Repositório RCAAP

Este trabalho tem por finalidade avaliar o efeito da utilização de duas bentonitas organofílicas, uma nacional, organofilizada com o sal brometo de cetil trimetil amônio, ASCM e outra importada comercial, Cloisite 30B nas propriedades de compósitos PET/bentonita pelo método de intercalação por fusão. Inicialmente, concentrados (1:1) de PET/bentonita foram preparados no misturador interno (Reomix 600) operando a 260 ºC / 60 rpm / 10 min. Em seguida, os concentrados foram adicionados a matriz polimérica PET em quantidades necessárias para obtenção de 1 - 3 % em massa de bentonita no compósito PET/bentonita para serem processadas em extrusora dupla-rosca contra-rotativa do reômetro de torque Haake empregando 275 ºC e 60 rpm e então injetadas em injetora Fluidmec a 260 ºC. Os compósitos foram denominados PET/ASCM e PET/CL e caracterizados por difração de raios-X (DRX), termogravimetria, (TGA) e propriedades tênseis e, as argilas, por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), DRX e TGA. As análises de FTIR e DRX confirmaram a organofilização das argilas. A estabilidade térmica apresentou-se mais significativa para o compósito PET/ASCM e melhores propriedades tênseis foram verificadas para o compósito PET/CL com 3 % em massa de Cloisite 30B.

Filmes finos de óxido de zinco intrínsecos (ZnO) e dopados com Alumínio (ZnO:Al) e Boro (ZnO:B) foram depositados por spray-pirólise sobre substratos de vidro. Foi estudada a influência de parâmetros como a concentração de dopante, temperatura de substrato (TS) e processamento térmico sob vácuo sobre as propriedades estruturais, óticas e elétricas dos filmes visando sua aplicação como óxido condutor transparente. Foram obtidos valores de resistividade elétrica de 1, 21 x 10-2 e 6,97x 10-3 W.cm para filmes de ZnO:Al (1% at. - Ts= 550ºC) e ZnO:B (0,5% at. - Ts= 500ºC) tratados termicamente, respectivamente, e uma transmitância ótica de 48%. O cálculo das figuras de mérito correspondentes indicou uma ligeira superioridade do filme ZnO:B. De modo geral, o tratamento térmico provocou uma redução de 3 a 4 ordens de grandeza no valor da resistência de folha dos filmes. A energia de GAP ótico situou-se entre 3,00 e 3,30 eV.

Um tubo fabricado com material compósito de matriz polimérica reforçado por fibras de vidro foi caracterizado através de microscopia eletrônica digital. Uma seção circunferencial do tubo foi observada em um microscópio eletrônico de varredura com captura digital de imagem. Um mosaico com imagens em alta magnificação foi gerado para que fosse possível uma caracterização que abrangesse desde as fibras individualmente até a distribuição espacial das camadas de fibras. Através do desenvolvimento de uma seqüência de processamento, dados como o diâmetro das fibras e ângulo de enrolamento foram obtidos, bem como foi realizada a identificação das várias camadas de fibras presentes.

O objetivo principal desde trabalho é apresentar os valores de deformações normais circunferenciais obtidos através de simulações numéricas de tubos metálicos (Aço AISI 1020, comprimento L = 400 mm, diâmetro externo D = 100 mm e espessura t = 2 mm) nas três condições a seguir: (i) inicialmente íntegros; (ii) desbastados em 50% na espessura, ao longo de 25% de sua região central, para simular um defeito; e (iii) reparados com o compósito Carbono / Epóxi (tecido balanceado de fibras, AS4 - Hexcel), submetidos a diferentes pressões internas, na faixa de 2 a 10 MPa, utilizando para isso o software não linear de elementos finitos COMPSHELL. E, adicionalmente, verificar se os reparos compósitos aplicados restauram a rigidez original do tubo, anterior ao desbaste. Observou-se que existe uma espessura mínima necessária para que o reparo de Carbono/Epóxi recupere totalmente a rigidez local perdida com o desbaste, sendo utilizadas como referências para avaliar a eficácia do reparo o deslocamento radial e a deformação circunferencial do tubo. A espessura mínima do reparo depende, diretamente, da relação entre os módulos de elasticidade do reparo e do material original do tubo. No caso específico deste trabalho com tubos de aço, a espessura requerida do reparo é de 3,05 mm.

