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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Polímeros, Este trabalho ocorreu na empresa TMG – Tecidos Plastificados Outros Revestimentos para a Indústria Automóvel, S.A. que se dedica ao desenvolvimento de produtos para o interior de automóveis. Este estudo teve como objetivo a caraterização de misturas poliméricas à base de elastómeros termoplásticos para a extrusão de folha, tendo em vista entender que parâmetros permitem uma melhoria na dispersão dos seus constituintes. As misturas poliméricas definem-se como a junção de dois ou mais materiais poliméricos que, ao terem uma boa compatibilidade e consequente miscibilidade entre si, originam melhores propriedades mecânicas em relação aos valores de cada matéria-prima (valores intermédios) e revelam um custo mais reduzido comparativamente ao desenvolvimento de novos polímeros. Além disso, os elastómeros termoplásticos estão em ascensão na indústria automóvel devido à sua reciclabilidade e versatilidade. O desenvolvimento deste projeto incluiu três etapas: a extrusão de folha de dez misturas poliméricas diferentes, nas quais três delas têm como componente maioritário um elastómero termoplástico vulcanizado, quatro delas um elastómero termoplástico poliolefínico e três delas um elastómero termoplástico estirénico; a caraterização reológica e mecânica para a avaliação da dispersão das formulações e, por último, a discussão dos resultados e a comparação de todos os ensaios realizados. Os resultados obtidos permitiram identificar a mistura com uma melhor miscibilidade. Os ensaios de varrimento de frequências, ensaio de tração e da resistência à abrasão Taber revelam uma coerência de resultados para as misturas de elastómeros termoplásticos vulcanizados e elastómeros termoplásticos poliolefínicos; o ensaio de DSC não fornece, para estes materiais, informações acerca da miscibilidade; a realização de ensaios morfológicos, tais como a microscopia devem ser realizados para complementar estes ensaios. Através dos ensaios realizados, verificou-se que o fator propenderante para a avaliação da miscibilidade das misturas de TPVs e TPOs com PE é o maior peso molecular dos polietilenos e para a matriz de TPS é a afinidade química do polipropileno heterofásico., This work was carried out at TMG - Tecidos Plastificados Outros Revestimentos para a Indústria Automóvel S.A, a company dedicated to the development of products for car interiors. This study aimed to characterize polymeric blends, based on thermoplastic elastomers for sheet extrusion, in order to improve the dispersion of their components. Polymeric blends are defined as the union of two or more polymeric materials that, by having a good compatibility and consequent miscibility between them, originate better mechanical properties regarding the values of each raw material (intermediate values) and show a lower cost compared to the development of new polymers. Furthermore, thermoplastic elastomers are becoming more popular in the automotive industry due to their recyclability and versatility. The development of this project included three stages: the sheet extrusion of ten different polymer blends, in which three of them have a vulcanized thermoplastic elastomer as the major component (four of them a polyolefin thermoplastic elastomer, and three of them a styrenic thermoplastic elastomer); the rheological and mechanical characterization to evaluate the dispersion of the formulations; and, finally, the discussion of the results and the comparison of all the tests performed. The results obtained enabled to identify the mixture with the best miscibility. The frequency sweep, tensile and Taber abrasion resistance tests show consistent results for the mixtures of vulcanized thermoplastic elastomers and polyolefin thermoplastic elastomers. The DSC test does not provide, for the polymer systems tested, information about the miscibility; morphological tests, such as microscopy, should be performed to complement these tests. Through the tests performed, it was found that the propenderant factor for evaluating the miscibility of the blends of TPVs and TPOs with PE is the higher molecular weight of the polyethylenes and for the TPS matrix is the chemical affinity of the heterophase polypropylene.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2022-06-21T17:05:59Z No. of bitstreams: 1 LetíciaOliveira.pdf: 2168643 bytes, checksum: 8a8753efb4489bd055e10963078944bc (MD5) Made available in DSpace on 2022-06-21T17:05:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LetíciaOliveira.pdf: 2168643 bytes, checksum: 8a8753efb4489bd055e10963078944bc (MD5) Previous issue date: 2021-11-24 FAPEMA This work aimed to evaluate spheres based on sodium alginate and starch extracted from babassu mesocarp as a matrix for the controlled release of the drug metronidazole. The starch was obtained by water extraction method and the same was synthesized using chloroacetic acid as etherifying agent, resulting in carboxymethylamides with degrees of substitution (GS) of 0.15 ± 0.01 and 0.3 ± 0.01. The solubility and intumescence study of the starch and carboxymethylamide samples showed changes in the properties after modification. The study of amylose content of native and modified starch using colorimetric method showed a large variation in amylose content, from 28.0 ± 0.89, 4.70 ± 0.21 and 3.32 ± 0.04, proving the reduction of the macromolecule after modification. The starch and carboxymethyl starch samples were characterized by FTIR, SEM and DSC. The drug metronidazole was incorporated into sodium alginate/ babassu mesocarp starch and sodium alginate/carboxymethyl starch polymeric matrices, obtaining spheres through ionotropic gelation in a CaCl2 solution. The interaction between the polysaccharides and the incorporation of the drug were proven by FTIR and SEM results. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) analysis enabled the detection of elements such as Ca, Na, Cl and O, as well as the percentage changes that occurred after polymer mixing. A molecular absorption study in the ultraviolet region proved the presence of the drug metronidazole incorporated in the spheres. The study of intumescence and erosion of the spheres showed that the absorption capacity of the spheres was improved in the spheres containing the CMA, which also influenced the erosion that was decreased with the increase in the degree of substitution of the anionic starch. The encapsulation efficiency (EE) varied according to the composition of the spheres. For the alginate and alginate/raw starch spheres the EE was 36.0% ± 5.40 and 53% ± 4.23 and for the alginate/carboxymethyl starch spheres, the EE obtained was 69.57% ± 3.94 and 73.89% ± 5.22. The release assays demonstrated that in gastric medium, the spheres showed a low dissolution rate, suggesting gastroresistance at low pH. In simulated enteric medium, the ALG.CMA2 samples (GS = 0.3) maintained the same dissolution rate until the end of the experiment, suggesting a control in the release of metronidazole. Thus, it was possible to prove that the samples containing carboxymethyl starch are promising delivery systems for the sustained release of the drug under gastrointestinal conditions. Este trabalho teve como objetivo avaliar esferas à base de alginato de sódio e amido extraído do mesocarpo do babaçu como uma matriz para a liberação controlada do fármaco metronidazol. O amido foi obtido pelo método de extração em água e o mesmo foi sintetizado o ácido cloroacético como agente eterificante, resultado em carboximetilamidos com graus de substituição (GS) de 0,15 ± 0,01 e 0,3 ± 0,01. O estudo de solubilidade e intumescimento das amostras do amido e carboximetilamido mostraram mudanças nas propriedades após a modificação. O estudo do teor amilose do amido nativo e modificado, utilizando método colorimétrico apresentou uma grande variação no teor de amilose, de 28,0 ± 0,89, 4,70 ± 0,21 e 3,32 ± 0,04, comprovando a redução da macromolécula após a modificação. As amostras de amido e carboximetilamido foram caracterizadas por FTIR, MEV e DSC. O fármaco metronidazol foi incorporado as matrizes poliméricas de alginato de sódio/amido do mesocarpo do babaçu e alginato de sódio/carboximetilamido, obtendo esferas através da gelificação ionotrópica em uma solução de CaCl2. A interação entre os polissacarídeos e a incorporação do fármaco foram comprovadas pelos resultados do FTIR e MEV. A análise por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) possibilitou a detecção de elementos como Ca, Na, Cl e O, bem como as alterações percentuais ocorridas após a mistura polimérica. Um estudo de absorção molecular na região do ultravioleta comprovou a presença do fármaco metronidazol incorporado nas esferas. O estudo de intumescimento e erosão das esferas mostrou que a capacidade de absorção das esferas foi melhorada nas esferas contendo o CMA, que também influenciou na erosão que foi diminuída com o aumento do grau de substituição do amido aniônico. A eficiência de encapsulamento (EE) variou de acordo com a a composição das esferas. Nas esferas de alginato e alginato/amido in natura a EE foi 36,0% ± 5,40 e 53% ± 4,23 e para as esferas de alginato/carboximetilamido, a EE obtida foi 69,57% ± 3,94 e 73,89% ± 5,22. Os ensaios de liberação demonstraram que em meio gástrico, as esferas apresentaram uma baixa taxa de dissolução, sugerindo uma gastrorresistência em pH baixo. Em meio entérico simulado, as amostras de ALG.CMA2 (GS = 0,3) manteve a mesma taxa de dissolução até o término do experimento, sugerindo um controle na liberação do metronidazol. Dessa forma foi possível comprovar que as amostras contendo carboximetilamido são sistemas de entregas promissores para a liberação sustentada da droga em condições gastrointestinais.

