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La teoría de la elasticidad impartida en grados de ingeniería se restringe a las hipótesis de linealidad (comportamiento elástico y pequeñas deformaciones). Esta hipótesis es perfectamente válida para el análisis de sistemas estructurales sujetos a pequeñas deformaciones compuestos de materiales tales como acero, hormigón, etc., donde las deformaciones serán pequeñas. Sin embargo, no todas las aplicaciones estructurales en ingeniería admiten esta hipótesis. Así, el modelado de materiales elastoméricos debe tener en cuenta la posibilidad de que el material desarrolle grandes deformaciones y desplazamientos cuando es sometido a solicitaciones externas. En este caso, el material es modelado teniendo en cuenta la teoría de la hiperelasticidad. La elasticidad no lineal transitoria se refiere a la capacidad de un material para deformarse de manera no lineal y temporalmente dependiente de la carga aplicada sobre él. Esto significa que la respuesta de un material a una carga no es proporcional a la carga misma y puede variar con el tiempo. El modelo constitutivo de materiales hiperelásticos implica la no linealidad del sistema subyacente de ecuaciones en derivadas parciales que gobiernan las ecuaciones físicas. Esta respuesta no lineal puede ser parametrizada matemáticamente utilizando modelos no lineales que tienen en cuenta la dependencia temporal de la deformación. Para la realización de este Trabajo Fin de Grado se pretende plantear matemáticamente el modelo de hiperelasticidad anteriormente descrito e implementarlo en el software FreeFem++. Por ello, se requerirá a lo largo de este el conocimiento de: 1) Técnicas numéricas para la resolución de ecuaciones no lineales (NewtonRaphson). 2) Discretización espacial por medio del método de los elementos finitos. 3) Discretización temporal a través de integradores temporales clásicos, explícitos e implícitos. 4) Utilización de métodos directos/iterativos para la resolución del sistema de ecuaciones algebraicas asociado con la discretización del problema Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial Universidad Politécnica de Cartagena

284 p. Antecedentes y objetivos: La Esclerosis Múltiple es una patología neurológica de origen inflamatorio que afecta fundamentalmente al sistema nervioso central, tratándose de la causa no traumática de discapacidad más frecuente en jóvenes adultos. La neurorehabilitación permite mantener y mejorar la marcha de las personas que viven con EM (pvEM), siendo la terapia asistida por robot una de las desarrolladas en los últimos años. En los casos en los que las pvEM necesitan ayuda técnica para caminar, su monitorización no es incluida habitualmente a la hora de valorar la marcha. El "Smart-tip" es un nuevo dispositivo que puede dar solución a esta carencia. Sin embargo, no se conocen las cualidades psicométricas de los parámetros captados por el citado sistema. Por ello, los objetivos del presente trabajo son: 1. Identificar los métodos de valoración utilizados en los ensayos clínicos aleatorizados con grupo control (ECA) de reeducación de la marcha en pvEM; 2. Evaluar las cualidades psicométricas de fiabilidad y validez del "Smart-tip" en pvEM; 3. Evaluar la sensibilidad del "Smart-tip" en pvEM.Metodología: Se han realizado tres estudios diferentes para dar respuesta a cada uno de los objetivos: 1. Revisión sistemática de la literatura; 2. Estudio transversal en una muestra de 30 pvEM; 3. Estudio cuasiexperimental de reeducación de la marcha mediante terapia asistida por robot en un grupo de pvEM.Resultados: 1. Existe una gran heterogeneidad en los métodos de valoración de la marcha en los 46 ECA de reeducación en pvEM analizados y ninguno de ellos evalúa la forma de utilización de la ayuda técnica; 2. El Error Estándar de la Medida presenta porcentajes de error inferiores al 4%, y los parámetros fuerza máxima relativa, número de ciclos y amplitud anteroposterior total, correlacionan de forma estadísticamente significativa con las escalas de valoración SPPB y TUG; 3. La intervención de reeducación de marcha asistida por robot reduce la fuerza máxima relativa y la amplitud lateral total y aumenta la amplitud anteroposterior total, de manera significativa.Conclusiones: 1. La forma de utilización de la ayuda técnica no es tenida en cuenta en las valoraciones de los ECA de reeducación de la marcha en pvEM; 2. El "Smart-tip" es un dispositivo fiable y válido para su utilización en pvEM: 3. El "Smart-tip" parece poseer una sensibilidad superior a las escalas de valoración utilizadas habitualmente.