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em cimentos utilizados exclusivamente para cimentação de trabalhos protéticos indiretos, as reais melhorias mecânicas dos ionômeros modificados com resina em relação aos ionômeros convencionais. Desenvolvimentos termodinâmicos foram realizados para melhor compreender os vidros componentes dos cimentos estudados, bem como melhor interpretar resultados experimentais. O trabalho experimental realizado com três cimentos ( Ketac Cem - ESPE, Fuji Plus - GC e Vitremer - 3M) caracterizados como cimentantes, isto é, utilizados na cimentação de trabalhos odontológicos indiretos, consistiu em: caracterização do pó original dos cimentos através de microscopia eletrônica de varredura; determinação da espessura de película de cimentação; análise por microscopia ótica de seções de corte de amostras de cimento curado; e ensaios de resistência à compressão em amostras de cimento curado. Foram obtidos os resultados de análises estatísticas dos dados coletados sobre espessura de película de cimento vedante e da resistência à compressão do mesmo. Concluiu-se que a espessura de película do cimento Vitremer é significativamente menor do que aquela do cimento Ketac Cem, que por sua vez é significativamente menor do que a do cimentoFuji Plus; a resistência à compressão do cimento Fuji plus é significativamente maior do que aquela do cimento Vitremer, que é por sua vez significativamente maior do que aquela do cimento Ketac Cem.

O objetivo do presente trabalho foi estudar a correlação das propriedades mecânicas (resistências à compressão e à flexão) dos cimentos de ionômero de vidro convencionais com a composição química e a distribuição de tamanho de partícula do vidro do cimento ionomérico de vidro como encontrado no mercado. A revisão bibliográfica realizada evidenciou o mérito dos cimentos de ionômeros de vidro convencionais quanto à sua adesão ao esmalte, à dentina e às ligas metálicas odontológicas, quanto à sua capacidade de liberação gradual e prolongada de fluoreto (com efeito anti-cariogênico), mas também mostrou a sua baixa resistência coesiva e a alta solubilidade em meio aquoso. O trabalho experimental foi realizado com 5 cimentos (Vidrion R, Vidrion F e Vidrion C - SSWITE, Ketac Cem e Ketac Fill - ESPE) caracterizados como restauradores e cimentantes (utilizados na restauração de cavidades e cimentação de trabalhos odontológicos indiretos, confeccionados em laboratório de prótese), e consistiu-se em: caracterização do pó original dos cimentos por meio de microscopia eletrônica de varredura, medição dos tamanhos de partícula dos pós, análise pela difração de raios-X, e ensaios de resistência à compressão em amostras de cimento curado. Conclusões: Vidrion C possui resistência suficiente para ser substituto eventual como cimento restaurador; o envelhecimento de 2 meses fortalece os cimentos Vidrion C e R; sem envelhecimento, Ketac Fill apresentou melhor resistência à compressão do que o Vidrion C; os vidros dos pós de cimentos de ionômero de vidro podem apresentar-se fortemente cristalizados no seu estado como recebido do fabricante.

Neste trabalho, são apresentadas simulações numéricas de tubos de PVC de parede fina submetidos à pressão hidrostática interna, íntegros, desbastados e reparados, com uma razão entre o diâmetro (D) e a espessura (t) superior ou igual a 20, i.e. D/t > 20. Foram realizadas simulações numéricas com o programa de elementos finitos, chamado Compshell, utilizando tubos de PVC, desde o regime elástico até a ruptura, com a condição de contorno engastado numa extremidade e com liberdade de deslocamento axial na outra. São analisados os resultados dos deslocamentos longitudinal e radial, resultantes de momentos fletores e de tensões normais para tubos. As pressões máximas foram estimadas com o critério de falha de Tsai-Hill. O melhor resultado para tubos reparados foi obtido com o laminado de matriz epóxi (E) e carga de enchimento de algodão (A) com módulos de Young do compósito, E E/A = 3,5 GPa, e do tubo de PVC, E PVC = 3,0 GPa. O reparo compósito ideal é aquele que restitui a rigidez estrutural da região afetada, de forma que não ocorra estrangulamento ou estufamento na mesma. O objetivo do trabalho é comparar os resultados obtidos com dois tipos de reparos compósitos para tubos poliméricos: (i) matriz epóxi reforçado com fibra de vidro-E e (ii) matriz epóxi com carga de enchimento de algodão, indicando as características geométricas e propriedades mecânicas do reparo compósito que apresentou o melhor comportamento.