Neste trabalho, foi estudada a miscibilidade de misturas de um PHB constituído de frações de alta e baixa massa molar com um PLA de alta massa molar. Os materiais extrudados foram analisados pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia dielétrica (DE) e análises dinâmico-mecânicas (DMA). A partir dos resultados observou-se o distinto comportamento cristalino das frações de PHB, assim como a miscibilidade parcial do PLA com o PHB de baixa massa molar. In this work, the miscibility of a PHB formed by high and low molar mass fractions and a low molar mass PLA was studied. The extruded materials were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), dielectric spectroscopy (DS) and dynamic mechanical analysis (DMA). From these results, it was observed an unique behavior from the PHB fractions, and the partial miscibility of PLA onto low molar mass PHB.

The aim of this work was to evaluate the efficiency of carboxymethyl cellulose (CMC) and starch blends as carrier materials of rhizobial inoculants regarding their capacity to maintain viable cells and promote cowpea (Vigna unguiculata) nodulation. The experimental design adopted was completely randomized, with three replicates. Forty different compositions of carboxymethyl cellulose (CMC) with starch, compatibilized or not with different proportions of MgO or ZnO, were evaluated regarding their ability of maintaining rhizobial viable cells during the storage period of one month at room temperature, in an initial screening. Thereafter, selected inoculant carrier blends were evaluated regarding their ability to maintain viable rhizobial cells for a period of 165 days, and their performance as inoculant carriers was compared to a peat-based inoculant carrier under greenhouse conditions. Rhizobial cells were better maintained in blends containing 50-60% CMC. Compatibilizing agents did not increase survival of rhizobial cells for 30 days of storage. The cowpea nodulation of polymer blends was statistically the same of peat-based inoculants. CMC/starch polymer blends are efficient carriers to rhizobial inoculants for up to 165 days of storage, when compatibilized with MgO (1%). O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de misturas poliméricas de carboximetilcelulose (CMC) e amido, como veículos de inoculante para rizóbios, quanto à sua capacidade de manter células rizobianas viáveis e promover a nodulação em feijão-caupi (Vigna unguiculata). O delineamento experimental foi completamente casualizado, com três repetições. Quarenta diferentes composições poliméricas de carboximetilcelulose (CMC) e amido, compatibilizadas ou não com proporções de MgO ou ZnO, foram inicialmente avaliadas quanto à sua capacidade de manter células rizobianas viáveis pelo período de um mês. Posteriormente, veículos de inoculantes selecionados foram avaliados quanto à capacidade de manter células rizobianas viáveis pelo período de 165 dias, e seu desempenho como veículos de inoculantes foi comparado com os de inoculantes turfosos, em casa de vegetação. Células rizobianas sobreviveram melhor em misturas com 50-60% de CMC. Os agentes compatibilizantes não aumentaram a sobrevivência das células rizobianas após 30 dias de estocagem. A nodulação do feijão-caupi com o uso das misturas poliméricas não diferiu estatisticamente da nodulação com o uso da turfa. As misturas de CMC/amido, quando compatibilizadas com MgO (1%), são veículos eficientes para inoculantes rizobianos por até 165 dias de armazenamento.

Misturas de polímeros constituem alternativa para a obtenção de materiais com propriedades que, em geral, não são encontradas em um único material. O objetivo deste trabalho foi produzir misturas poliméricas a partir de uma matriz de poliestireno (PS) com composto de borracha reciclada (SBR) visando à obtenção de propriedades superiores ao PS. As misturas de poliestireno/composto de borracha reciclada foram preparadas em uma extrusora de rosca dupla corrotacional, com adição de agente compatibilizante e, posteriormente, os grânulos extrusados foram moldados por injeção. Estas foram caracterizadas por ensaio mecânico de tração, análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA), temperatura de deflexão térmica (HDT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que não houve perdas significativas da HDT e da resistência à tração. O ensaio de DMTA evidencia a presença de dois picos de transição distintos, um referente a Tg do PS e o outro referente a Tg do polibutadieno (PB). A morfologia ilustrou uma redução da quantidade de vazios e do tamanho das partículas quando a mistura foi compatibilizada com 5% de SBS. As misturas de PS/SBR são uma alternativa para o reaproveitamento dos resíduos de calçados, bem como, uma forma de agregar valor a um material que seria descartado. The combination of polymer is an alternative to obtain materials with properties that, in general, are not found in a single material. The goal of this work was to produce polymer blend with polystyrene (PS) as a matrix and recycled rubber compound (SBR) as a minor phase, in order to obtain superior properties to PS. The combination of polystyrene/ composed recycled rubber was prepared in a double screw corrotational extruder and, subsequently, the extruded pellets were molded by injection. These were characterized by mechanical tests, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), heat deflection temperature (HDT) and scanning electron microscopy (SEM). It was observed that there was no significant loss in HDT and on tensile strength. The DMTA tests showed the presence of two peaks transition, a reference to the PS Tg and another regarding the Tg of PB. The morphology showed a reduction in the quantity of voids and in the size of the particles when the mixture was compatibilized with 5% SBS. The PS/SBR blends are an alternative to the reuse of footwear wastes, as well as to add value to a material that would be discarded.

Misturas de polímeros constituem alternativa para a obtenção de materiais com propriedades que, em geral, não são encontradas em um único material. O objetivo deste trabalho foi produzir misturas poliméricas a partir de uma matriz de poliestireno (PS) com composto de borracha reciclada (SBR) visando à obtenção de propriedades superiores ao PS. As misturas de poliestireno/composto de borracha reciclada foram preparadas em uma extrusora de rosca dupla corrotacional, com adição de agente compatibilizante e, posteriormente, os grânulos extrusados foram moldados por injeção. Estas foram caracterizadas por ensaio mecânico de tração, análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA), temperatura de deflexão térmica (HDT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que não houve perdas significativas da HDT e da resistência à tração. O ensaio de DMTA evidencia a presença de dois picos de transição distintos, um referente a Tg do PS e o outro referente a Tg do polibutadieno (PB). A morfologia ilustrou uma redução da quantidade de vazios e do tamanho das partículas quando a mistura foi compatibilizada com 5% de SBS. As misturas de PS/SBR são uma alternativa para o reaproveitamento dos resíduos de calçados, bem como, uma forma de agregar valor a um material que seria descartado.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:02:48Z No. of bitstreams: 1 Pricila Silva de Souza.pdf: 3810863 bytes, checksum: 220e76c2950b41f726c899005092e903 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:02:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pricila Silva de Souza.pdf: 3810863 bytes, checksum: 220e76c2950b41f726c899005092e903 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 Modernity requires versatile , sturdy materials , and for a long time plastic served this purpose. However , the accumulation of these materials to be discarded in the environment has become a problem Biodegradable polymers have emerged in this scenario as an alternative to avoid the accumulation of plastic waste in the environment . The polyhydroxybutyrate ( PHB ) is a class of biodegradable polymers , but it is costly and still has limited thermal properties . Natural rubber has excellent mechanical properties , aging resistance , flexibility and presents best value compared to synthetic rubbers . In this study, polymer mixtures of polyhydroxybutyrate (PHB ) and natural rubber latex in different concentrations were prepared by hot pressing . Tests of differential scanning calorimetry ( DSC ) , thermal gravimetric analysis ( TGA ) , infrared spectroscopy (FTIR ) , optical microscopy (OM ) and scanning electron microscopy (SEM ) were used to characterize and evaluate the properties of polymer blends . The PHB and blends with natural rubber were subjected to biodegradation test by simulated soil burial , according to ASTM G 160-03 , for a period ranging 2-17 weeks. At the end of each period were determined mass loss , the morphology of the specimens and the analysis of DSC , TGA and FTIR were performed . The blends showed lower thermal resistance than the PHB . In the biodegradability test , the mixtures were considered biodegradable according to ASTM G 160-03 and had reduced the percentage of crystallinity , and the content of natural rubber contributed to increase the rate of biodegradation. The SEM analysis confirmed the existence of consortia of microorganisms responsible for the biodegradation of PHB and the polymer blends A modernidade exige materiais versáteis, resistentes e, durante um longo tempo os plásticos serviram a esse propósito. Entretanto, o acúmulo desses materiais ao serem descartados no meio ambiente tornou-se um problema Os polímeros biodegradáveis surgiram neste cenário como alternativa para evitar o acúmulo de resíduos plásticos no meio ambiente. O polihidroxibutirato (PHB) representa uma classe de polímeros biodegradáveis, mas que apresenta um alto custo e possui ainda propriedades térmicas limitadas. A borracha natural possui excelentes propriedades mecânicas, resistência ao envelhecimento, flexibilidade e apresenta melhor custo benefício se comparada com as borrachas sintéticas. Neste estudo, foram elaboradas misturas poliméricas de polihidroxibutirato (PHB) e látex de borracha natural em diferentes concentrações, por prensagem à quente. Os ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), espectrometria na região do infravermelho (FTIR), microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizados para caracterizar e avaliar as propriedades das misturas poliméricas. O PHB e as misturas com borracha natural foram submetidos ao ensaio de biodegradabilidade através do enterro em solo simulado, conforme a norma ASTM G 160-03, variando por um período de 2 a 17 semanas. Ao final de cada período foram determinadas a perda de massa, a morfologia dos corpos de prova e foram realizadas as análises de DSC, TGA e FTIR. As misturas poliméricas apresentaram menor resistência térmica do que o PHB. No ensaio de biodegradabilidade, as misturas foram consideradas biodegradáveis, segundo a norma ASTM G 160-03 e tiveram a porcentagem de cristalinidade reduzida, tendo o teor de borracha natural contribuído para aumentar a taxa de biodegradação. As análises por MEV comprovaram a existência de consórcios de microrganismos, responsáveis pela biodegradação do PHB e das misturas poliméricas