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Ionomeric polymer-metal composites (IPMC) are devices generally composed of metallic electrodes and an ionomeric polymer membrane in a “sandwich-like” format, whose main property is the electromechanical actuation or sensing due to ions movement. Metal electrodes are used for their high electrical conductivity and malleability. However, the high cost of the material, long manufacturing time, and fatigue failure limit its application both economically and in durability. In this sense, the replacement of metallic electrodes with conductive elastomer nanocomposites was evaluated to reduce the costs and complexity of device manufacturing and increase its operating life. Two processing routes were used to prepare the synthetic and natural polyisoprene elastomers, one with subsequent homogenization by a two-roll mill and the other by casting. The dispersion of the conductive fillers (carbon nanotubes and carbon black) was carried out in rubber latex assisted by surfactants and ultrasound. The prepared nanocomposites showed high electrical conductivity as well as strain and solvent sensing capacities. To improve the adhesion between the elastomers and the membrane (Nafion®), the plasma treatment with atmospheric air was evaluated as a surface modifier. This treatment improved the hydrophilicity and the adhesion work of the rubbers with the formation of oxygenated groups and an increase in nano-roughness. However, in Nafion an adverse effect of side chains breakage occurred, impairing its ionic transport capacity. In this way, ionomeric polymer-polymer composites (IPPC) were prepared using untreated Nafion and plasma-modified elastomers, this type of electrode being unprecedented in the literature. These devices presented displacement and trajectory sensing capacity at levels close to the conventional IPMC in all frequency ranges and applied accelerations, highlighting that at low frequencies the IPPC obtained better results than the control. Os compósitos de polímero ionomérico-metal (IPMC) são dispositivos geralmente compostos por eletrodos metálicos e uma membrana de polímero ionomérico no formato “sanduíche” e tem como principal propriedade a atuação ou sensoriamento eletromecânico a partir do movimento de íons. Os eletrodos metálicos são utilizados por sua alta condutividade elétrica e maleabilidade. Entretanto, o alto custo do material, longo tempo de fabricação e falha por fadiga limitam sua aplicação tanto economicamente quanto pela baixa durabilidade. Neste sentido, a substituição dos eletrodos metálicos por nanocompósitos elastoméricos condutores foi avaliada com o intuito de diminuir os custos e a complexidade da fabricação do dispositivo e aumentar a sua vida em operação. Na preparação dos elastômeros de poli-isopreno sintético e natural foram utilizadas duas rotas de processamento, uma com posterior homogeneização por moinho de rolos e outra por casting. A dispersão das cargas condutoras (nanotubos de carbono e negro de fumo) foi realizada em látex de borracha, assistida por surfactantes e ultrassom. Os nanocompósitos preparados apresentaram alta condutividade elétrica e também capacidade de sensoriamento a deformação e à solventes. Para melhorar a adesão entre os elastômeros e a membrana (Nafion®), o tratamento a plasma com ar atmosférico foi avaliado como modificador de superfície. Este tratamento melhorou a hidrofilicidade e o trabalho de adesão das borrachas com a formação de grupos oxigenados e aumento da nanorugosidade. Entretanto, no Nafion um efeito adverso de quebra das cadeias laterais ocorreu, prejudicando a capacidade de transporte iônico da mesma. Desta forma, foram preparados dispositivos de compósito de polímero ionomérico-polímero (IPPC) utilizando o Nafion sem tratamento e os elastômeros modificados por plasma, sendo este tipo de eletrodo inédito na literatura. Estes dispositivos apresentaram capacidade de sensoriamento de deslocamento e trajetória em níveis próximos ao do IPMC convencional em todas as faixas de frequência e acelerações aplicadas, destacando que em baixas frequências o IPPC obteve melhores resultados que o controle. Processo nº 88887.612843/2021-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

