Resumo em Espanhol:

Se presenta la capacidad de las técnicas de modelización molecular basadas en métodos de la química cuántica para predecir la estructura molecular y electrónica de polímeros conductores. Concretamente, se discute la aplicabilidad de estas herramientas computacionales al estudio de diferentes aspectos del politiofeno y sus derivados: geometría molecular y planaridad, cambios estructurales producidos por el dopado, propiedades electrónicas y desarrollo de nuevos materiales conductores.

Resumo em Inglês:

The ability of molecular modeling techniques based on quantum chemical methods to predict the molecular and electronic structure of organic conducting polymers is examined. More specifically, we report on the applicability of these computational tools to study different aspects of polythiophene and its derivatives: molecular geometry and planarity, the structural changes induced by the doping process, the electronic properties and the design of new conducting materials.

Resumo em Português:

Neste trabalho foi feito um estudo de tendências tecnológicas em nanotecnologia aplicado ao setor de materiais poliméricos, com base em informações extraídas de documentos de patentes. Foi usada como fonte de dados o banco de patentes da USPTO (United States Patent Trademark Office). Os dados foram obtidos via web, utilizando-se diversas palavras-chaves Foram mapeados os principais países depositantes, tipo de depositante e ano de aplicação, setores de aplicação, tipos de polímeros utilizados e principais aditivos e cargas incorporados às matrizes poliméricas.

Resumo em Inglês:

In this work a study of technological tendencies in nanotechnology applied to polymeric materials sector was carried out, based on information extracted of paten documents. The patent office of USPTO (United States Patent Trademark Office) was used as a data source. The data were supplied via web, using several keywords. A mapping was made of the major countries contributing, types and year of patent deposition, application sectors, polymer types used, main additives and fillers incorporated to the polymeric matrices.

Resumo em Português:

Polímeros condutores iônicos ou eletrólitos poliméricos constituídos por um sistema de sal dissolvido em uma matriz polimérica sólida são materiais que apresentam interesse científico e potencial tecnológico. A dissolução de sais em uma matriz polimérica amorfa ou semicristalina sólida leva a estudos sobre intrigantes aspectos estruturais, que podem ser abordados por técnicas físico-químicas diversas tais como RMN, Raman e Espectroscopia de Vida Média de Pósitrons. Os estudos estruturais são correlacionados com propriedades eletroquímicas visando à utilização desses materiais em dispositivos tais como baterias, supercapacitores e células solares. Grupos brasileiros têm gradativamente ampliado os estudos e aplicações de eletrólitos poliméricos sólidos.

Resumo em Inglês:

Ionic conducting polymers or polymer electrolytes prepared with the addition of a soluble salt in a solid polymeric matrix are very important materials, associated with an intense research activity and technological efforts. Structural studies in a system of salt dissolved in an amorphous or semicrystalline solid polymeric matrix can be done with various techniques, such as NMR, Raman and Positron Annihilation Spectroscopy. The structural studies are correlated with electrochemical properties in order to evaluate these materials for applications in batteries, supercapacitors and solar cells. Brazilian researchers are contributing to the fundamental research and development of new applications of polymeric electrolytes.

Resumo em Português:

O uso de fibras naturais como reforçadores para termoplásticos tem despertado interesse crescente, principalmente para termoplásticos reciclados, devido ao baixo custo, utilização de recursos naturais brasileiros disponíveis, além de contribuir para a despoluição ambiental. No presente trabalho foram avaliadas as propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas de compósitos de polietileno de alta densidade reciclado (HDPE-r) e fibra de piaçava da Amazônia (Leopoldinia piassaba), tratada e não-tratada, em diferentes proporções (5, 10 e 15% de fibra). O trabalho tem como objetivo a obtenção de compósitos a fim de atender as exigências do mercado como materiais alternativos, visando à fabricação de placas de baixo custo para estruturas sob pequeno esforço. As fibras foram submetidas a tratamento superficial com silano de duas formas: impregnação direta (fibra-ts) e com solução metanólica (fibra-tms). Foi verificado que os compósitos HDPE-r / fibra-ts apresentaram melhor desempenho mecânico que os obtidos com fibra-tms, em função da remoção pelo metanol da fração contendo lignina, componente estrutural da fibra. O aumento da adesão fibra-matriz de HDPE reciclado em compósitos com fibra tratada, conforme observado pelas microfratografias apresentadas, pode explicar este desempenho. A estabilidade térmica dos compósitos foi pouco afetada com a incorporação da fibra tratada.