O presente trabalho teve por objetivo avaliar as propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas de sistemas à base de poliolefinas (PP e HDPE) e copolímero metalocênico de etileno/1-octeno (EOC), produzido pela Dow Chemical. Foi também investigada a atuação de um copolímero metalocênico de propileno/1-octeno (POC), sintetizado em laboratório, como agente compatibilizante da mistura PP/EOC. Os resultados mostraram que a adição de teores específicos de EOC ao HDPE e PP pode levar à produção de materiais com boas propriedades mecânicas. Os dados obtidos também revelaram que o copolímero POC pode ser usado como agente compatibilizante das misturas PP/EOC.The aim of this work was to evaluate the mechanical, thermal and morphological properties of systems based on polyolefins (PP and HDPE) and ethylene/1-octene metallocene copolymer (EOC), produced by Dow Chemical. The effect of a propylene/1-octene metallocene copolymer (POC), obtained in the laboratory was also investigated as a compatibilizer agent for the PP/EOC blend. The results showed that the addition of certain contents of EOC to PP and HDPE may carry the production of materials with good mechanical properties. The data obtained also revealed that the POC copolymer can be used as compatibilizer agent of the PP/EOC blends.

O efeito do estiramento uniaxial na superfície de vários compósitos (misturas diluídas de copolímero polietersulfona/polidimetilsiloxano em policloropreno) foi estudado através do método de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X. A superfície inicial das misturas não estendida foi beneficiada pelo copolímero (75-93%). O estiramento acarretou uma queda da segregação superficial do copolímero. A comparação dos dados experimentais com o estiramento teórico, para diversos modelos de extensão da camada superficial, permitiu concluir que o copolímero com o bloco de polisulfona curto, acompanha exatamente o estiramento da matriz, ao passo que o copolímero com o bloco de polisulfona longo se atrasa um tanto e se estende um tanto menos. The effect of uniaxial stretching on the surface composition of blends of poly(dimethyl siloxane/poly(sulfone) block copolymers in polychloroprene is studied using X-Ray photoelectron spectroscopy. The surface of the initial (unstretched) blends was covered by copolymer overlayer. The stretching lead to a substantial drop of the copolymer surface segregation. The comparison of the experimental data with different models of deformation leads to the conclusion that copolymer overlayer with short segment of poli(sulfone) follows the deformation of CR matrix on stretching; however an overlayer with long poli(sulfone) segment is stretched with delay.

Poly(propylene oxide) (PPO) and polystyrene of lower molecular weight were added to commercial polystyrene. These blends were prepared in a Haake internal mixer and the properties of polystyrene/poly(propylene oxide) and polystyrene/polystyrene of lower molecular weight blends were evaluated using tensile testing, differential scanning calorimetry and torque curves obtained during the process. The results obtained show that PPO acts as a plasticizer for polystyrene, decreasing significantly its torque value and the glass transition temperature. The addition of polystyrene of lower molecular weight to polystyrene causes subtle modifications. However, the addition of both PPO and polystyrene of lower molecular weight to polystyrene probably accelerates crazes formation and it is usually detrimental to the mechanical properties.

Misturas poliméricas no campo tecnológico e científico vêm sendo desenvolvidas, diariamente, devido à possibilidade de gerar materiais com propriedades especiais para determinadas aplicações, sem a necessidade de se desenvolver novos processos de polimerização. O processo de mistura no estado fundido, por extrusão em dupla rosca, facilita à obtenção de misturas poliméricas, com destaque, às misturas ternárias. As misturas poliméricas possuem a vantagem de produzir materiais com propriedades intermediárias às dos seus componentes puros. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma mistura polimérica para ser aplicada na indústria calçadista capaz de substituir componentes produzidos a partir do copolímero de (etileno-co-acetato), EVA, em forma de espuma, sem a necessidade de reticulação. Para atingir este objetivo, misturas de POE/EVA/PVC em diferentes proporções, foram preparadas a partir de uma mistura básica de POE/EVA, á qual se adicionou diferentes % de PVC, preparadas em uma extrusora de dupla rosca corrotante, com configuração específica. As condições de processamento foram definidas a partir de um estudo de reometria oscilatória. As misturas foram caracterizadas quanto as suas propriedades térmicas, por DSC e TGA, quanto a sua resistência mecânica por medidas de tração uniaxial e dureza. A compatibilidade dos componentes foi avaliada por reometria oscilatória e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e a sua morfologia por MEV. Os resultados de FTIR aliados as análises térmicas e a microscopia indicam uma miscibilidade parcial entre os componentes nas composições estudadas. Os ensaios mecânicos de tração e dureza revelaram que a adição de PVC à mistura POE/EVA aumentou a rigidez do composto ternário, enquanto nas análises de fluidez, no estado fundido, o índice de fluidez (melt flow index, IMF) diminuiu, indicando um aumento da viscosidade do sistema. As propriedades das misturas ternárias desenvolvidas capacitam as mesmas para uma aplicação tecnológica imediata em peças para solados de calçados, visto que, a depender da composição, geram materiais com interação entre as fases adequada para alcançar elasticidade, resiliência e rigidez necessárias, mesmo na ausência de reticulação, o que por sua vez, facilita o reuso do material. Polymer blends in scientific and technological fields are being developed every day because of the possibility to generate materials with special properties for specific applications without a need to develop new polymerization processes. The mixing process in the melt by twin screw extrusion, facilitates the obtaining of polymer blends, especially at ternary mixtures. The polymer blends have the advantage of producing materials with properties intermediate those of their pure components. This study aimed to develop a polymer blend to be applied in footwear industry capable of replacing components produced from the copolymer of (ethylene-co-acetate), EVA, in the form of foam, without the need for crosslinking. To achieve this goal, blends of POE / EVA / PVC in different proportions were prepared from a basic mixture of POE / EVA, to which was added various% PVC prepared in a twin screw extruder co rotating with specific configuration. The processing conditions were defined from a study of oscillatory rheometry. The blends were characterized for their thermal properties by DSC and TGA, as their mechanical strength by uniaxial tensile measurements and hardness. The compatibility of the components was evaluated by oscillatory rheometry and IR spectroscopy The Fourier transform and its morphology by SEM. The results of analyzes combined FTIR microscopy and thermal indicate a partial miscibility between the components in the compositions studied. The properties of ternary mixtures developed enable the same to a technological application shown in parts for shoe soles, since, depending on the composition, generate materials with interaction between the phases to achieve adequate elasticity, resiliency and rigidity necessary even in the absence of crosslinking, which in turn facilitates the reuse of the material.