The visibility of material reuse, subproducts and coproducts has been gaining more and more space in academical researches, industrial uses and innovation, therefore, the present study purpose are the possibilities of use of the sodium silicate solution from rice husk ash (RHA). In addition, Ionic Liquid (LI) and different ratios of silicon and niobium were added to seek improvements in the physicochemical properties of the elastomers. By means of X-Ray Diffraction (XRD) it was proved the obtaining of pure MCM-48 mesoporous material and, when employed varied molar ratios of Si/Nb, Nb-MCM-48. When applying in elastomers, concluded through maximum and minimum torque, great time and scorch, that the IL add and the MCM too caused effects in the performances, as scorch time acceleration and mechanical properties improvement. La visibilidad de la reutilización de materiales, subproductos y coproductos ha ido ganando cada vez más espacio en la investigación académica, el uso industrial y la innovación, con ello, el propósito del presente estudio son las posibilidades de aprovechamiento de la solución de silicato de sodio a partir de la ceniza de la corteza de arroz (CCA). Además, se adicionó Líquido Iónico (LI) y diferentes proporciones de silicio y niobio para buscar mejoras en las propiedades fisicoquímicas de los elastómeros. Mediante Difracción de Rayos X (XRD) se comprobó la obtención de material mesoporoso MCM-48 puro y, al emplearse relaciones molares variadas de Si/Nb, Nb-MCM-48. Cuando se aplicaba a los elastómeros, se concluía mediante par máximo y mínimo; tiempo óptimo y chamuscado, que la adición de LI y también de MCM provocó efectos en sus desempeños, tales como aceleración del tiempo de chamuscado y mejoras en las propiedades mecánicas. A visibilidade de reaproveitamento de materiais, subprodutos e coprodutos vem ganhando cada vez mais espaço em pesquisas acadêmicas, utilização industrial e inovação, com isso, o propósito do presente estudo são as possibilidades de utilização da solução de silicato de sódio proveniente da cinza da casca de arroz (CCA). Além disso, adicionou-se Líquido Iônico (LI) e diferentes relações de silício e nióbio para buscar melhorias nas propriedades físico-químicas dos elastômeros. Por meio de Difração de Raios X (DRX) comprovou-se a obtenção do material mesoporoso do tipo MCM-48 pura e quando empregada variadas relações molares de Si/Nb, Nb-MCM-48. Ao aplicar em elastômeros, concluiu-se por meio de torque máximo e mínimo; tempo ótimo e scorch, que o acréscimo de LI e também da Nb-MCM causaram efeitos nos seus desempenhos, como aceleramento do tempo de scorch e melhorias nas propriedades mecânicas.

A relevante expansão na produção de produtos poliméricos reflete no acúmulo de rejeitos desse seguimento e dificuldades em seu correto destino. A composição desses polímeros pode variar de acordo com propriedades requiridas ao produto, tornando ainda mais difícil a viabilidade técnica e econômica na reciclagem do material. Esse é o caso dos polímeros elastoméricos destinados a fabricação de pneus, que formam um composto misto, entre diferentes borrachas e cargas, os quais são vulcanizados para estabilização de suas propriedades. Esse trabalho apresenta um estudo para desvulcanização mecanoquímica “verde” de pneus inservíveis moídos, utilizando um misturador termocinético. Para a caracterização das amostras de pneu foram realizados ensaios de densidade, intumescimento, teor Sol, teor Gel, Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TGA), Calorímetria Diferencial de Varredura (DSC) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Foi verificado que as condições de processamento no misturador termocinético, influenciam na densidade, no teor de solúveis, e favorecem o intumescimento das amostras à medida que a velocidade de cisalhamento aumenta. As características térmicas do material não apresentaram grande variação nas condições mais brandas de tratamento. A análise de Horikx indica que as amostras processadas na velocidade 1 (2565 rpm) apresentaram a maior taxa de cisões seletivas, e na velocidade 2 (5145 rpm), a partir de três minutos de processamento, as cisões de cadeia são randômicas, tendendo a uma fragmentação da cadeia polimérica. A melhor eficiência de desvulcanização, com menor fragmentação da cadeia foi de 53% com um minuto de processamento a 5145 rpm. A análise morfológica indica a tendência de diminuição de espaços vazios na amostra e a fusão do pneu inservível ao longo do tempo e intensidade de processamento. The relevant expansion in the production of polymeric products reflects in the accumulation of waste from this sequence and difficulties in its correct destination. The composition of these polymers can vary according to the required needs, making the possibility of recycling the technical and economic material even more viable. This is the use of polymeric rubbers that are modified to manufacture tires, which are composed of a mix, between different and which are