Devido às suas elevadas propriedades mecânicas específicas, os materiais compósitos estão enfrentando demandas novas, onde a capacidade de produção em massa a um custo mais acessível se tornou indispensável. A Moldagem por Transferência de Resina ou RTM (Resin Transfer Molding) constitui um promissor processo de fabricação de materiais compósitos. O objetivo deste trabalho é o estudo experimental do processo de infusão durante a fabricação de placa espessa por RTM. Os materiais usados nos experimentos foram: tecido de fibra de vidro e resina éster-vinílica com catalisador Butanox e acelerador CoNaP. As placas de material compósito eram constituídas de 32 camadas de fibra de vidro com espessura de 25,4 mm. Dois tipos de experimentos foram realizados: o primeiro para medir a influência do sistema de injeção de resina no processamento e o segundo para medir a influência da quantidade de resina presente no reservatório de injeção. Nos processamentos realizados, o sistema de injeção de resina alterou o tempo de preenchimento da preforma. A variação na quantidade de resina no reservatório não só alterou os tempos de preenchimento como impediu o preenchimento da preforma em um dos processamentos realizados. Não foi possível impedir o fenômeno de race-tracking. Baseando-se nos experimentos realizados, pode-se concluir que: o sistema de injeção de resina é importante no real entendimento do processamento por RTM e que a quantidade de resina no reservatório de injeção pode influenciar o processamento por RTM.

Os cimentos de fosfatos de cálcio são biomateriais formados pela mistura de um pó de fosfato de cálcio com água ou com solução aquosa de sais orgânicos ou inorgânicos formando uma pasta que reage à temperatura ambiente ou corpórea, endurecendo como resultado da reação de precipitação. Cimentos de fosfato de cálcio são usados comumente em cirurgias de preenchimento ósseo na odontologia e ortopedia, que requerem procedimentos extremamente invasivos. A inovação consiste em formular uma pasta injetável pela incorporação de aditivos. Neste estudo, três aditivos (carboxi-metil-celulose, polímero de agar e alginato de sódio) foram incorporados a fosfato tricálcico-alfa, nas concentrações de 0,4%; 0,8%; 1,6%; 3,2%; 6,4% em massa. Os resultados demonstraram que foi possível obter composições de cimento de fosfato tricálcico injetáveis. Verificou-se que a injetabilidade, medida por um método inédito proposto, depende do comportamento reológico das pastas. Neste estudo, as formulações com 1,6% de carboxi-metil-celulose, 1,6% de agar e 0,8% de alginato de sódio, permitiram a obtenção de uma viscosidade suficiente para uma boa homogeneização e injeção do cimento.

Laminados compostos de PEEK (poli-éter-éter-cetona) reforçados com fibras de carbono foram extraídos de placas de laminados híbridos metal-fibra (LMF) projetados para uso estrutural em aeronaves de alto desempenho, e re-processados segundo três rotas térmicas distintas daquela originalmente estabelecida. Os quatro laminados compostos resultantes de matriz termoplástica foram então extensivamente caracterizados por uma série de técnicas de análise térmica e termo-mecânica. Concluiu-se que a rota original de processamento do LMF gerou o laminado composto PEEK/C exibindo máximo desempenho mecânico em termos de módulo de elasticidade, bem como apresentando excelente estabilidade térmica/estrutural dentro do intervalo de temperatura previsto para o material em condições reais de operação em serviço.

A utilização de polímeros bioreabsorvíveis na área médica tem aumentado a cada ano. Dentre os polímeros bioreabsorvíveis mais estudados, encontra-se o poli (L-ácido láctico-co-ácido glicólico), PLGA, cuja principal característica é apresentar curto tempo de degradação e por isso, aplicado como suturas, dispositivos para liberação controlada de medicamentos e regeneração guiada de tecido em contato com o osso, periodontia. Os objetivos deste trabalho foram sintetizar, caracterizar e estudar a degradação "in vitro" de membranas de PLGA. O copolímero foi sintetizado através da abertura dos dímeros cíclicos do ácido láctico e do ácido glicólico, utilizando como catalisador o Sn(Oct)2. Obteve-se PLGA com valores de massa molar ( MW ) da ordem de 10(5) g/mol e sua estrutura química foi confirmada através de RMN de ¹H e 13C e IR. As propriedades térmicas do PLGA foram estudadas por DSC, sendo verificado que o copolímero, na relação estudada, 80/20 é amorfo. O estudo da degradação "in vitro" das membranas do PLGA, mostrou o surgimento de cristalinidade em função do tempo de degradação.