Resumo em Inglês:

The use of natural fibers as reinforcement for thermoplastics, especially for recycled thermoplastics, has generated much interest due to their low cost, possibility of environmental protection and use of locally available renewable resources. In this work we evaluate the thermal, mechanical and morphological properties of composites of recycled high-density polyethylene (HDPE-r) with treated and untreated piassaba fibers (Leopoldinia piassaba) in different proportions (5, 10 and 15% w/w). The objective of this work is to obtain composites of HDPE-r / piassaba fiber in order to fulfill the needs of the consumer market, aiming at preparing low-cost plates for light duty jobs. Fibers were submitted to superficial treatment with silane in two different ways: direct incorporation and treatment with methanolic solution of the coupling agent. The results show that composites of HDPE with silane-treated-only fiber had better mechanical performance than methanolic solutions of silane; the increase on fiber - polymer matrix interface adhesion, as revealed from morphological analysis, can explain this higher performance. Thermal stability of the composites is not greatly affected with the addition of treated fiber.

Resumo em Português:

O sistema epoxídico constituído pelo éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA), produto DER 331 com endurecedor 24 comercializados pela Dow Química do Brasil foi caracterizado por métodos espectroscópicos, calorimétricos e de determinação de grupos funcionais. O endurecedor 24 é constituído por trietilenotetramina (60 % molar) e uma mistura de etilenoaminas polifuncionais com estruturas lineares, ramificadas e cíclicas. O equivalente epoxídico da resina resultou de 187 g eq-1. A funcionalidade média, o equivalente de amina, e a concentração do endurecedor que satisfaz a estequiometria, corresponde a 5,54, 27,5 g eq-1, e 14,7 phr, respectivamente. O sistema epoxídico manifestou uma entalpia de reação de 486 J g-1 (106,6 kJ eq-1), e uma temperatura de transição vítrea (Tg<FONT FACE=Symbol>¥</FONT>) de 124 ºC. O trabalho apresenta ainda um programa de cura em duas etapas onde se alcança a conversão máxima, e se apresenta o diagrama de transformações conversão vs temperatura (CTT).

Resumo em Inglês:

Diglycidyl ether of the bisphenol A (DGEBA), product DER 331 and hardener 24 system marketed by Chemical Dow of Brazil were characterized by spectroscopic, calorimetric and determination of functional groups methods. The hardener 24 is constituted by triethylenetetramine (60 % molar) and a mixture of ethylene polyfunctional amines with linear, ramified and cyclic structures. The epoxy equivalent of the resin corresponds to 187 g eq-1. The functionality average, equivalent amine, and the concentration of the hardener that satisfy the stoichiometry corresponds to 5.54, 27.5 g eq-1, and 14.7 phr, respectively. The epoxy system displayed an enthalpy of reaction of 486 J g-1 (106.6 kJ eq-1), and a glass transition temperature (Tg¥) of 124 ºC. Also presented in this work is a cure program in two stages where the maximum conversion was reached.

Resumo em Português:

Amidos de milho contendo aproximadamente 72 e 100 % de amilopectina foram convertidos em amidos termoplásticos por processamento em um misturador intensivo a 160 ºC, usando glicerol como plastificante. Os amidos termoplásticos foram condicionados em ambiente de 53 ± 2% u.r. e caracterizados por medidas de absorção de água, difração de raios X, ensaios mecânicos de tração e por análises dinâmico mecânicas (DMA). O amido com menor teor de amilopectina apresentou maior viscosidade durante o processamento, que foi atribuída à estrutura da amilose. Os amidos termoplásticos TPS1 (72% de amilopectina) e TPS2 (100% de amilopectina) não mostraram diferenças apreciáveis nas propriedades de absorção de água. Após duas semanas de armazenamento, o TPS1 apresentou estrutura semicristalina, enquanto o TPS2 apresentou estrutura totalmente amorfa. Após seis semanas ocorreu um aumento da cristalinidade do TPS1 e ocorreu a formação de estruturas cristalinas no TPS2. As propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas foram afetadas pela cristalinidade do amido que é função da razão amilose/amilopectina.

Resumo em Inglês:

Corn starches with approximately 72% and 100 % of amylopectin were processed in an intensive mixer connected to a torque rheometer in the presence of glycerol (plasticizer) at 160ºC. The thermoplastic starches were conditioned at 53 ± 2% of relative humidity for two weeks and characterized by X-ray diffraction, tensile test and dynamical mechanical analysis (DMA). The starch with lower amylopectin content presented higher viscosity during the processing which was attributed to linear amylose chains. The thermoplastic starches TPS1 (72% of amylopectin) and TPS2 (100% of amylopectin) did not display significant differences in water absorption. After two weeks of aging, TPS1 exhibited semicrystalline structure, whereas TPS2 presented a amorphous structure. After six weeks, the crystallinity of TPS1 increased and some crystalline behavior could be detected in TPS2. The mechanical and dynamical mechanical properties were affected by starch crystallinity, which is a function of amylose/amylopectin ratio.

