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Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_JulyanaFerroFragoso.pdf: 2308279 bytes, checksum: 4da0c7bd193c2f4e6831d7acb2d3af62 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_JulyanaFerroFragoso.pdf: 2308279 bytes, checksum: 4da0c7bd193c2f4e6831d7acb2d3af62 (MD5) Previous issue date: 2019-07-11 The problem of polymeric materials disposal has been made worrying due to the high decomposition time of these materials. Recycling of polymers is an important factor, since discarded materials may be returned return to the market in new forms and with different applications. This work aims to evaluate the linear low density metallocene polyethylene (mPELDB) samples crystallization process, submitted to multiple extrusions and exposure to ultraviolet radiation. Two types of mPELBD were used: the conventional one, presenting only short branches and the "easy to process", which has short and long branches. The multiple extrusions process is a known method used to simulate the reprocessing of polymeric materials, evaluating the impact of thermo mechanical degradation on material. Exposure to ultraviolet radiation has the aims to simulate the material exposure to the weather, and thus, to evaluate the decomposition degree of material post consumption. The evaluations were performed through crystallization kinetics study of virgin polyethylene, multiprocessed and exposed to UV radiation. Polyethylene is a material widely used in flexible packaging, where weldability is an considered an important property. The polyethylene solidification in the weld is strongly dependent on crystallization behavior, so the focus of this work was to evaluate the long branches effect on the kinetics of isothermal and nonisothermal crystallization in polyethylene samples treated by capable simulating processes of primary and secondary recycling. This study was performed by Exploratory Differential Calorimetry (DSC). In isothermal crystallization kinetics the samples are subjected to various heating processes, followed by rapid cooling and isotherms of 109°C, 107°C, 105°C and 103°C. These results are analyzed based on Avrami's Theory. In non-isothermal crystallization kinetic the samples are heated at a given temperature, kept for 5 minutes and cooled at rates of 2.5; 5; 7.5 and 10°C/min. The modified Ozawa Theory by the Jeziorny Model and the Mo Theory are used for non-isothermal crystallization kinetics analysis. O problema de descarte de materiais poliméricos tem se tornado preocupante devido ao elevado tempo de decomposição desses materiais. A reciclagem de polímeros é um fator importante, uma vez que materiais descartados podem retornar ao mercado sob novas formas e com diversas aplicações. Este trabalho tem como objetivo avaliar o processo de cristalização de amostras de polietileno metalocênico linear de baixa densidade (mPELDB), submetidos a múltiplas extrusões e exposição à radiação ultravioleta. Foram empregados dois tipos de mPELBD: o convencional, apresentando apenas ramificações curtas e o de fácil processamento , que possui ramificações curtas e longas. O processo de múltiplas extrusões é um método utilizado para simular o reprocessamento de materiais poliméricos, avaliando o impacto da degradação termo mecânica no material. A exposição à radiação ultravioleta tem como objetivo simular a exposição do material às intempéries e, desta forma, avaliar o grau de decomposição do material pós-consumo. As avaliações foram realizadas através do estudo da cinética de cristalização do polietileno virgem, multiprocessado e exposto à radiação UV. O polietileno é um material amplamente empregado em embalagens flexíveis, onde a soldabilidade é considerada uma propriedade importante. A solidificação do polietileno na solda é fortemente dependente do comportamento de cristalização, portanto o enfoque deste trabalho foi avaliar o efeito das ramificações longas na cinética de cristalização, isotérmica e não isotérmica, nas amostras de polietileno tratadas por processos capazes de simular as reciclagens primária e secundária. Este estudo foi realizado por Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). Na cinética de cristalização isotérmica as amostras são submetidas a diversos processos de aquecimento, seguidos de um rápido resfriamento e isotermas de 109°C, 107°C, 105°C e 103°C. Os resultados são analisados com base na Teoria de Avrami. Na cinética de cristalização não isotérmica as amostras são aquecidas a uma dada temperatura, mantidas por 5 minutos e resfriadas a taxas de 2,5; 5; 7,5 e 10°C/min. A Teoria de Ozawa modificada pelo modelo de Jeziorny e a Teoria de Mo, são utilizadas para análise da cinética de cristalização não isotérmica. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:29:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_CarinaDosSantosFernandes.pdf: 2448664 bytes, checksum: 98631c833a9b8dfc254148af14388f9e (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_CarinaDosSantosFernandes.pdf: 2448664 bytes, checksum: 98631c833a9b8dfc254148af14388f9e (MD5) Previous issue date: 2019-02-07 Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Polyamide 11 is a polymer widely used for coating slip interfaces to protect against friction wear, since it has a good combination of chemical, thermal and mechanical properties. The automotive industry uses parts coated with melted polyamide in the form of a continuous coating. This work evaluates the viability of the primary recycling of waste from the machining of polyamide 11 used as a coating, in the form of mixtures with the virgin polymer, in the proportions of 100/0, 85/15 and 75/25 virgin and recycled PA11, respectively. The methods of characterization of virgin and recycled samples and their combinations are based on thermal analyzes (thermogravimetric and differential scanning calorimetry), hardness, roughness and adhesion analysis, as well as tribological wear analyzes. The isothermal and non-isothermal crystallization kinetics of the virgin and recycled polyamide 11 indicated that the crystallization rate of the recycled material is higher than the virgin material. Melting and degradation temperatures were maintained for both materials. The uniformity and adhesion of the coating were satisfactory, keeping in line with the parameters required for the automotive application. The technique of analysis of the infrared absorption region (FTIR) showed that there was no damage to the polymer binding. The tribological analysis showed a different behavior for the two antagonist body roughness s employed. The incorporation of recycled material decreased wear and maintained the coefficient of friction. The primary recycling of the polyamide residue 11 is feasible and its use reduces the cost with the raw material and the damages caused by the inadequate disposal of this residue. A poliamida 11 é um polímero largamente utilizado para recobrimento de interfaces de deslizamento visando à proteção contra o desgaste sofrido pelo atrito, uma vez que apresenta uma boa combinação de propriedades químicas, térmicas e mecânicas. A indústria automotiva utiliza peças recobertas com poliamida fundida, na forma de um revestimento contínuo. Este trabalho avalia a viabilidade da reciclagem primária dos resíduos da usinagem da poliamida 11 utilizada como revestimento, na forma de misturas com o polímero virgem, nas proporções de 100/0, 85/15 e 75/25 de PA11 virgem e reciclada, respectivamente. Os métodos de caracterização das amostras virgem e reciclada, e suas combinações são baseados em análises térmicas (termogravimétrica e calorimetria diferencial de varredura), em análises de dureza, rugosidade e aderência, além de análises de desgaste por tribologia. A cinética de cristalização, isotérmica e não isotérmica, da poliamida 11 virgem e reciclada indicou que a taxa de cristalização do material reciclado é maior do que o material virgem. As temperaturas de fusão e degradação foram mantidas para ambos os materiais. A uniformidade e a aderência do revestimento foram satisfatórias, mantendo-se de acordo com os parâmetros exigidos para a aplicação automotiva. A técnica de análise da região de absorção no infravermelho (FTIR) mostrou que não houve danos na ligação do polímero. A análise tribológica mostrou um comportamento diferente para as duas rugosidades de contracorpo empregado. A incorporação do reciclado diminuiu o desgaste e manteve o coeficiente de atrito. A reciclagem primária do resíduo de poliamida 11 é viável e sua utilização reduz o custo com a matériaprima e os danos causados pelo descarte inadequado deste resíduo. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:29:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PedroMartinsRocha.pdf: 3865369 bytes, checksum: ed7a4c925b0e5532b3273d4423c3b6ee (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:29:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PedroMartinsRocha.pdf: 3865369 bytes, checksum: ed7a4c925b0e5532b3273d4423c3b6ee (MD5) Previous issue date: 2019-02-06 Glass-ceramic materials, from the glass powder of windshield, were produced and characterized. Two compositions were studied, the composition of the windshield glass powder itself, Si2O-Na2O-CaO-MgO-Al2O3, and another with 10% niobium pentoxide, Nb2O5, in this system. The powders were characterized by X-ray fluorescence spectrometry and laser scattering particle size distribution to determine the powder particle size of the samples. The parts were sintered at 650 ° C, 700 ° C, 750 ° C and 800 ° C. Each batch of parts was evaluated linear retraction, apparent porosity and scanning electron microscopy, SEM. We also performed X-ray diffraction, X-ray excited photoelectron spectroscopy, XPS; spectroscopy in the infrared region and Raman scattering