vulcanized to stabilize their properties. This work presents a study for “green” mechanochemical devulcanization of scrap tires, using a thermokinetic mixer. To characterize the tire samples, density, swelling, Sol, Gel, Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed. It was determined that the processing conditions were not determined as thermokinetic, of increasing density, in the swelling content of the samples as the density increased. The thermal characteristics of the material did not have great characteristics in the most mild treatment conditions. Horikx analysis indicates that as samples processed at speed 1 (2565 rpm) obtained the highest rate of selective scissions, and at speed 2 (5145 rpm), after three minutes of processing, as chain scissions are random, tending to fragmentation of the polymeric chain. The best devulcanization efficiency, with less chain fragmentation, was 53% with one minute processing at 5145 rpm. A morphological analysis indicates the tendency of gaps to increase in the sample and the accuracy of the waste tire over time and processing intensity.

Orientador: Lucia H. I. Mei Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Artigos destinados ao uso médico-hospitalar (luvas) ou de prevenção contraceptiva (preservativos) são geralmente fabricados com látex natural, que possui um ótimo balanço de propriedades mecânicas. Todavia, por se tratar de um produto natural, a presença de determinados tipos de proteínas na sua composição, bem como alguns ingredientes usados na produção vêm ultimamente causando reações alérgicas em seus consumidores. O poliuretano, por ser não alergênico e possuir uma combinação de boa resistência e elasticidade, é uma das alternativas mais eficientes para se solucionar tal problema. Porém, atualmente no seu uso são utilizados solventes de base orgânica, que causam problemas ambientais e de saúde ocupacional. Neste trabalho, foram estudadas formulações de dispersões aquosas de poliuretano como uma alternativa viável do ponto de vista ecológico e de desempenho em relação às propriedades mecânicas do látex natural. Formulações com diferentes ingredientes (diisocianatos e polióis) e concentrações de segmentos flexíveis e rígidos foram obtidas. Filmes foram obtidos das dispersões e submetidos a ensaios de propriedades físicas, caracterização por infravermelho, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise dinâmico mecânica (DMA). Os resultados obtidos foram avaliados comparativamente aos de filmes obtidos de uma formulação de látex natural. Através da análise de DSC, verificou-se a relação inversamente proporcional entre a massa molecular do poliol usado e a temperatura de transição vítrea do poliuretano. Verificou-se através dos resultados dos ensaios físicos, que é possível obter-se filmes originados de dispersões aquosas de poliuretano com propriedades físicas semelhantes aos do látex natural (dispersão DAPU2), com uma concentração de segmentos flexíveis (75,4%) superior aos rígidos (24,6%) Abstract: Products used as medical devices (gloves) or contraceptives (condoms) generally are made from natural latex due to its outstanding balance of physical properties. However, presence of proteins and chemical ingredients in its formulation can lead to human allergic reactions. Polyurethane has been used as a natural latex substitute, due to its good properties of strength and elasticity and non-allergenicity. Manufacturing process using polyurethanes generally uses organic solvent based solutions, that causes problems in terms of environmental and occupational healthy. In this work, formulations of polyurethane aqueous dispersions were studied as an alternative related to environmental subject and physical properties performance compared to naturallatex. Formulations using different ingredients (diisocyanates and polyols) and concentrations of hard and soft segments were done. Films were prepared and submitted to physical properties tests, infrared characterization, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamical mechanical analysis (DMA). Results were comparatively evaluated with films from natural latex formulation. Through the analysis of DSC the relationship was verified inversely proportional between the molecular mass of the used poliol and the glass temperature transition (Tg) of the polyurethane. LIt was verified through the results of the physical properties that it is possible to obtain films originated of polyurethane aqueous dispersions with mechanical properties similar to the naturallatex ones (dispersion DAPU2), using a concentration of flexible (75,4%) superior to the hard segments (24,6%) Mestrado Ciência e Tecnologia de Materiais Mestre em Engenharia Química