Financiadora de Estudos e Projetos The incorporation of conducting polymer into a conventional polymer matrix has received considerable attention in the last decade because of the possibility of combining the good processability and mechanical performance of the conventional polymer with the electrical optical properties of conducting polymer. Among conducting polymers, polyaniline (PANI) and its derivatives has been extensively used because of the low cost of raw material, ease of synthesis and environmental stability. The main objective of this study was to develop a sensor for electronic tongue, from thin films of blends of polyurethane with POMA on interdigitated electrodes produced by spin-coating technique, under optimized conditions, and check the electrical behavior of the sensors in states doped. Films PUR mixture with POMA, although they may have less sensitivity to the substances found in the analyte than the nano-structured films, they may have better adherence and therefore be used to analyze substances with which the nano-structured films would not be possible. Films mixture of polyurethane derived from castor oil (PUR) and POMA were obtained by the casting (free standing) and also on interdigitated electrodes by the method of spin coating. The films were characterized using the techniques of UV-Vis-Nir, thermo-dynamic-mechanical analysis (DMTA), thermogravimetric analysis (TGA), stress-strain and optical microscopy. The values of modulus of elasticity of the PUR solvent chloroform (PUR-Clo) for the mixture of PUR/POMA (m/m) 50/50 had values of 0.3 GPa and 4.1 GPa, respectively. With the incorporation of 10% of POMA in the PUR glass transition temperature (Tg) of the films increased from 67 to 137oC, respectively. For the analysis done by DMA, the films with 30, 40 and 50% of POMA in PUR, confirmed the presence of crosslinking between the polymers, Mc, values of 195, 322 and 517 mol/m3, respectively. The films doped with NH4OH and HCl have better response capacitive and resistive to various analytes analyzed in the frequency range 1-105 Hz Thus, the sensors doped and dedoped can be used as an identifier of fingerprint detection of substances in different concentrations. A mistura de dois ou mais polímeros é uma alternativa para se obter um novo material que apresente propriedades desejáveis não encontradas nos componentes individuais. No caso da mistura de polímeros condutores com polímeros isolantes convencionais, tem-se como resultado, em geral, um terceiro material que apresenta boas propriedades mecânicas e alta condutividade elétrica que potencializam aplicações como sensores entre outras. O objetivo principal deste trabalho foi de desenvolver um sensor para língua eletrônica, a partir de filmes finos de mistura de poliuretano com POMA, sobre eletrodos interdigitados produzido pela técnica de spin-coating, sob condições otimizadas, e verificar o comportamento elétrico dos sensores e também a caracterização mecânica e térmica dos filmes auto-sustentáveis. Os filmes da mistura de Poliuretano derivada do óleo de mamona (PUR) e POMA foram obtidos pelo método casting (filmes auto-sustentáveis) e também sobre eletrodos interdigitados pelo método de spin coating . Os filmes foram caracterizados usando as técnicas de Uv-Vs-Nir, análise termo-dinâmicomecanica (DMTA), termogravimétrica (TGA), tensão deformação e microscopia óptica. Os valores de modulo de elasticidade do PUR com solvente clorofórmio (PUR-Clo) em relação à mistura de PUR/POMA 50/50 (m/m) apresentaram valores de 0,3 GPa e 4,1 GPa, respectivamente. Com a incorporação de 10% de POMA no PUR a temperatura de transição vítrea (Tg), dos filmes, aumentou de 67oC para 137oC, respectivamente. Pela analises realizadas através de DMA, os filmes com 30, 40 e 50% de POMA no PUR, confirmaram a presença de ligações cruzadas entre os polímeros, Mc, valores de 195, 322 e 517 mol/m3, respectivamente. Os filmes dopados com NH4OH e HCl apresentam melhores resposta capacitivas e resistivas para vários analitos analisados, na faixa de freqüência de 1 a 105 Hz. Assim, os sensores dopados e desdopados podem ser usados como um identificador de impressão digital na detecção de substâncias em diferentes concentrações.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:03:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia parente.pdf: 5008641 bytes, checksum: de803c08a395f6af2bc13d06d603708c (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia parente.pdf: 5008641 bytes, checksum: de803c08a395f6af2bc13d06d603708c (MD5) Previous issue date: 2009-03-04 Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro This Dissertation describes a study about the toughening of polystyrene with different types of polybutadiene (high-cis, low-cis and styrene - butadiene diblock or triblock copolymers). These materials (High Impact of PolyStyrene HIPS) were performed by melt blending. The mechanical properties (hardness, tensile strength and impact strength); morphology and the rheological behavior of these blends were evaluated. A study about the interaction between the rigid phase of the polystyrene (PS) and the elastomeric phase of the low or high cis polybutadiene (PBl or PBh ) of the polymeric blends was carried out. It was also studied the interaction degree of the block copolymers (SB or SBS) when they were incorporated in the blend using a percentage of 2.5% (mass fraction), as compatibilizer agent. The morphological analyses of the materials were performed in a scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and atomic force microscope (AFM). The mechanical properties were determined by penetration of an indenter (Shore-Durometer Hardness Type D), by tensile test using a universal testing machine and by impact test using a instrumental impact testing machine. The thermal properties were studied by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and by dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA). The low-field nuclear magnetic resonance (NMR) was applied to determine the proton relaxation time in order to identify the heterogeneity (domain formation) of the material at the molecular level. The results showed that all polymer blends presented pseudoplastic behavior. The morphological analysis showed biphasic morphology with domains of polybutadiene dispersed heterogeneously on the PS matrix, with domains diameter around 1μm. The results obtained by the mechanical analysis showed an improvement on the blends processed with high cis polybutadiene and compatibilized with 2.5% of styrene-butadine diblock copolymer (SB). Thermogravimetry showed an improvement on the thermal stability of the blends. It was also observed by dynamic mechanical thermal analysis two distinct transitions. An increase on the Tg was observed when was used PBh, indicating interaction between the phases. The low field NMR results of the blends (PS/PB) presented a similar molecular organization and showed that the best compatibilizer agent was the diblock copolymer (SB). Nesta Dissertação foi realizado um estudo sobre a tenacificação do poliestireno com diferentes tipos de polibutadieno (alto cis, baixo cis e copolímeros dibloco e tribloco de estireno e butadieno). Esses materiais (poliestireno de alto impacto HIPS) foram produzidos por processo de mistura física no estado fundido. Foi realizado um estudo sobre a interação entre a fase rígida do poliestireno (PS) e a fase elastomérica do polibutadieno baixo ou alto cis (PBb ou PBa) das misturas poliméricas, bem como, o grau de interação dos copolímeros em bloco de estireno butadiêno (SB ou SBS) quando a elas são adicionados, em uma percentagem de 2,5%, como agente compatibilizante. As misturas foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura (SEM), microscópio eletrônico de transmissão (TEM) e microscópio de força atômica (AFM). As propriedades mecânicas determinadas foram: dureza Shore D, resistência ao impacto (método Izod) e resistência à tração. As propriedades térmicas foram avaliadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimetria (TG) e análise termodinâmico-mecânica (DMTA). A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) de baixo campo também foi empregada para determinação dos tempos de relaxação de próton (T1) a fim de identificar a formação de domínios do material a nível molecular. Os resultados mostraram que todas as misturas apresentaram um comportamento pseudoplástico. As análises morfológicas indicaram uma morfologia bifásica com domínios de polibutadieno em torno de 1 m de diâmetro, distribuídos aleatoriamente na matriz do poliestireno. Os resultados obtidos nas análises mecânicas mostraram uma melhoria nas propriedades das misturas processadas com polibutadieno alto cis e compatibilizadas com 2,5% do copolímero dibloco de estireno-butadieno (SB). O resultado obtido na análise termogravimétrica revelou uma melhoria da estabilidade térmica dos materiais. Os resultados das análises de DMTA mostraram duas transições distintas. Um aumento significativo da Tg foi observado quando foi utilizado o PBa, indicando uma interação entre as fases. O resultado da análise de NMR mostra uma organização molecular similar nas misturas (PS/PB) e indica que o melhor agente compatibilizante é o copolímero dibloco (SB).

