. These materials can be used for posterior indirect restorations, due to the resistance properties to the abrasion, as well as for aesthetic restorations due to the translucence. By the union of these two technologies systems that ally the properties of the ceromer to the high flexure strength of the fibers reinforced composites. These new materials are used to make crowns and anterior and posterior fixed bridges. The objective of this study went verify to flexure strength of the system TargisNectris (Ivoclar, Schaan, FL). Samples were built in form of hybrid bars, contends sub-structure of fibers reinforced composites Vectris and coating of particulate composite (ceromer) Targis, with the following dimensions: 6x5x30mm. A three-point test was driving by a machine EMIC and a compressive load it was applied in the center of the samples, with span length of 20mm. A computer was used to gauge the mensurations, programmed to interrupt the compression loading, when it happens the initial fracture (collapse of 10%). After the rehearsal, it body-of-proves them they were. cut, prepared metallographically and examined with scanning electronic microscopy. The mean values obtained for the results of the measures of fracture force were of 963 N and for measure of force for area of 197 MPa. The scanning electronic microscopy revealed the existence of void spaces inside the composite reinforced by fibers (Vectris) and of the ceromer (Targis). Unes of fractures were present in both composites Mestrado Mestre em Materiais Dentários

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Julio Roberto Bartoli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Uma aplicação importante do poli (tereftalato de etileno) - PET - pós consumo a ser considerada e ainda pouco explorada diz respeito ao seu reaproveitamento em outros setores diferentes, tais como o de compósitos de fibra de vidro com matriz polimérica, para aplicações diversas na área de engenharia. Desde modo, se fez necessário um estudo sistemático de compósitos de PET reciclado, reforçado com fibra de vidro, no sentido de explorar as melhores condições de processamento e aditivação destes materiais, a fim de se obter materiais com bom desempenho termo-mecânico. Neste trabalho, foi enfocado o desenvolvimento e a caracterização termo-mecânica de compostos de PET reciclado (padrão) e de compósitos de PET reciclado com fibra de vidro pica_ processados em diferentes condições de extrusão e na presença de antioxidante. A fração em peso de fibra de vidro utilizada no compósito foi de 30% e do antioxidante (0,5%), sendo o mesmo processado em um extrusora dupla rosca. Para tanto, foram usadas diversas técnicas de análise bem conhecidas, e indispensáveis, tais como: Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Análise Termogravimétrica (TOA), Temperatura de Deflexão Térmica, medidas de viscosidade intrínseca (VI) e de índice de fluidez (MFI) da resina PET reciclada antes e após etapas de processamentos; e ensaios de tração dos compósitos a base de PET. Um planejamento experimental das condições de processamento por extrusão (velocidade da rosca e torque) foi feito para se obter as melhores propriedades termo-mecânicas versus condições de processamento. Uma alta redução na relação de aspecto da fibra de vidro foi encontrada nos compósitos de PET reciclado depois da extrusão. A propriedade mecânica (Módulo de Young) dos compósitos de PET reciclado aumentou depois da adição da fibra de vidro no PET reciclado Abstract: An important application of post-consumer poly(ethylene terephtalate) - PET - to be considered, and still not well explored, i5 its re-use in other different sectors, such as the obtaintion of PET composites reinforced with fibre glass, for several applications in the engineering area. In this way, it is necessary a systematic study of several recycled PET composites reinforced with fibre glass to explore the bes1 processing conditions and additivation to get materials with good performance. In this work, i1 was focused the development and thermo-mechanical characterization of recycled PET composites reinforced with fibre glass and processed at different extrusion conditions. The glass fibre and antioxidant weight fractions in composite were 30 wt % and 0,5 wt %, respectively. Several techniques of analysis well known of these composites were used such as: Differential Scaning Calorimetry (DSC), Termogravimetric analysis (TOA), Deflection Temperature, Measurements of intrinsic viscosity (VI) and melt flow index of recycled resin PET before and after the processing in a twin screw extruder and tensile versus strain evaluation. A Factorial Experimental Design of the processing conditions during extrusion (screw speed and torque) was done to get the best thermo-mechanical properties versus processing conditions. A very high reduction in the aspect ratio of the fibre glass was found in the recycled PET composites after the extrusion. Mechanical properties as Young' s Modulus increased after the addition of fibre glass in recycled PET matrix Mestrado Ciência e Tecnologia de Materiais Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Rosa Cristina Cecche Lintz, Marco Antonio Carnio Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia Resumo: O concreto possui propriedades estruturais desejáveis como a resistência à compressão elevada, a rigidez e a durabilidade, mas, ao mesmo tempo, apresenta algumas limitações, como a baixa capacidade de deformação e a rápida propagação de fissuras quando submetido a esforços de tração. A utilização de fibras como material de reforço é uma alternativa para minimizar as limitações deste material. O objetivo deste estudo é avaliar o comportamento mecânico do Concreto Reforçado com Fibras de Vidro (CRFV) e verificar a viabilidade da aplicação do CRFV em peças de pavimento intertravado. A escolha do traço foi feita levando-se em consideração a norma brasileira que estabelece para pavimentos com tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha resistência característica à compressão mínima de 35 MPa e para pavimentos com tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir efeitos de abrasão acentuados resistência característica à compressão mínima de 50 MPa. A análise dos resultados obtidos permite concluir que a adição de fibras ao concreto proporciona aumento na resistência à tração na flexão e a resistência residual pós-fissuração aumenta com o teor crescente de fibras de vidro na mistura. Verificou-se também um aumento na resistência à compressão das peças de pavimento intertravado moldadas com o concreto reforçado com fibra de vidro possibilitando a aplicação deste traço em pavimentos com tráfego de veículos especiais, de acordo com os limites estabelecidos pela norma brasileira Abstract: The concrete has desirable structural properties such as high compressive strength, stiffness and durability, but at the same time it has some limitations such as low deformability and rapid crack propagation when subjected to tensile stresses. The use of fibers as reinforcement material for the concrete is an alternative to minimize the limitations of this material. The objective of this report is to evaluate the mechanical behavior of glass fiber reinforced concrete (GFRC) and verify the viability of the application of GFRC in interlocked floor blocks. The choice of recipe was made assuming the Brazilian Standard establishes floor with pedestrian traffic, light vehicles and line commercial vehicles minimum characteristic compressive strength of 35 MPa and special vehicle traffic floors and requests can produce marked effects of abrasion minimum characteristic compressive strength of 50 MPa. The analysis of the results shows that the addition of concrete to the fibers provides increased flexural tensile strength and residual flexural tensile strength post-cracking increases with increasing content glass fibers in the mixture. It was also verified an increase in the compressive strength of interlocked floor blocks made with glass fiber reinforced concrete making it possible the application of these recipe in the floors with special vehicle traffic, in accordance with the limits set by the Brazilian Standard Mestrado Ciência dos Materiais Mestra em Tecnologia