Orientador : Marco-Aurelio De Paoli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

Orientador: Simonides Consani Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia Resumo: Este trabalho teve como objetivo comparar "in vitro" as forças de tração exercidas pelas cadeias elastoméricas em função do tempo de distensão. Foram usados 4 tipos comerciais de cadeias elastoméricas, dois de fabricação nacional (Tecnident, tipos Cristal e Cinza) e dois de fabricação estrangeira ...Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: The objective of this work was to compare "in vitro" the traction force produced by the elastomeric chains considering the extension time. Four commercial types of elastomeric chains were used, two Brazilian (Tecnident, types Clear and Gray) and two foreign ones ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations Doutorado Ortodontia Mestre em Ciências

Orientadores: Carlos Alberto Mariotoni, Caio Glauco Sanchez Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: o crescimento das grandes cidades, da industrialização e do consumo, tem forçado a civilização a conviver com um processo mais intenso de degradação do meio ambiente, ameaçando os recursos naturais e energéticos, além da maior produção de resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Isto tem trazido preocupação com relação à sustentabilidade do processo de crescimento das economias mundiais e ao futuro dos recursos esgotáveis. Dessa forma, torna-se essencial a utilização de combustíveis obtidos a partir de fontes renováveis, como por exemplo os resíduos sólidos, líquidos e gasosos, gerados pela atividade industrial e pelas cidades. Uma das metas do planejamento energético de um país é minimizar a produção de descartes, e incentivar a reinserção dos resíduos e sub-produtos nos diversos processos produtivos. Além disso deve-se minimizar os impactos desses resíduos no meio ambiente. Como exemplo pode-se citar a produção de polímeros, que nas últimas décadas, com a evolução da pesquisa, tem provocado um crescimento na geração de resíduos, que devido à sua composição, permanecem intactos nos aterros por longos períodos de tempo sem que haja sensível degradação. Por outro lado, grande parte destes materiais possuem características bastante adequadas ao reaproveitamento ou reciclagem e, que podem apresentar razoável potencial energético. Entre os polímeros mais comuns estão as borrachas, principalmente as empregadas nos pneus automotivos, que tem gerado, nos países com maior frota, grandes problemas ambientais, ainda não completamente solucionados. Procurando contribuir para a solução destas questões, apresenta-se a proposta de um reator que utiliza pneus usados para a obtenção de óleo combustível através de sua gaseificação. A eficiência e a viabilidade da utilização deste processo foi avaliada através do seu balanço energético e da caracterização do óleo obtido como energético Abstract: The growth of the big cities, industrialization and goods consumptions, have forced the civilization to live with more intensive environmental degradation process, threatening both the nature and energy resources, besides the bigger production of gas, liquid and solid wastes. That brings a greater worry related to the sustentability of the growing economy world process as well as to the future of the renewable resources. Therefore, it is important to utilize the fuels obtained from renewable sources, like the gas, liquid and solid wastes generated by both the industrial activities and the cities. Any energy planning aims to minimize the wastes production as well as to stimulate both the waste and the sub-products re-utilization in the several industrial processes. Besides that it is important to minimize their environmental impacts. As example it is mentioned the production of polymers, with have contributed to increase the wastes generation what stay untouched for many years at the landfills due to their compositions. Therefore most of those wastes can be re-utilized or recycled, and can have a reasonable energy potential. Among the more usual polymers are the tires rubber which generate, in the developed countries, great non-solved environmental problems. In order to contribute to the solution of those problems, it is presented in this work, a proposal of a reactor which uses scrap tires to get fuel oil using the gasification process. The efficiency and the viability of using this process have been analyzed by means of the energy balance and the characterization of the combustion oil as energy vector Mestrado Saneamento Mestre em Engenharia Civil