A ampla aplicação dos polímeros termoplásticos, em função dos avanços tecnológicos em várias áreas, aliada a motivos econômicos, tem elevado o percentual destes em lixões, aterros domésticos e industriais. Polímeros termoplásticos degradam de forma gradual ou rápida, dependendo da sua natureza química e condições ambientais. Polímeros biodegradáveis têm sido uma alternativa ambientalmente correta para aplicações nas quais possam substituir os não biodegradáveis. No entanto, propriedades mecânicas insatisfatórias, dificuldade de processamento e alto custo, restringem o uso dos polímeros biodegradáveis. Neste trabalho, misturas de polietileno (PE) de alta densidade pós-consumo (HDPEr) com o poli(álcool vinílico) (PVA), um polímero biodegradável, foram estudadas visando acelerar a degradação do PE após o seu descarte. Foi utilizado como agente compatibilizante, HDPEr modificado com anidrido maléico e peróxido de dicumila (HDPE-AM). As misturas HDPEr/HDPE-AM/PVA foram avaliadas em duas condições de degradação distintas, uma em composteira, e outra em câmara de radiação UV controlada. As misturas de HDPEr com 40 e 60% de PVA apresentaram valores de resistência a tração superiores e morfologia adequada devido a interação entre fases poliméricas, observando o efeito sinérgico do agente compatibilizante. A mistura HDPEr/HDPE-AM/PVA com melhor desempenho de resistência à tensão, impacto e menor custo foi a com composição 70/10/20. O PVA teve influência na cristalização do PE causando um aumento da cristalinidade de 56% do PE puro, a 90% nas misturas. Após 480 horas de exposição à irradiação UV o PVA apresentou cisão de cadeias, e o HDPEr apresentou reticulação seguida de cisão de cadeias. A maior assimilação do PVA das misturas HDPEr/HDPE-AM/PVA, pela ação microbiana, define o valor do Índice de carbonila para as misturas após compostagem; na fotodegradação, a degradação do PVA e do HDPEr contribuem para valores superiores de Índice de carbonila quando comparados a biodegradação. A mistura polimérica com composição 35/5/60 foi a que mais degradou em 50 dias de compostagem, com perda de massa de 15% sendo a amostra que apresentou a menor cristalinidade do estudo. A mistura polimérica com composição 35/5/60, com 5% de HDPE-AM, não fotodegradada, apresentou resistência à tração de 27 MPa, a qual decresceu em aproximadamente 45% após irradiação. A mistura polimérica com composição 50/10/40, com 10% HDPE-AM, não fotodegradada apresentou igual resistência a tração, 28 MPa, cujo valor teve decréscimo em torno de 48 e 39%, respectivamente, após 240 e 480 horas de irradiação UV. Neste estudo se verificou que a mistura de polietileno pós-consumo com PVA, em determinadas composições, amplia a vida útil do mesmo sem perda de propriedades, ao mesmo tempo em que favorece a sua decomposição ou degradação após descarte, quer seja em composteiras ou por processo fotoquímico. A adição de PVA em misturas com polietileno pode ser uma alternativa viável, para reutilização de polietilenos em aplicações nas quais a sua reciclagem seja inviável, como em filmes para agricultura e acondicionamento de dejetos orgânicos, favorecendo a degradação deste em tempo inferior ao convencional, tanto por degradação fotoquímica quanto por biodegradação. The wide application of thermoplastic polymers due to the technological advances in several areas and also for economic reasons has increased the percentage of their disposal in dumps, domestic and industrial landfills. It is known that thermoplastic polymers are resistant to degradation and this degradation can occur gradually or rapidly, depending on their chemical nature and the conditions to which they are subjected. Biodegradable polymers have been studied as an environmentally correct alternative, aiming to replace polymers which are non-biodegradable or with slow degradation. However, biodegradable polymers have unsatisfactory mechanical properties, which restrict their use or increase their cost for use in certain applications. In this study blends with post-consumer high density polyethylene (HDPEr) and a biodegradable polymer, poly(vinyl alcohol) (PVA), were evaluated, aiming to favor the degradation of polyethylene in a shorter time after disposal. In order to improve the compatibilization in the blends, HDPEr chemically modified with maleic anhydride and dicumyl peroxide (HDPE-AM) was used as a compatibilizing agent. The HDPEr/HDPE-AM/PVA polymeric blends were submitted to two degradation conditions, one being the real situation of degradation in a composting process and the other degradation by controlled exposure to ultraviolet irradiation, a photochemical process. The HDPEr when blended with 40 and 60% of PVA, mutually compatible with HDPE-AM can be reused with improvement in mechanical property of tensile strength, thermal, and morphological presented by the synergism between the polymers. The best effect obtained relating to the resistance to tensile strength and the impact resistance of the blends was with the composition HDPEr/HDPE-AM/PVA 70/10/20. The PVA influence in promoting the crystallization of polyethylene increasing it´s crystallinity from 56% for pure polyethylene, to 90% in the blend. The PVA after photochemical degradation presents chain cleavage, after 480 hours of UV radiation, the HDPEr after 480 hours of UV radiation presented crosslinking followed by chain cleavage. Most of PVA assimilation of blends HDPEr/HDPE-AM/PVA, by microbial action, defines the value of the carbonyl Index for them after composting; photodegradation in the degradation of the PVA and the HDPEr contribute to higher values of carbonyl Index when compared to biodegradation. The blend with composition 35/5/60 was the most degraded in 50 days of composting, with a mass loss of 15%, possibly by its lower crystallinity. The best result for tensile strength of the blend with 5% of HDPE-AM, not photo degraded, was 27 MPa obtained with the composition 35/5/60; after irradiation, there was a loss of approximately 45%. The best result for tensile strength on the blend with 10% HDPE-AM, not photo degraded, was 28 MPa obtained with 50/10/40 and with a decrease from 48 to 39%, after 240 and 480 hours of UV radiation, respectively. The development of polymeric blends of HDPEr with PVA allowed to expand the life of the material, and the addition of PVA in the polyethylene, promoted changes in its chemical structure, in order to facilitate its degradation in times lower than conventional, both by photochemical degradation, or degradation.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T19:01:02Z No. of bitstreams: 1 dissertacao felicia miranda de jesus.pdf: 9015741 bytes, checksum: 826acbb493a3ecdd2d9bad6e376a0f7c (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-07T19:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao felicia miranda de jesus.pdf: 9015741 bytes, checksum: 826acbb493a3ecdd2d9bad6e376a0f7c (MD5) Previous issue date: 2007-07-09 In this study samples of polycarbonate (PC) and poly(- caprolactone (PCL) blends were evaluated in different concentrations after being buried under simulation soil condition, for periods varying from one to twelve weeks, following ASTM G 160 03 methodology. The samples, after being buried, were removed from the soil and analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), termogravimetric analysis (TGA), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). It was observed by morphological evaluation that pure PCL and PC/PCL (60/40) blend have suffered degradation. Blends with lower content of PCL did not shown significant degradation during the period of time suggested at the ASTM methodology. After 12 weeks in contact with soil, pure PCL and PC/PCL blend with 40% of PCL, had a decrease in crystalinity content. The variations in the samples due to biodegradability have not been enough to cause loss of thermal resistance in any of the tested samples. It was verified that to evaluate biodegradability of blends containing biodegradable polymer PCL, it is necessary an adaptation of the ASTM methodology, increasing the time of samples burial Neste estudo foram avaliadas amostras de misturas poliméricas de Policarbonato (PC) e Poli--caprolactona (PCL) em diferentes concentrações após enterro em solo preparado, por períodos variando de uma a doze semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 - 03. As amostras, após ficarem enterradas, foram retiradas do solo e analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foi observado através de avaliação morfológica que houve degradação nas amostras de PCL puro e na mistura PC/PCL (60/40). Para misturas com menores teores de PCL a degradação não foi significativa no tempo de avaliação sugerido pela norma. Após o tempo de 12 semanas em contato com o solo houve uma redução no teor de cristalinidade das amostras tanto de PCL puro quanto da mistura PC/PCL com 40% de PCL. As variações ocorridas devido à biodegradabilidade não foram suficientes para acarretar perda de resistência térmica nas amostras. Verificou-se que para avaliar a biodegradabilidade de misturas contendo o polímero biodegradável PCL, é necessária uma adaptação da Norma utilizada, aumentando o tempo de enterro das amostras

Neste trabalho, membranas poliméricas de poli(éter éter cetona) sulfonado (SPEEK), contendo derivados do benzoimidazol e ácido fosfotúngstico (HPW) foram desenvolvidas e avaliadas para uso em células a combustíveis que utilizam membrana polimérica (PEMFC). O poli(éter éter cetona) (PEEK) foi sulfonado com ácido sulfúrico, produzindo a funcionalização da cadeia polimérica principal através da inserção de grupos ácido sulfônico, que são os responsáveis pela condutividade de prótons em água. Derivados do benzoimidazol sintetizados a partir de glicóis e dibrometos de alquila foram utilizados na composição das membranas com o objetivo de melhorar a condutividade de prótons em baixas condições de umidade. HPW foi adicionado na composição das membranas, a fim de aumentar a condutividade de prótons. As membranas foram avaliadas considerando estabilidade térmica, propriedades mecânicas, absorção de água e etanol, e condutividade de prótons em água. Os resultados mostraram que as propriedades e o desempenho dependem da composição da membrana. Alto grau de sulfonação do SPEEK aumenta a condutividade de prótons e também aumenta a absorção de água e etanol. Derivados do benzoimidazol promovem a redução da absorção de água e etanol, mas também reduzem a condutividade de prótons em água. A adição de HPW na composição de membrana aumenta sua condutividade de prótons e reduz a estabilidade térmica da cadeia polimérica principal. In this work, membranes based on sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK) containing benzimidazole derivatives and phosphotungstic acid (HPW) were developed and evaluated for potential use in proton exchange membrane fuel cells (PEMFC). PEEK was sulfonated with sulfuric acid to promote functionalization in the polymer backbone by insertion of sulfonic acid goups, that are responsile for the proton conduction in water media. Benzimidazole derivatives synthesized from glycols and n-alcane dibromides were used in the membrane composition in order to improve the protonic conduction in low umidity conditions. HPW was also introduced in the membrane composition, with the aim of increase the proton conductivity. The membranes were evaluated concerning the thermal stability, mechanical properties, water and ethanol swelling and proton conductivity in water. Results shown that properties and performance depends on membrane’s composition. Higher sulfonation degree on SPEEK matrix increase the proton conductivity and also increase the water and ethanol swelling. Benzimidazole derivatives promotes reduction in the water/ethanol swelling, but also reduces the proton conductivity in water at high umidity. Adiction of HPW in the membrane composition promotes higher proton conductivity in umidified conditions and reduces the thermal stability of the polymer backbone.