O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades de um compósito experimental reforçado por fibra de vidro (CRF), variando o tipo de silano e o tratamento térmico realizado nas fibras de vidro. Dois fatores de estudo foram avaliados: tipo de silano em três níveis, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane (ACPS), 3- methacryloyloxypropyltrhimethoxysilane contendo n-hexano e isopropilamina para hidrólise alcalina (MPSiso) e 3- methacryloyloxypropyltrhimethoxysilane contendo ácido acético para a hidrolise ácida (MPSeth), e a submissão ou não das fibras silanizadas em tratamento térmico em dois níveis, à 120ºC (HT) e em temperatura ambiente (RT). As amostras foram divididas seis grupos experimentais: ACPS-HT; ACPS-RT, MPSiso-HT, MPSiso-RT, MPSeth-HT e MPSeth-RT. Amostras de resina experimental, composta por 30% (em peso) de fibras de vidro curtas (3mm); 22,5% (em peso) de resina a base de metacrilato e 47,5 % (em peso) de partículas de carga de silicato de bário foram confeccionadas. Para avaliação das propriedades mecânicas da resina, seis metodologias foram realizadas; resistência à tração diametral (n=10), resistência flexural de três pontos (n=10), grau de conversão (n=5), sorção e solubilidade (n=5) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises estatísticas dos resultados foram feitos a partir da análise de variância (ANOVA two-way e three-way) e para comparação entre os grupos o teste de Tukey (α=0,05). Os resultados mostraram que para a resistência à tração diametral, o grupo que utilizou o silano ACPS e o tratamento térmico HT apresentou melhor valor em comparação aos demais grupos (p0,05). O grau de conversão foi superior para o silano ACPS juntamente com o tratamento térmico, 24 horas após da fotoativação (p0,001) e o grupo RT apresentou melhores resultados do que o HT (p 0.05). FTIR showed the ACPS silane systems present high values than others systems and HT present statistical difference with RT (p0.05) and RT showed more satisfactory values than HT (p

Nanocomposites based on epoxy and a mixture of clays and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were produced by casting, and also molded by RTM using glass fibers as reinforcement, yielding a hybrid multi-scale micro/nanocomposite material. Two types of montmorillonite clays were used, natural (MMT-Na) and organophilic (MMT-30B). Higher viscosity was obtained for the mixture with MMT-30B and it was observed that this clay did not perform as well as the MMT-Na in helping the dispersion of the carbon nanotubes (CNT). The glass transition temperature (T g ) of the nanocomposites increased in up to 6 °C with the addition of MWCNT and up to 10 °C with the addition of MMT-30B, differently from the MMT-Na which did not alter the T g of the material. By transmission electron microscopy, it was verified that more homogeneous dispersions and more intercalated structures were obtained with the MMT-30B than with the MMT-Na. Finally, the low clay content used and, especially, the very low MWCNT content, did not significantly alter the studied flexural properties.

This work is focused on the development and evaluation of manufacturing methods to produce short fibers hybrid mats. Different methods were developed, including: aqueous and fluidized bed. Composites were molded to help evaluating the produced mats. The analysis showed that composites manufactured by the fluidized bed method presented the best mechanical properties.