Orientador : Marco-Aurelio de Paoli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Mestrado

Orientador : Fernando Galembeck Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Mestrado

Orientador : Marco-Aurelio De Paoli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

Orientador: Frederico Andrade e Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: O presente estudo avaliou comparativamente a alteração dimensional de quatro materiais de moldagem elastoméricos de consistência fluida (uma silicona por adição, duas siliconas por condensação e uma mercaptana) através da técnica do casquete. Um modelo metálico (padrão) foi confeccionado contendo dois dentes com preparos tipo coroa total. Sobre este modelo, com um alívio metálico de 0,3mm, foram obtidos os casquetes através da técnica de Neelon (técnica do pincel). As moldagens foram realizadas através de uma prensa de carga estática onde uma força de 0,4 kgf assentava as moldeiras sobre o modelo metálico. As faces oclusais dos dentes preparados possuíam ranhuras, em forma de cruz. Na extremidade de cada ranhura havia pequenos pontos a partir dos quais iniciava-se a leitura. A leitura linear, em microscópio comparador, era feita inicialmente na face oclusal de cada dente distintamente, em seguida lia-se ligando os pontos entre os dois dentes. Os resultados foram analisados estatisticamente e concluiu-se que: não houve diferenças estatisticamente significantes Abstract: The present study assessed comparatively the dimensional change of four fluid-consistence elastomeric impression materiais (one addition silicone, two condensation silicones and one mercaptan) using the headcap technique. A metal cast (pattern) was made, enclosing two teeth with metal-crown preparation. On this cast, with a O,3-mm metal relief, were obtained the headcaps using Neelon's technique (brush method). The impressions were carried out with a static-weight press, where a strength of 39.2 N (newton) was pressing the trays over the metal cast. The occlusal surfaces of the prepared teeth had cross-wise grooves. In the extreme of each groove there were small points where the reading started. The linear reading, in a comparing microscope, was initially done at the occlusal surface of each teeth distinctly, so following it was read matching the points between the two teeth. The results were statistically analysed and it followed that there were no statistically significant differences Doutorado Prótese Dental Doutor em Odontologia

Orientador: Paulo Sollero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Este trabalho visa o estudo da propagação de trincas interfaciais em materiais liiperelãs-ticos submetidos a envelhecimento. O método dos elementos finitos foi aplicado utilizando o software Abaqus para realizar a análise global do modelo de propagação e determinar as distribuições de tensões e deformações no corpo. Foram desenvolvidas duas técnicas, aplicadas a materiais com comportamento não linear, para a determinação do percurso de propagação. Ambas as técnicas baseiam-se na integral J e no critério da máxima taxa de liberação de energia. Para a análise do tipo de propagação e estimativa da vida em fadiga, uma metodologia foi desenvolvida para obter os parâmetros críticos de fratura e os coeficientes da Lei de Paris. Os parâmetros críticos de fratura são responsáveis por determinar se a trinca propagará de forma estável, instável ou se não haverá propagação, enquanto que os coeficientes da Lei de Paris são utilizados na integração da equação de Paris, de modo a estimar a vida em fadiga do modelo. Para a verificação do modelo de fratura foi utilizada a técnica de correlação de imagem digital. As validações das técnicas para determinar o percurso de propagação foram realizadas a partir de análises comparativas com resultados publicados na literatura e resultados experimentais próprios Abstract: This work aims the study of interfacial crack propagation in hyperelastic materials with aging. The finite element method was applied using software Abaqus to perform the global analyses of the propagation model and evaluate the stress and strains fields. Two techniques, applied to nonlinear materials, were developed to evaluate the crack propagation path. Both techniques are based on J-integral and maximum energy release rate. To analyze the propagation type and estimation of fatigue life, a methodology was developed to obtain the critical fracture parameters and the Paris coefficients. The critical fracture parameters are