El presente trabajo analiza las propiedades mecánicas de placas de fundición nodular con espesores que varían entre 1.5 y 4 mm, coladas en moldes de arena con modelos de disposición vertical y horizontal. Se realizaron coladas con distintos carbonos equivalentes, obteniéndose conteos nodulares en el rango de 900 a 2200 nod/mm2. Todas las probetas ensayadas fueron sometidas previamente a un tratamiento de ferritizado, a fin de evitar la influencia de los distintos microconstituyentes. Se obtuvieron resultados de alargamiento a la rotura que superan lo estipulado por la norma ASTM A536, lográndose valores de hasta 32%, en placas de 4 mm de espesor coladas en molde vertical. Se establecieron las influencias que el Carbono Equivalente (CE), el conteo nodular y la composición química ejercen sobre las propiedades mecánicas.

Neste trabalho a função TCHZ (Modificada por Thompson-Cox-Hastings) foi usada para a análise das larguras integrais dos perfis das linhas de difração dos raios X de caulinitas através do método de ajuste Le Bail. Este método não requer informações estruturais, exceto dos parâmetros de rede aproximados e dos parâmetros de resolução instrumental. Esta técnica de refinamento faz parte do programa FullProf onde é conhecido como "Profile Matching". O método foi aplicado para dois casos de alargamento devido aos tamanhos de cristalitos e microdeformações da rede da caulinita de depósitos brasileiros, que passaram por beneficiamentos químico e físico. As amostras apresentam teores de Fe2O3 variando entre 1,55 (moderado) a 3,04% (alto). O refinamento através do método de Rietveld foi realizado com os dados de uma amostra de referência padrão do LaB6 para obter simultaneamente os parâmetros instrumentais e como uma maneira independente de validar os resultados obtidos pelo método "Profile Matching". Foi observado que o tamanho do cristalito decresce e a deformação cresce com o aumento do conteúdo de Fe2O3 (% em peso) na amostra. A forma Lorentziana dos alargamentos intrínsecos das linhas de difração é um forte indicador que são os pequenos tamanhos dos cristalitos a principal causa das imperfeições das amostras de caulinitas analisadas.

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A utilização de reatores à membrana nas reações em fase gasosa, alternativamente aos modelos convencionais para a produção de hidrogênio, é de grande interesse científico e tecnológico. Busca-se o desenvolvimento de sistemas catalíticos mais eficientes e, em especial, de membranas com melhores propriedades de transporte de gases. Neste trabalho, foi investigada a produção de membranas poliméricas do tipo fibras ocas, as quais foram posteriormente pirolisadas e destinadas ao preparo de membranas catalíticas seletivas. As membranas foram preparadas pelo processo de inversão de fase, utilizando-se poli(éter imida) como polímero base e poli(vinil pirrolidona) como modificador de viscosidade. A obtenção das membranas de carbono constitui-se de uma etapa inicial de oxidação das membranas secas, seguida da pirólise propriamente dita, em um reator de quartzo. Os polímeros precursores e as membranas poliméricas foram caracterizados por análise térmica. As morfologias das fibras poliméricas e de carbono foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura. As propriedades de transporte das fibras foram determinadas em uma célula de permeação de gases. As fibras poliméricas obtidas apresentaram morfologia caracterizada pela ausência de macrovazios e presença de microporos interconectados. Os testes de permeabilidade gasosa a N2 e CO2 permitiram avaliar a existência de defeitos. As fibras de carbono apresentaram morfologia característica, com aparente resistência mecânica.

O presente trabalho tem como objetivo principal a caracterização microestrutural e de fases de carbeto cementado (WC/10Co) dopado com terras-raras (La2O3 e CeO2). Este carbeto cementado é largamente utilizado como ferramenta de corte. Foram preparadas diversas misturas de WC/10Co com adições de até 3% em peso de La2O3 e CeO2 da fase cobalto. Os pós misturados foram submetidos a prensagem uniaxial em 200 MPa numa matriz cilíndrica (fi = 10 mm). Os compactos foram sinterizados sob vácuo em 1400ºC durante 60 min. A densidade relativa das peças foi determinada. As peças sinterizadas foram submetidas a ensaios de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura via elétrons secundários. Os resultados mostraram que para as condições estudadas a adição de elementos de terras-raras influenciou positivamente a densificação do carbeto cementado WC/10Co durante o processo de sinterização. A microestrutura sinterizada das peças não sofreu modificações significativas com a adição dos elementos de terras-raras estudados.