vibration spectroscopy. The difference in crystalline structures and glass ceramic micrographs were observed with and without addition of 10% Nb2O5. The densification of the pieces remains constant until the temperature of 750 ºC, beginning to decrease after 800 ºC. The addition of niobium oxide favored the formation of the crystalline structures of Isolueshita and Zeolite at 700 ºC. It also showed a higher amount of crystals, with higher sodium content and lower calcium content. This indicates a higher incorporation of the hydroxides of the primary elements (Nb / Si) and (Na / Si), during the heat treatment, allowing the development of crystalline structures inside the glass matrix and consequently typical spectra of more crystalline structures. The Nb2O5 also favored the control of the dimensions in the samples, resulting in a lower variation of values in the linear retraction of the glass-ceramic materials. Materiais vitrocerâmicos, a partir do pó de vidro de para-brisa, foram produzidos e caracterizados. Duas composições foram estudadas, a composição do próprio pó de vidro do para-brisa, Si2O-Na2O-CaO-MgO-Al2O3, e uma outra com adição de 10 % de pentóxido de nióbio, Nb2O5, neste sistema. Os pós foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X e distribuição granulométrica com dispersão a laser para determinar a granulometria do pó das amostras . As peças foram sinterizadas em 650 ºC, 700 ºC, 750 ºC e 800 ºC. Cada lote de peças foi avaliado a retração linear, a porosidade aparente e microscopia eletrônica de varredura, MEV. Também foi realizado difração de raios X, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, XPS; espectroscopia na região do infravermelho e espectroscopia vibracional de espalhamento Raman. A diferença nas estruturas cristalinas e nas micrografias das vitrocerâmicas foram observadas com e sem adição de 10% de Nb2O5. A densificação das peças permanece constante até a temperatura de 750 ºC, começando a diminuir após 800 ºC. A adição do óxido de nióbio favoreceu a formação das estruturas cristalinas de Isolueshita e Zeolita a 700 ºC. Como também mostrou uma maior quantidade de cristais, com maior teor de sódio e menor teor de cálcio. O que indica uma incorporação superior dos hidróxidos dos elementos primários (Nb/Si) e (Na/Si), durante o tratamento térmico, possibilitando o desenvolvimento de estruturas cristalinas no interior da matriz vítrea e consequentemente espectros típicos de estruturas mais cristalinas. O Nb2O5 também favoreceu o controle das dimensões nas amostras, resultando em uma menor variação de valores na retração linear dos materiais vitrocerâmicos. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PlinioDeAssisTavaresNeto.pdf: 3554667 bytes, checksum: ab66616c96589f3ab5ccb82c5102f941 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PlinioDeAssisTavaresNeto.pdf: 3554667 bytes, checksum: ab66616c96589f3ab5ccb82c5102f941 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work proposes a new method for thermal characterization of green roofs, which is based on the analysis of the temperature profiles, through a new approach Thermal Resistance Equivalent. Temperature measurements were performed in two modules with asbestos tiles: one with a green cover and the other with insulating material. In the new method, called Resistance Equivalent Method, layers of insulating material are used, with known thermal conductivity, in order to achieve equivalent temperature profiles for both modules, with and without green cover. Thus, it is possible to obtain the equivalent conductivity coefficient (k) of structural material with the plant. It is worth noting that the literature is lacking as to methods and / or techniques to this end. In the characterization study, the thermal coefficients of the substrates were obtained from the literature, but in the case of plants, there are few methods and / or data thermal properties of these materials. This method is basically to reach an equivalent thermal resistance of green cover with the insulating material of known thermal conductivity ranging, for this, its thickness. In the study it was possible to a flexible structural base (GreenFlex) for the construction of green roofs, which has been patented due to the novelty and originality of the new material [1]. Thermal characterization experiments were done Greenflex the material with the plant genus Commelina, it is possible to obtain equivalent thermal conductivity, specific heat and density, which are respectively equal to: 0.159 W / mK, 2.96 kJ / kgK and 875.3 kg / m³. Neste trabalho foi proposta uma nova metodologia de caracterização térmica de coberturas verdes, a qual se baseia na análise dos perfis de temperatura, através de uma nova abordagem de Resistência Térmica Equivalente. Foram realizadas medições de temperatura em dois módulos com telhas de amianto: um com cobertura verde e outro