Neste trabalho foi feita uma avaliação da compatibilização das blendas de Polipropileno (PP)/Poliamida-6 (PA6) e das blendas Poliamida-6/Borracha Etileno- Propileno (EPR). No primeiro sistema, foi utilizando como agente compatibilizante o PP funcionalizado Polybond 3002 e no segundo sistema, foi utilizando o EPR funcionalizado como agente compatibilizante. As blendas binárias PP/PA6 foram preparadas nas proporções 70/30 e as misturas ternárias PP/PP-MA/PA6 nas proporções 65/5/30, ambas foram processadas em Extrusora Haake Rheomex PTW e Extrusora Haake Rheomex CTW100p. A blenda binária PA6/EPR foi preparada na proporção 70/30 e a blenda ternária PA6/EPR-MA/EPR na proporção 70/25 e processadas em Reômetro de torque Haake Polylab com módulo misturador interno fechado. O gente compatibilizante EPR-MA foi funcionalizado em Extrusora Haake Rheomex PTW utilizando concentração de anidrido maleico (MA) de 1% e de 0,1% do iniciador Luperox. As blendas obtidas foram caracterizadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análises Termodinâmico Mecânica (DMTA), análises reológicas além de análise mecânica. Alguns resultados passaram por uma análise estatística através do teste t para uma melhor confiabilidade nos resultados apresentados no trabalho. Os resultados mostraram que a adição do agente compatibilizante PP-MA e EPRMA provoca uma alteração na morfologia das blendas, apresentando uma melhor miscibilidade e redução do tamanho das partículas dispersas. Além disso, as análises térmicas, dinâmico-mecânicas e reológicas demonstraram um indício da interação entre as fases causado pela compatibilização. A análise mecânica das blendas PP/PA6 mostrou um melhor desempenho das blendas ternárias em comparação as blendas binárias. In this work an evaluation of the compatibilization of the Polypropylene (PP)/Polyamide-6 (PA6) blends and Polyamide-6/Ethylene-Propylene Rubber (EPR) blends was carried out. A funcionalized PP and a funcionalized EPR were used as compatibilizer agent in the first and second systems, respectively. The binary blends PP/PA6 were prepared in the proportions 70/30 and the ternary mixtures PP/PP-MA/PA6 in the proportions 65/5/30, both in Haake Rheomex PTW Extruder and Haake Rheomex CTW100p Extruder. The binary blend PA6/EPR was prepared in the proportion 70/30 and the ternary blend PA6/EPR-MA/EPR in the proportion 70/5/25, using a Haake Polylab Rheometer with internal mixer module. The compatibilizer agent EPR-MA was prepared in a Haake Rheomex PTW Extruder functionalized with 1 wt % of maleic anhydride (MA) as grafting agent and 0.1% of Luperox as initiator. The obtained blends were characterized for Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA), roational rheometry and mechanical properties measurements. When necessary the significance of the differences among samples was statically analyzed using a t test. The results showed that the addition of the compatibilizer agents PP-MA and EPRMA provokes an alteration in the morphology of the blends, increasing miscibility and reducing the size of the dispersed phase particles. Besides, the dynamic-mechanical thermal and rheological analyses indicate interaction between the phases caused by the compatibilization. The mechanical analysis of the blends PP/PA6 showed a better performance of the ternary blends in comparison to the binary blends.

Neste trabalho foram estudadas as misturas PVDF/PMMA processadas em proporções de 20, 40, 60 e 80% em massa em misturador de baixa taxa de cisalhamento (LSM) e alta taxa de cisalhamento (HSM). Os materiais obtidos foram caracterizados por análise térmica (DSC e TGA), análise reológica (reometria de torque e reometria de placas paralelas), análise morfológica (SEM e MO), além de análise microestrutural (FT-IR e RMN). Os resultados obtidos foram correlacionados com os dois tipos de processamento efetuados e mostraram que o tipo de processamento afeta a mobilidade dos componentes da mistura. As misturas PVDF/PMMA apresentaram uma tendência de diminuição do torque estabilizado com o aumento do teor de PMMA, para as composições processadas no misturador LSM em 60 e 100 rpm, sugerindo um menor esforço mecânico oferecido pelo PMMA nesta condição de processamento. Nas misturas processadas em misturador HSM, o PVDF mostrou maior dificuldade em cristalizar. O componente semicristalino na mistura, apresentou diversas fases cristalinas, ao ser resfriado, para as composições com 60 e 80% de PVDF.Resultados de análises de DMA mostraram que o pico referente à transição beta diminui e desaparece com o aumento do teor de PMMA. As curvas obtidas para as misturas PVDF/PMMA processadas por ambos os métodos mostraram também uma transição secundária observada para o PMMA puro em torno de 10°C. O aparecimento dessa relaxação foi atribuído ao cisalhamento imposto pelo processo de mistura. As propriedades viscoelásticas e a morfologia obtida corroboraram os resultados da processabilidade das misturas e da análise de RMN, demonstrando o efeito do tipo de misturador empregado e a separação de fase observada. In this work, PVDF/PMMA blends were melt blended in proportions of 20, 40, 60 e 80% by weight in two different mixers, a low shear (LSM) and a high shear mixer (HSM). The compositions were characterized by thermal analysis (DSC and TGA), rheological analysis (torque rheometry and parallel plate rheometry), morphological analysis (NMR, SEM e OM), and FT-IR. The results were correlated with the two types of processing used and showed that the type of mixer affected the mobility between the blend components. The PVDF/PMMA blends showed also a tendency of decrease of stabilized torque with PMMA content, for compositions processed in LSM mixer, at 60 and 100 rpm, suggesting a lower mechanical work caused by PMMA. PVDF showed higher difficulty to crystallize in blends processed in HSM mixer. The semicrystalline component showed different crystalline forms on cooling from the melt, regarding the composition used. DMA results showed that beta transition peak diminished and disappear completely as PMMA content increases. The DMA curves for PVDF/PMMA blends processed by the two methods also showed a secondary transition for PMMA around 10°C. The appearance of this relaxation was attributed to the high shear imposed by processing. The viscoelastic properties and the morphology obtained corroborated the blend processability results and NMR analysis, demonstrating the phase separation phenomena and the effects of the type of mixer used in this study.

O enfoque principal deste trabalho foi observar o desenvolvimento da morfologia de fases da blenda binária PBT/ABS e desta blenda compatibilizada pela adição de um copolímero acrílico reativo, durante a etapa de mistura por extrusão e de moldagem por injeção. A evolução da morfologia das blendas, durante a etapa de mistura, foi analisada através do uso de amostras coletadas de uma extrusora de rosca dupla co-rotacional, com acessório especialmente projetado para coleta in line. A morfologia observada nas amostras obtidas por injeção foi realizada utilizando amostras retiradas de corpos de prova moldados. As amostras obtidas por extrusão e por moldagem por injeção foram posteriormente preparadas através de crio-ultramicrotomia e observadas através de microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Uma "Função Dispersão" foi desenvolvida neste trabalho para comparar as diversas morfologias sob diferentes condições de processamento e de compatibilização. A adição de compatibilizante favorece a formação de uma morfologia de domínios de ABS dispersos em PBT, ao longo do canhão da extrusora, e previne satisfatoriamente o fenômeno de coalescência destes domínios durante o processo de moldagem por injeção. A função dispersão foi utilizada principalmente para mostrar a tendência da evolução morfológica e mostrou um bom desempenho para tal. The aim of this work was to observe the development of the phase morphology of the PBT/ABS blends during their extrusion mixing and injection molding steps. The evolution of the blend morphology during the mixing stage was analyzed using a specially designed co-rotational twin-screw extruder with a collecting device located along the barrel. Blend samples were collected in-line along the length of the extruder barrel during the blending process. Blend morphology was also observed from specimens molded through injection molding. All the samples were observed by transmission electron microscopy (TEM). They were prepared by cryo-ultramicrotomy and the rubbery phase of the ABS contained in the blends was stained with osmium tetroxide (OsO4). A special function was established and is proposed to analyze the blend morphology trends through image analysis. In binary blends, the ABS phase showed better dispersion after the mixture passed through the extruder die. However, a coalescence phenomenon was observed during the next molding step. Compatibilized PBT/ABS blends showed better dispersion than binary blends, even after injection molding. The special function used to quantify the dispersion throughout the mixing and molding steps showed an excellent performance.