Foram estudadas as propriedades mecânicas dos compósitos com partículas dispersas de diamante em matriz de resina epóxi curada com diferentes proporções de endurecedor caracterizadas pela razão resina/endurecedor. Investigou-se também o comportamento termomecânico através de ensaios de DMA (Análise Dinâmico-Mecânica). No presente trabalho foi feita uma completa avaliação das propriedades mecânicas e termomecânicas no amplo intervalo de razão resina/endurecedor associado a possíveis aplicações tecnológicas. Foram fabricados compósitos com até 30% em peso de partículas de diamante dispersas em matriz epóxi do tipo DGEBA/TETA com diferentes razões resina/endurecedor, variando de 7 a 21. Para todas as condições investigadas a resistência diminuiu com a quantidade incorporada de diamante. Para matrizes com razão resina/endurecedor acima do estequiométrico 13, os compósitos apresentaram melhor desempenho mecânico. Os resultados dos ensaios termomecânicos mostraram que o módulo de armazenamento dos compósitos aumenta com a quantidade incorporada de diamante. Através da tangente delta foi possível avaliar prováveis mecanismos que contribuem para o desempenho termomecânico destes compósitos.

Avaliaram-se as características da interface fibra/matriz em compósitos de poliéster reforçado com fibra de coco. Esta avaliação foi realizada através de medidas da tensão interfacial de cisalhamento e também por observação microestrutural da área de contato fibra de coco/resina poliéster. A partir de ensaios de arrancamento de fibras de coco embutidas em cápsulas de resina poliéster analisou-se por microscopia eletrônica de varredura regiões das fibras que se romperam ou sofreram escorregamento ao serem extraídas da resina. Os resultados revelaram uma tensão de cisalhamento interfacial similar a de outras fibras lignocelulósicas e mostraram também uma razoável adesão interfacial decorrente da natureza heterogênea das fibras de coco, o que facilita a impregnação pela resina.

Compósitos ambientalmente corretos, fabricados a partir de resíduos industriais, estão sendo cada vez mais valorizados tanto como solução para a crescente quantidade de lixo gerada pela sociedade, mas também como uma alternativa mais barata para substituir materiais convencionais, sobretudo à base de madeira, usados em construção civil e mobiliário. No presente trabalho, investigam-se as propriedades de compósitos obtidos com tecidos de sacos de aniagem usados, reforçando matriz de resíduos de polietileno. Placas destes compósitos com até 40% em peso de tecido de juta, retirado dos sacos de aniagem, foram obtidas por moldagem a quente juntamente com partículas de polietileno. Os resultados obtidos mostraram, até 30% de tecido, um expressivo aumento da resistência mecânica dos compósitos em função da fração em peso de tecido de juta. Uma análise de custo/benefício revelou grande potencial para estes compósitos como substitutos de alguns produtos convencionais.

O objetivo deste trabalho foi investigar a influência da inserção dos grupos sulfônicos na poli(éter-imida) comercial, PEI, sobre as propriedades físico-químicas do polímero modificado, principalmente, através da capacidade de permear seletivamente prótons ou cátions, quantificada através da capacidade de troca iônica (CTI), sorção em água (% H2O) e viscosidade intrínsica ([eta]). Estes dados experimentais e o modelo estatístico obtido através das variáveis de controle (condições de síntese) e variáveis de respostas (CTI, % H2O e [eta]) mostraram uma boa correlação com a poli(éter-imida) sulfonada, PEIS. A PEIS pode ser obtida, sem perda na estabilidade térmica, condição necessária para o preparo de filmes flexíveis com promissora aplicação em pilha combustível e em outros processos de separação que envolvam o transporte de íons. A PEIS foi obtida através da solubilização do polímero precursor em N-metil-2-pirrolidona (NMP) e adição do sulfato de acetila, como agente sulfonante. Os valores da CTI obtidos por titulação dos grupos sulfônicos presentes mostraram que todos os polímeros foram eficientemente sulfonados. Entretanto, uma variação no grau da capacidade de troca iônica foi observada em função da temperatura reacional, que também contribuiu na redução da viscosidade intrínseca dos polímeros modificados. Estes resultados provavelmente são devidos à presença de reações secundárias que ocorrem durante a sulfonação dos polímeros. A análise termogravimétrica do polímero original mostrou que a degradação da cadeia inicia em temperatura acima de 550ºC, com perda de massa em um único estágio, enquanto os polímeros sulfonados apresentam adicional estágio de perda de massa, na região entre 200-250ºC, e pode ser atribuída a dessulfonação. Contudo, a temperatura de degradação do polímero modificado, PEIS, ainda é mais elevada do que a Nafion™, o que torna este polímero útil para aplicações em transporte de íons.