com material isolante. No novo método, chamado de Método de Resistências Equivalentes, são utilizadas camadas de material isolante, com condutividade térmica conhecida, de forma a se alcançar perfis de temperatura equivalentes para ambos os módulos, com e sem cobertura verde. Com isso, é possível obter o coeficiente de condutividade equivalente (k) do material estrutural com a planta. Vale salientar que a literatura é carente quanto a métodos e/ou técnicas com tal objetivo. No estudo de caracterização, os coeficientes térmicos dos substratos foram obtidos da literatura, porém no caso das plantas, são escassos métodos e/ou dados de propriedades térmicas destes materiais. Este método consiste, basicamente, em chegar numa equivalência da resistência térmica da cobertura verde com o material isolante de condutividade térmica conhecida variando, para isso, a sua espessura. Com o estudo foi possível chegar numa base estrutural flexível (Greenflex) para construção de telhados verdes, a qual foi patenteada devido à novidade e originalidade do novo material [1]. Foram feitos experimentos de caracterização térmica do material Greenflex, com plantas do gênero Commelina, sendo possível obter a condutividade térmica equivalente, o calor específico e a densidade, os quais são, respectivamente, iguais a: 0,159 W/mK, 2,96 kJ/kgK e 875,3 kg/m³. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MatheusPinheiroRaposo.pdf: 5466502 bytes, checksum: cd419fa87da7f67115dc2d26d9d9d1e3 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_MatheusPinheiroRaposo.pdf: 5466502 bytes, checksum: cd419fa87da7f67115dc2d26d9d9d1e3 (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 The high molecular weight polyethylene (PEAPM) is a polymer having desirable characteristics such as: good mechanical properties, low coefficient of friction and selflubricating surface. This combination of properties confers use as orthopedic prostheses, however, when compared to metals their properties are still inferior making it necessary to increase mainly its tensile strength. The most processes can be used for this purpose, this study will be evaluated using gamma radiation to increase the tensile strength of polyethylene. Also reported is the effect of addition of ascorbic acid (vitamin C) and tocopherol (vitamin E) in mechanical and tribological properties of the polyethylene. To achieve this goal we used a planning of factorial experiments 2 ^ 3, with the following input variables: concentration of vitamin E, vitamin C concentration and radiation dose. response variables analyzed were obtained by the following techniques: Gel content testing, dynamic mechanical analysis (DMA - crosslink density), analysis of infrared spectroscopy (FTIR - oxidation index and crosslinking index), tensile test ( modulus, maximum stress, yield stress) analysis tribological (friction coefficient, maximum depth). Schedules demonstrated that PEAPM with addition of 3% vitamin E and radiation dose of 100 kGy showed better tribological, chemical and mechanical properties for use as a biomaterial polymer. O polietileno de alto peso molecular (PEAPM) é um polímero que apresenta características desejáveis como: boas propriedades mecânicas, baixo coeficiente de fricção e superfície auto lubrificante. Esse conjunto de propriedades lhe confere utilizações como próteses ortopédicas, entretanto, quando comparado aos metais suas propriedades ainda são inferiores tornando-se necessário elevar, principalmente, sua resistência à tração. Vários processos podem ser utilizados para esta finalidade, neste trabalho será avaliado a utilização de radiação gama para elevar a resistência à tração do polietileno. Além disso será avaliado o efeito de adição de ácido ascórbico (vitamina C) e de tocoferol (vitamina E) nas propriedades mecânicas e tribológicas deste polietileno. Para alcançar esse objetivo foi utilizado um planejamento de experimentos do tipo fatorial 23, com as seguintes variáveis de entrada: concentração de vitamina E, concentração de vitamina C e dose de radiação. As variáveis de resposta analisadas foram obtidas pelas seguintes técnicas: ensaio de teor de gel, análise dinâmico-mecânica (DMA - densidade de reticulação), análise de espectroscopia de infravermelho (FTIR - índice de oxidação e índice de reticulação), ensaio de tração (módulo de elasticidade, tensão máxima, tensão de escoamento), análise tribológica (coeficiente de atrito, profundidade máxima). Os planejamentos demonstraram que o PEAPM com adição de 3% de vitamina E e dose de radiação de 100 kGy apresentou melhores propriedades tribológicas, químicas e mecânicas para utilização do polímero como biomaterial. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_VictorGuilhermeAmaralSpringer.pdf: 3130650 bytes, checksum: 6e389c129eaefc67ef29944d570fae10 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_VictorGuilhermeAmaralSpringer.pdf: 3130650 bytes, checksum: 6e389c129eaefc67ef29944d570fae10 (MD5) Previous issue date: 2015-10-05 Sliding systems with interface formed by low alloy steels and various polymers are widely used in the automotive industry in torque transmission systems subjected to axial loading. Usually these systems are coupled to steering systems and interact almost directly with the final user of the vehicle. To know the most severe wear conditions which these systems are submitted and attempt to overcome them, the tribological analysis was proposed on tribometer of the pin-on-disk type, on an interface formed by SAE 1020 steel with polyamide 11 in distilled water, 5 wt% aqueous solution of sodium chloride and 184,21 g/l natural sand aqueous solution in accordance with the automotive technical standards VW PV1210: 2010-02 and VW PV2982: 2013-07. The tests were performed at frequencies of 3.0 Hz and 1.5 Hz with a fixed amount of rotation of 10,000 cycles. The corrosion potential on open circuit was monitored throughout the test and the wear rate was calculated. It was highlighted higher friction coefficients, higher wear rates and higher corrosion potential amplitudes in samples assayed in sand solution; with milder values for the samples tested in distilled water and intermediate values for samples tested with sodium chloride solution. Sistemas deslizantes com interface formada com aços baixa liga e polímeros variados são vastamente utilizados na indústria automotiva em sistemas de transmissão de torque submetidas à carregamento axial. Geralmente esses sistemas são acoplados aos sistemas de direção e interagem quase diretamente com o usuário final do veículo. Para conhecer as condições de desgaste mais severas as quais esses sistemas são submetidos e tentar minimiza-las, foi proposta a análise tribológica, em tribômetro do tipo pino-no-disco, da interface aço SAE 1020 com poliamida 11 em água destilada, solução aquosa com 5% em massa de cloreto de sódio e solução aquosa com 184,21 g/l. de areia natural, de acordo com as normas técnicas automotivas VW PV1210:2010-02 e VW PV2982:2013-07. Os ensaios foram realizados em frequências de 3,0 Hz e 1,5 Hz com quantidade fixada em 10.000 ciclos de rotação. O potencial de corrosão em circuito aberto foi monitorado ao longo dos ensaios e a taxa de desgaste foi calculada. Foram evidenciados maiores coeficientes de atrito, maiores taxas de desgaste e maiores amplitudes de potencial de corrosão nas amostras ensaiadas em solução de areia; com valores mais brandos para as amostras ensaiadas em água destilada e valores intermediários para as amostras ensaiadas em solução de cloreto de sódio. more...

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_TadeuAguiarLisboa.pdf: 2806022 bytes, checksum: 387457dca6866f16db4cc6369dc91330 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_TadeuAguiarLisboa.pdf: 2806022 bytes, checksum: 387457dca6866f16db4cc6369dc91330 (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 In this study, a mathematical method was used to classify potential and current records of electrochemical noise tests in zero resistance ammeter (ZRA) configuration. The statistical method of multiple simple variables called Principal Components Analysis (PCA) was applied to identify patterns in these electrochemical noise data. The carbon steel UNS G10200, the austenitic stainless steels UNS S31600 and the super duplex UNS S32750 were tested in the solutions of sulfuric acid (5% H2SO4), ferric chloride (0.1 mol/L FeCl3) and sodium hydroxide (0.1% NaOH). The tests were replicated with eight repetitions to obtain reproducibility of the relatedstatistical aspects. The results showed that the principal components analysis could be used as a tool to analyze electrochemical noise signals, identifying behavior clusters of potential-time, current-time and also identifying the outliers in time domain. Neste trabalho foi utilizado um método matemático para classificar registros de potencial e corrente de ensaios de corrosão na técnica de amperimetria de resistência nula (ZRA). Foi aplicado o método estatístico de múltiplas variáveis simples chamado Análise dos Componentes Principais (PCA), cujo objetivo principal foi identificar padrões nestes dados de ruído eletroquímico. Foram testados o aço carbono UNS G10200, os aços inoxidáveis austenítico UNS S31600 e o superduplex UNS S32750 em meios de ácido sulfúrico (5% H2SO4), cloreto férrico (0,1 mol/L FeCl3) e hidróxido de sódio (0,1% NaOH). Os ensaios foram replicados com oito repetições para se ter reprodutibilidade e conhecimento dos aspectos estatísticos envolvidos. Os resultados mostraram que a análise de componentes principais pode ser utilizada como uma ferramenta para analisar sinais de ruído eletroquímico, identificando os clusters dos comportamentos potencial-tempo, corrente-tempo e acessoriamente identificar os outliers dos registros temporais. more...