O enfoque principal deste trabalho foi observar o desenvolvimento da morfologia de fases da blenda binária PBT/ABS e desta blenda compatibilizada pela adição de um copolímero acrílico reativo, durante a etapa de mistura por extrusão e de moldagem por injeção. A evolução da morfologia das blendas, durante a etapa de mistura, foi analisada através do uso de amostras coletadas de uma extrusora de rosca dupla co-rotacional, com acessório especialmente projetado para coleta in line. A morfologia observada nas amostras obtidas por injeção foi realizada utilizando amostras retiradas de corpos de prova moldados. As amostras obtidas por extrusão e por moldagem por injeção foram posteriormente preparadas através de crio-ultramicrotomia e observadas através de microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Uma "Função Dispersão" foi desenvolvida neste trabalho para comparar as diversas morfologias sob diferentes condições de processamento e de compatibilização. A adição de compatibilizante favorece a formação de uma morfologia de domínios de ABS dispersos em PBT, ao longo do canhão da extrusora, e previne satisfatoriamente o fenômeno de coalescência destes domínios durante o processo de moldagem por injeção. A função dispersão foi utilizada principalmente para mostrar a tendência da evolução morfológica e mostrou um bom desempenho para tal.

Neste trabalho foram avaliados as propriedades mecânicas, dinâmico-mecânicas e morfológicas dos compósitos poli{etileno-co-álcool vinílico) (EVAL)/xisto retortado (X R) e poli(etileno-co-álcool vinílico)/xisto retortado queimado (XRQ). No estudo das características destes compósitos, foram utilizados dois tipos de EVAL, apresentando diferentes percentuais de grupos hidroxila na cadeia principal, o primeiro com 8 mol% e o segundo com 18 mol% de álcool vinílico na cadeia principal. O XR e o XRQ foram classificados, de modo que os tamanhos de partículas pudessem ser determinados, sendo usados amostras com 125 μm, 88,9 μm, 53,3 μm e 44,5 μm. As misturas foram preparadas em percentuais variados e granulometrias diferentes em relação ao XR e ao XRQ, de maneira a determinar qual dos sistemas de estudos possuem as melhores propriedades mecânicas, morfológicas e dinâmico-mecânicas. As misturas foram caracterizadas através da determinação de suas propriedades mecânicas, microscopia eletrônica de varredura, curvas de torque e análise dinâmico-mecânica. Através dos ensaios de tensão versus deformação, podemos constatar que o tamanho de partícula do Xisto Retortado e do Xisto Retortado Queimado tem pouca influência sobre as propriedades mecânicas. Foi possível se determinar neste trabalho que dois mecanismos independentes de interação entre a carga inorgânica e a matriz orgânica ocorrem. Tal observação pode ser feita pela análise das propriedades finais dos compósitos obtidos. No primeiro sistema de adesão, o coque retido no XR atua como fixador da matriz polimérica na parte inorgânica e serve como agente lubrificante. No segundo sistema é possível que os poros resultantes da queima do XR para produzir o XRQ atue como ponto de fixação mecânica entre a matriz orgânica e a fase dispersa inorgânica. Foi possível observar que não ocorrem processos degradativos ou de reticulação durante a preparação dos compósitos, pois não ocorrem variações significativas nas curvas de Torque durante o processamento. In this work we studied several types of mixtures of poli(ethylene-covinyl alcohol) (EVAL) with Pyrolised Oil Shale (POS) and Pyrolised Oil Shale Burned (POSB). Two types of EVAL were used, with different percentile of hidroxyl groups in the main chain, one with 8 mol% and the second with 18 mol% of vinyl alcohol in the polymer. For the filler (POS and POSB) several particle size were used. The particle size of POS and POSB used in this work were 125 μm, 88,9 μm, 53,3 μm and 44,5 μm. The mixtures were prepared with different concentration and particle size, in order to determine which composite show the best mechanical properties, morphologic and dynamic-mechanics. The mixtures were characterized through the determination of its mechanical properties, scanning electronic microscopy, torque curves and analysis mechanic-dynamics. Through the stress/stain plots, we can verify that the size of particle of the Pyrolised Oil Shale and the Pyrolised Oil Shale Burned have Iittle influence on the properties of the composites. It was possible to observe that two different mechanisms of interaction between the polymer and the filler. Through the analysis of the electronic microscopy we verified different mechanisms for the system EVAL-POS and EVAL-POSB, it differentiates this given by the presence or not of the coke in the particle of Pyrolised Oil Shale. We can also verify that the percentile of groups hidroxyl influences the dispersion of the load in the head office polimérica. It is possible to see that there is no degradation or of reticulation during the preparation of the composites, because torque does not change significantly during the processing.

Misturas envolvendo borracha nitrílica e copolímeros de etileno-acetato de vinila na proporção 70:30 % em peso, foram preparadas na presença de borracha nitrílica funcionalizada com 2-oxazolina isoladamente ou combinada com EVA funcionalizado com grupos hidroxila, carboxila ou mercaptana. A reação entre os grupos funcionais foi verificada por análise de FTIR da fração insolúvel de amostras não vulcanizadas e pelo decréscimo nos valores de tan delta nos ensaios dinâmico-mecânicos. A utilização desses copolímeros funcionalizados não influenciou significativamente as propriedades mecânicas, provavelmente devido à proporção da mistura utilizada (rica em NBR) o que facilita a localização da NBR funcionalizada no interior da fase elastomérica. Nitrile rubber/ethylene-vinyl acetate copolymer (NBR/EVA) blends with ratio of 70/30 wt% were prepared in the presence of functionalized NBR with 2-oxazoline groups. This functionalized copolymer was employed alone or in combination with EVA copolymer functionalized with hydroxyl, carboxyl or mercaptan groups. The reaction between the functional groups was confirmed by FTIR analysis of the unvulcanized samples insoluble fraction, and by the decrease in the tan delta values. The mechanical properties were not substantially affected by the presence of these functionalized copolymers, probably due to the proportion of blend composition (with high amount of NBR), thus forcing the location of functionalized NBR inside the elastomer phase.

Neste trabalho foram avaliados a morfologia e os comportamentos reológico, mecânico e viscoelástico de misturas de poliestireno (PS) com copolímeros em bloco de estireno-butadieno-estireno (SBS) com estruturas radial ou linear. Os elastômeros termoplásticos foram empregados como modificadores de impacto com o objetivo de tenacificar o poliestireno. Os polímeros puros foram caracterizados por cromatografia de permeação em gel e reometria rotacional. As misturas PS/SBS foram preparadas em extrusora de rosca simples em frações mássicas de 5, 10, 15 e 20% de SBS e analisadas por plastometria, reometria capilar, análises dinâmico-mecânicas e microscopia de transmissão. Os corpos de prova para avaliação das propriedades mecânicas das misturas, do PS e do HIPS foram moldados por injeção e os ensaios realizados foram de resistência à tração e resistência ao impacto. Todas as misturas PS/SBS apresentaram variação de viscosidade sob cisalhamento e algumas apresentaram comportamento e resistência ao impacto similares àquelas apresentadas pelas resinas de HIPS comercial. A morfologia das misturas PS/SBS diferentemente da observada no HIPS, não apresentou estrutura tipo salame com oclusões de PS em PB. Foram observadas partículas dispersas de PB em formas esférica e irregular distribuídas em uma matriz contínua. Isto é uma conseqüência da natureza química do polímero, do seu processamento, da composição e da razão de viscosidades entre os componentes.