A eficiência de reforçamento de termoplásticos com fibras de vidro (FV) curtas depende da preservação do comprimento médio da FV (Ln) durante o processamento e da otimização das interações na interface fibra-polímero. Investigamos neste trabalho, a influência das variáveis materiais e de processamento (viscosidade, temperatura, rotação e configuração da rosca) numa extrusora dupla-rosca e das interações interfaciais com agente de acoplagem (aminosilano) e compatibilizante interfacial (PP-g-MAH) nas propriedades mecânicas de compósitos de polipropileno (PP) com 30% em peso de FV. As variáveis que contribuíram para a preservação do Ln da FV na extrusora foram aquelas que permitiram a menor viscosidade da matriz na zona de mistura da FV na extrusora, enquanto aumento na rotação e perfil de cisalhamento mais intenso da rosca, apesar de reduzirem o Ln da FV, contribuíram para maior molhamento/adesão interfacial da FV pela matriz, resultando em superior resistência à tração (smáx) e inferior resistência ao impacto Izod (RI) dos compósitos. O uso de PP-g-MAH resultou em aumentos substanciais na smáx e RI do compósito, em função do compatibilizante interfacial influir positivamente tanto na preservação do Ln da FV como na melhoria da adesão interfacial fibra-polímero, confirmada por análise morfológica MEV de superfícies crio-fraturadas. The efficiency of mechanical reinforcement in glass fibre-reinforced thermoplastics (GFRTP) depends, amongst other factors, on glass-fibre attrition during its processing and also on the degree of polymer-fibre interfacial interactions. In this work, the influence of material and processing parameters (matrix polymer viscosity, temperature profile, screw rpm and configuration) in a corotating twin-screw extruder and of the fibre-matrix interfacial interactions (PP-g-MAH as interfacial compatibilizer), were investigated to determine the mechanical properties of polypropylene (PP) composites with 30% glass-fibre (GF) sized with an aminosilane. The main processing parameters contributing to reduced attrition of GF were those that allowed lower polymer melt viscosity in the mixing/kneading zone of GF in the extruder, whilst increase in screw-rpm and higher shearing screw-profile, in spite of reducing the GF length, both contributed towards higher fibre wetting and interfacial adhesion, and thus resulting in improved tensile strength (TS) and lower Izod impact strength (IIS) of the composite. The use of PP-g-MAH compatibilizer contributed towards substantial increases in GF length and interfacial adhesion; thereby resulting in significant improvements in both TS and IIS of the composite.

Mestrado em Engenharia Mecânica Os materiais compósitos são cada vez mais utilizados em aplicações estruturais, devido às elevadas relações rigidez/peso específico e resistência/peso específico. Apesar disso, o projecto baseia-se ainda em coeficientes de segurança elevados, o que penaliza os custos dos produtos finais. O conhecimento mais profundo do comportamento mecânico dos materiais através de ensaios é fundamental para promover projectos mais eficientes. Neste trabalho pretendeu-se caracterizar as propriedades mecânicas principais de compósitos fibra de vidro/poliéster e fibra de vidro/epóxido representativos dos que têm aplicações navais. Os laminados foram obtidos por moldação manual, que ainda é um dos processos de fabrico mais usados. Realizaram-se vários tipos de ensaios mecânicos em provetes retirados desses laminados: ensaios de tracção, compressão, fiexão e corte. Em certos casos em que os laminados tinham um reforço híbrido unidireccional - manta, verificaram-se modos de ruptura indesejados nos ensaios. Todavia, os resultados experimentais obtidos mostraram, em geral, baixas dispersões estatísticas e boa concordância de propriedades medidas em diferentes tipos de ensaios. De salientar que se desenvolveu e implementou um novo método de ensaio à compressão, tendo em vista evitar a ruptura prematura dos provetes por encurvadura ou junto às zonas de transmissão de carga. Os resultados obtidos com esta nova abordagem revelaram-se muito positivos. ABSTRACT: Composite materials are increasingly used in structural applications, due to high stifiness/specific weight and strength/specific weight relations. Nevertheless, the project is still in high safety factors, which penalizes the cost of final products. A deeper knowledge of the mechanical behaviour of materials through testing is primarily to promote projects more eficient. This work was to characterize the major mechanical properties of composite glass fibre/polyester and glass fibre/epoxy representative of those that have marine applications. The laminates were obtained by casting manual, which is still one of the manufacturing processes used most. There were several types of mechanical tests on specimens of laminates; tensile tests, compression, fiexural and shear. In some cases where they had rolled a hybrid unidirectional reinforcement - mat, there were ways to break unwanted tests. However, the experimental results showed, in general, low dispersion statistics and good agreement of properties measured in diferent types of tests. Importantly, were developed and implemented a new test method for compression in order to avoid premature rupture of the samples by buckling or adjacent to areas of load transfer. The results obtained with this new approach proved to be very positive.