responsible to determine the propagation type, while the Paris coefficients are used in the integration of the Paris Law equation, in order to estimate the fatigue life. To verify the fracture model the digital image correlation was used. The validations of the techniques to evaluate the crack propagation path were made from comparative analysis with results published in the literature and own experimental results Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ana Rita Morales Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O objetivo deste trabalho foi promover a modificação das propriedades do PLA com a incorporação de elastômero com morfologia do tipo núcleo-casca, no qual a camada externa é composta por metacrilato de metila¿co-ácido itacônico (MMA-co-ITA); e núcleo, composto por poli (acrilato de butila-co-metacrilato de metila-co-ácido itacônico) (BA-co-MMA-co-ITA). Também foi utilizado o extensor de cadeia Joncryl ADR ¿ 4368, em diferentes concentrações, buscando melhorar a compatibilidade entre os polímeros. As amostras foram processadas em um homogeneizador Drais e moldadas por prensagem. Foram realizadas análises de Espectroscopia do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA), ensaio de resistência a tração, ensaio de resistência ao impacto Izod, análise dinâmico-mecânica (DMA) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). Os resultados de FTIR sugeriram a interação entre os grupos carboxílicos do elastômero com os grupos carboxílicos do PLA. Na análise de DSC observou-se que o grau de cristalinidade do PLA foi reduzido tanto pelo efeito da presença do elastômero como do extensor de cadeia. As amostras não apresentaram deslocamento da temperatura de transição vítrea (Tg) dos polímeros indicando a não miscibilidade entre os componentes. As análises de TGA mostraram que não houve alteração nas temperaturas de decomposição dos polímeros nas blendas. Ensaios de resistência à tração mostraram o aumento no alongamento na ruptura, diminuição do módulo de elasticidade e a diminuição da tensão de ruptura das blendas com o aumento da proporção das partículas núcleo-casca. A resistência ao impacto Izod foi significativamente aumentada devido à presença das partículas núcleo-casca no PLA. A partir da análise DMA, verificou-se que a rigidez das blendas diminuiu com o aumento do conteúdo de elastômero núcleo-casca. A análise DMA também indicou melhor compatibilidade entre os polímeros com a adição do extensor de cadeia. A análise visual dos corpos de prova e as imagens de SEM mostraram que o microfissuramento e a cavitação das partículas núcleo-casca, observados nos corpos de prova submetidos ao ensaio de resistência ao impacto Izod, foram o importante processo de dissipação de energia mecânica Abstract: The aimed of this work was to promote the modification in PLA properties by the incorporation of a core-shell elastomer. The shell of the elastomers was composed of methyl methacrylate-co-itaconic acid (MMA-co-IA) and the core was composed of poly(butyl acrylate-co-methyl methacrylate-co-itaconic acid). Joncryl ADR ¿ 4368 chain extender was also used in different concentrations, aiming to improve polymers compatibility. The samples in different compositions were processed in Drais homogenizer and molded by pressing. The samples were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermo gravimetric analysis (TGA), tensile strength test, impact strength test, dynamic mechanical analysis (DMA) and scanning electron microscopy (SEM). The FTIR results suggested the interaction between the carboxyl groups of the elastomer with the funcional groups of the PLA. DSC analysis showed that the degree of PLA crystallinity was reduced by the effect of the presence of the elastomer and the chain extender. The samples did not present a displacement of the glass transition temperature (Tg) of the polymers indicating non-miscibility between the components. TGA showed that there was no change in the decomposition temperatures of the polymer in the blends. Tensile strength test results showed increased elongation at break, decreased modulus of elasticity, and decreased tensile strength of the blends with increasing core-shell particle ratio. The Izod Impact strength is significantly increased due to the presence of core-shell particles in the PLA. From DMA, the rigidity of blends was decreased with the increase of core-shell elastomer content. DMA also indicated increased the compatibility between polymers with the use of the chain extender. SEM analysis showed that the crazing and particle cavitation observed in Izod test specimens were the most important mechanical energy dissipation process Mestrado Ciência e Tecnologia de Materiais Mestre em Engenharia Química CNPQ 156719/2015-0