Neste trabalho estudamos vários tipos de misturas de polietileno como HDPE,. LLDPE, LDPE, EVA e compósitos de HDPE/carbonato de cálcio HDPE/xisto retortado. As misturas foram preparadas em percentuais variados, de maneira a determinar sua processabilidade. As misturas foram extrudadas e caracterizadas através de DSC, taxa de fluidez, propriedades mecânicas, microscopia eletrônica e análise dinâmico mecânica. Em baixas velocidades de processamento observamos que a contribuição do LLDPE nas misturas HDPE/LLDPE sobre a processabilidade é nula, tanto em termos de quantidade presente na mistura quanto o efeito dos diversos grupos laterais presentes em sua estrutura. Em altas velocidades de processamento o LLDPE influencia no processamento da mistura, com o torque dependendo da composição da mesma. Constatamos que em misturas de LLDPE/LDPE, o LDPE atua como um agente plastificante, diminuindo o torque necessário à extrusão das mesmas. Em misturas de HDPE/copolímeros de EVA (com ou sem modificação do grupo lateral) podemos processar mais uma maior quantidade de massa por tempo, para qualquer dos tipos de copolímeros de EVA utilizados. Em misturas de HDPE/xisto retortado, observamos que este mineral apresenta um bom desempenho para ser utilizado como carga, pois a fase orgânica residual presente no mesmo confere certa adesão interfacial polímero/carga. Não foi observada uma dependência evidente entre as propriedades mecânicas e o tamanho de partícula para as misturas de HDPE/xisto retortado. Utilizando o método simplex otimizamos o processo de extrusão, em termos de perfil de temperaturas da extrusora, atingindo incrementos de até 83 % na massa extrudada. In this work it was studied several types of mixtures with HDPE, LLDPE, LDPE, EVA and composites of HDPE/pyrolised oil shale. The mixtures were prepared at different concentrations, in order to determine the best processing conditions. The mixtures were extruded and characterized by DSC, melt flow index, mechanical properties, scanning electronic microscopy and dynamic-mechanical analysis. At low processing rates we observed that there is no effect of LLDPE on the processability of HDPE/LLDPE mixtures. This is true not only with respect to the amount of LLDPE in the mixture, as well with respect to the side groups in the polymer backbone. At high processing rates LLDPE causes a decreasing in required torque for extrusion. We verified that in mixtures of LLDPE/LDPE, LDPE acts as plasticizer, reducing the torque for the extrusions of those samples. In HDPE/EVA copolymers we verified a mass increase under extrusion, for any of the types of copolymers of EVA in the mixture. Mixtures of HDPE/pyrolised oil shale have show good mechanical properties suggesting a strong coupling between polymer and filler. This behavior may be explained by the residual organic compounds still present in the filler. This behavior may be explained by the residual organic compounds still present in the filler. In general, there is not effect of the particle on the mechanical properties, except on the sample elongation. The simplex method allow us to optimize the extrusion process, with respect to the extruder temperature profile, Increasing the average temperature no more than 2°C and torque (about 8 %) we have reached extruded masses increments up to 83 %.

O presente trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de desenvolvimento de membranas poliméricas a partir de redes de polímeros interpenetrantes (IPNs) compostas de poliuretano obtido a partir do óleo de mamona e de copolímero de poli(estireno-co-divinilbenzeno). Filmes de IPNs foram funcionalizados através da sulfonação, utilizando sulfato de acetila como reagente, a fim de se produzirem membranas íon-seletivas do tipo catiônicas. Os materiais poliméricos produzidos, sulfonados ou não, foram estudados através de um conjunto de métodos termoanalíticos (TGA, DSC, DMA), microscopia eletrônica de varredura e avaliados quanto à resistência química e mecânica. As IPNs sulfonadas foram avaliadas quanto seu comportamento de absorção de água e quanto à capacidade de troca iônica. Os resultados mostraram que a concentração dos componentes das IPNs afeta suas propriedades e que as condições de sulfonação afetam as características das membranas produzidas.

Neste trabalho foi realizada uma avaliação do polipropileno funcionalizado com anidrido maleico (PP-MA) como agente compatibilizante nas blendas de polipropileno (PP) com os nylons 6, 6,6, 6,9, 6,10 e 6,12. A modificação química do polipropileno com anidrido maleico (MA) foi feita através de reação radicalar no estado fundido, utilizando-se peróxido de dicumila (DCP) como iniciador. As reações foram realizadas em câmara de mistura com monitoramento do torque. Os PP-MA foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho. As blendas binárias foram preparadas na proporção PP/nylon de 70/30 e as misturas ternárias PP/PP-MA/Ny na proporção de 63/7/30, variando-se o tipo de nylon e o teor de incorporação de MA no PP. Para a produção das misturas ternárias foram utilizados três PP-MA com porcentagens de incorporação diferentes (0,34%, 0,46% e 0,81% p/p). Todas as blendas foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica de varredura, análise das propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados demonstraram que a adição do agente compatibilizante PP-MA provoca alterações na morfologia das blendas, indicadas pela redução do tamanho e a melhor dispersão das partículas dispersas na matriz de PP. Por outro lado, os resultados das propriedades mecânicas das blendas ternárias foram melhores do que das blendas binárias. Além disso, nas análises térmicas e reológicas é notório o indício da interação entre as fases causado pelo compatibilizador Foi realizado o estudo do efeito do tipo de nylon nas blendas PP/PP-MA/Ny. Estas blendas foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura, microscopia eletrônica de varredura, propriedades mecânicas e reológicas. Na análise reológica foram realizados os testes para os nylons N6, N6,9 e N6,10. Para os nylons N6,6 e N6,12 não foi possível fazer as medidas de viscosidade. Os resultados demonstraram que para os teores de 0,34 e 0,46 g% de MA no PP, o nível de dispersão final segue o fator da reatividade dos grupos terminais amino do nylons. Assim, a ordem de aumento de dispersão para as blendas com os nylons foi de N6,9, N6 e N6,10. Este comportamento foi confirmado na análise morfológica. Para o teor de 0,81 g%, a dispersão foi afetada pelo quociente das viscosidades, obedecendo a ordem esperada para os nylons 6,10, 6,9 e 6 e suas blendas.

Neste trabalho foi realizado um estudo da modificação química do copolímero em bloco de estireno-butadieno-estireno com metacrilato de glicidila através de reação radicalar, utilizando-se peróxido de dicumila como iniciador. Foram também realizadas reações de funcionalização utilizando anidrido maleico como agente de funcionalização. As reações foram realizadas em câmara de mistura com monitoramento do torque. Todos os produtos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho e o grau de reticulação foi avaliado através de teste de insolubilidade em tolueno. Foi realizado um planejamento fatorial para analisar os efeitos da concentração de metacrilato e peróxido e tempo na funcionalidade, conversão e torque final. Somente os efeitos principais foram significativos para a conversão, funcionalidade e torque final. A concentração de metacrilato de glicidila apresenta efeito significativo sobre o torque final enquanto que o tempo teve um efeito significativo somente sobre a conversão. A concentração de peróxido de dicumila apresenta um efeito mais significativo para o torque final e a conversão e teve um pequeno efeito sobre a funcionalidade. A funcionalidade e a conversão tendem a um valor limite em aproximadamente 0,14% de peróxido de dicumila. Os elastômeros funcionalizados foram empregados como compatibilizantes e modificadores de impacto em misturas com nylon 6. Foram realizadas análises morfológicas, térmicas e mecânicas. Considerando a maior concentração de elastômero (20%), existe uma tendência de melhoria da tenacidade com o uso de elastômero funcionalizado em comparação às misturas com SBS puro. In this work chemical modification of styrene-butadiene-styrene copolymer with glycidyl methacrylate was carried out in an internal mixer through radical reactions. Dicumyl peroxide was used as initiator. Grafting reactions with maleic anhydride were also performed. During reactions torque was monitored continuously. Reactions products were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and crosslinking was evaluated in terms of the insoluble fraction in toluene. A factorial design was performed to evaluate the effects of the glycidyl methacrylate, Dicumyl peroxide content and time on the grafting degree, conversion and final torque. Only principal effects were significant to grafting degree, conversion and final torque. The glycidyl methacrylate content had a significant effect on final torque while time had a significant effect on conversion. Dicumyl peroxide content was found to be the most significant factor for final torque and conversion and had small effect on grafting degree. The modified elastomers were used as compatibilizing agents and impact modifiers for blends with nylon 6. The morphologic analysis showed that the grafting reaction causes interaction between nylon and elastomer. On the mixing conditions used in this work, the grafted SBS was not efficient as impact modifier. The toughness of the blends was smaller than the values corresponding to pure nylon, although toughness of blends with grafted SBS was a little higher than toughness of blends with unmodified SBS.

Misturas poliméricas de poliestireno (PS1) com poli(óxido de propileno) (PPO) e de poliestireno (PS1) com poliestireno de baixíssima massa molecular (PS2), foram preparadas, em diversas composições, para avaliação das propriedades térmicas, mecânicas e de escoamento. As propriedades térmicas foram avaliadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e as propriedades mecânicas e de escoamento foram determinadas através de ensaios de tração e monitoração do valor do torque durante o processamento das misturas, respectivamente. Foi observado que o PPO atua como plastificante do poliestireno enquanto que o PS2 não apresenta este comportamento. Entretanto, a adição de ambos os componentes produz mudança no empacotamento molecular, originando o aparecimento de fissuras na superfície dos materiais. Poly(propylene oxide) (PPO) and polystyrene of lower molecular weight were added to commercial polystyrene. These blends were prepared in a Haake internal mixer and the properties of polystyrene/poly(propylene oxide) and polystyrene/polystyrene of lower molecular weight blends were evaluated using tensile testing, differential scanning calorimetry and torque curves obtained during the process. The results obtained show that PPO acts as a plasticizer for polystyrene, decreasing significantly its torque value and the glass transition temperature. The addition of polystyrene of lower molecular weight to polystyrene causes subtle modifications. However, the addition of both PPO and polystyrene of lower molecular weight to polystyrene probably accelerates crazes formation and it is usually detrimental to the mechanical properties.

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