Se elaboraron poliuretanos elastoméricos (PUE) a partir de un poliol de base biológica, el diol dimero de ácido graso (FADD), un poliol convencional (politetrametileno éter glicol-PTMEG) y el diisocianato de 4,4-difenilmetano. Se investigó la influencia del poliol FADD sobre la resistencia al desgaste y la separación de microfases de este material elastomérico. El poliuretano elastomérico fue elaborado mediante el método del prepolimero, ósea en dos etapas. En la primera etapa, se sintetizó un prepolímero de poliuretano usando diisocianato de 4,4'-difenilmetano (MDI) y politetrametileno éter glicol (PTMEG). En las formulaciones de poliuretano, el FADD reemplazó gradualmente a este último hasta alcanzar el 100% en peso del total de polioles. En la segunda etapa, los prepolímeros, conteniendo grupos isocianato terminales, se unieron usando 1,4-butanodiol (BDO) como extensor de cadena para obtener poliuretanos elastoméricos (PUE) basados en poliol de tipo poli(éter-éster). La miscibilidad entre los polioles de base éster y éter (FADD y PTMEG, respectivamente) se estudió cualitativamente con microscopía óptica y mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), método que también se utilizó para investigar el grado de separación de fases (DPS) de los PUE obtenidos. Los espectros FTIR resultantes mostraron posibles interacciones de tipo puentes de hidrógeno entre el grupo éster de FADD y el grupo hidroxilo de PTMEG, lo que indicaría una miscibilidad parcial entre el poliol éster FADD y el poliol éter PTMEG. Esta miscibilidad parcial fue corroborada cualitativamente por microscopía óptica. Además, el DPS de los PUE obtenidos disminuyó al aumentar el contenido de FADD en la formulación de elastómero. Sin embargo, por encima del 25% en peso de FADD, no hubo mayor disminución de este parámetro. El rendimiento de desgaste de los PUE se determinó mediante pruebas de resistencia a la abrasión y erosión, donde las pruebas de erosión se llevaron a cabo en una máquina de erosión de fabricación propia basada en el método ASTM D-968. Los resultados mostraron que la resistencia al desgaste de los PUE aumenta al aumentar el contenido de FADD, hasta aproximadamente un 50% en peso de FADD. Esta investigación mostró que los PUEs de base biológica podrían ser adecuados para fabricar repuestos para la industria minera, donde los PUEs usados actualmente para este fin aún son elaborados con polioles a base de petróleo.

El Capítulo 4 está sujeto a confidencialidad por la autora 140 p. 182 p.(Confidencial) El objetivo de esta tesis es mejorar la adherencia entre el SMC (Sheet Moulding Compound) y el caucho EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M), sin necesidad de adicionar productos intermedios, como primers o adhesivos, antes de realizar la sobreinyección del caucho sobre el SMC previamente conformado. Se ha estudiado la capacidad de adherencia de resinas de vinilester y de poliéster con el caucho EPDM, y se ha analizado la influencia de la adición de diferentes porcentajes de resina fenólica, como promotor de adherencia, . Se han caracterizado las resinas y los composites, y se ha determinado el comportamiento de los materiales híbridos. La calidad de la unión composite-EPDM se ha caracterizado de diferentes formas: 1) mecánicamente, determinando la fuerza de adhesión y la resistencia al pelado, 2) ópticamente, comparando las superficies del SMC y el caucho después de separarlos, y 3) químicamente, analizando por DSC el calor de reacción de mezclas de caucho con las diferentes resinas utilizadas. Así mismo, se han realizado estudios complementarios, centrados en el análisis de la capacidad de caucho para reaccionar con las resinas de poliéster y de viniléster, y de la capacidad del caucho y las resinas de poliéster para reaccionar con la resina fenólica, que han permitido determinar el tipo de interacción química entre el caucho y el SMC, y el efecto que produce la resina fenólica. Se ha concluido 1) que la adhesión composite-caucho EPDM se logra con resinas de poliéster, pero no con resinas de viniléster, 2) que la adición de resina fenólica promueve la adhesión química entre los composites y el caucho EPDM y3) que la unión química entre ambos materiales ocurre debido a los dobles enlaces de las unidades maleicas residuales del poliéster, que son más abundantes cuando se agrega resina fenólica como promotor de adherencia, ya que la resina fenólica actúa como inhibidor del curado de la resina de poliéster.