Resumo em Português:

Os polietilenos lineares de baixa densidade (LLDPE) apresentam propriedades variando amplamente em função da concentração e do tipo de comonômero utilizado na copolimerização, além do tipo de catalisador. Neste trabalho diversos tipos de LLDPE obtidos com diferentes tipos de comonômeros e catalisadores foram caracterizados estruturalmente por RMN-13C e FTIR. Os resultados obtidos por meio destas duas técnicas foram discutidos e comparados.

Resumo em Inglês:

Linear Low Density Polyethylenes (LLDPE) show a broad variation in their properties by changing the type and comonomer content, besides the catalyst used. LLDPE properties change depending on the comonomer and its concentration at polymer chains and also by the catalyst used in polymerization. Several types of LLDPE containing different comonomers in various concentrations, obtained by metallocenic and Ziegler-Natta catalyst, were characterized by 13C NMR and FTIR. The results obtained from these two techniques were discussed and compared.

Resumo em Português:

Os polietilenos lineares de baixa densidade (PELBD) são uma classe de polietilenos com cadeias lineares contendo somente ramificações de cadeia curta devido à inserção de uma alfa-olefina durante as reações de copolimerização com o eteno. As alfa-olefinas comumente utilizadas são o 1-buteno, o 1-hexeno e o 1-octeno. Dependendo da alfa-olefina e do catalisador utilizado na polimerização, os PELBD apresentam microestruturas que resultam em diferentes propriedades térmicas e mecânicas. Uma técnica simples e eficaz para a avaliação da distribuição de comonômeros nas cadeias poliméricas é o fracionamento por cristalização isotérmica a partir do estado fundido realizado via DSC. Neste método submete-se o polímero a diversas cristalizações isotérmicas durante o resfriamento, a partir do estado fundido. Este processo favorece a separação da fração cristalina em grupos contendo lamelas de diferentes espessuras, dependendo da distribuição da aolefina ao longo da cadeia do polímero e da massa molar. Durante o posterior aquecimento das amostras fracionadas observam-se picos endotérmicos em número igual ao de isotermas, que fornecem informações sobre a distribuição relativa dos comonômeros ao longo das cadeias dos PELBD. Neste trabalho, esta metodologia foi aplicada a diversos tipos de PELBD obtidos utilizando-se diferentes tipos e teores de alfa-olefina, e diferentes sistemas catalíticos. A influência das condições experimentais sobre a eficiência do fracionamento também foi avaliada. A eficiência do fracionamento depende das temperaturas de cristalização e dos intervalos de temperaturas de cristalização utilizados, sendo que os tempos e as temperaturas e intervalos devem variar de acordo com a microestrutura do PELBD.

Resumo em Inglês:

Linear low-density polyethylenes (LLDPE) are a class of polyethylenes with linear chains containing only short chain branches due to the insertion of alpha-olefin units during the copolymerization with ethene. The alpha-olefins commonly used are 1-butene, 1-hexene and 1-octene. Depending on the alpha-olefin and the catalyst used for the polymerization, LLDPE presents different microstructures which determine the thermal and mechanical properties. One simple and efficient method to evaluate the microstructure of LLDPE is the fractionation by Multiple-Step Isothermal Crystallization from Melting State conducted by DSC. This method is based on several steps of isothermal crystallization of the polymer on decreasing the temperature from the melt. This process favors the separation of the crystalline material into groups having different lamellae thickness depending on the amount and distribution of the alpha-olefin units in the macromolecular chains and on the molar mass. The melting endotherm of a fractionated sample is made up of the same number of peaks as the isothermal crystallization steps, which inform the relative comonomers distributions between different LLDPE chains. In this work, this methodology was applied to determine the relative comonomers distribution of different LLDPE. The isothermal temperature, temperature range and the time influence the efficiency of the fractionation and these parameters must be chosen according to the LLDPE microstructure.

Resumo em Português:

A natureza da estrutura molecular dos plásticos torna as propriedades desses materiais fortemente dependentes da temperatura. A condutividade térmica, difusividade térmica e o calor específico, conhecidos como propriedades térmicas, são as três propriedades físicas mais importantes de um material em cálculos de transferência de calor. Valores confiáveis dessas propriedades são essenciais em polímeros, tanto em problemas envolvendo estado estacionário como em estado não estacionário de troca de calor. Hoje, várias técnicas diferentes para a determinação da condutividade térmica e difusividade térmica podem ser encontradas na literatura. Neste trabalho, a técnica de fio quente paralelo é empregada na determinação experimental das propriedades térmicas de polímeros. Três polímeros semi-cristalinos (PEAD, PEBD e PP), e dois polímeros amorfos (PS e HIPS) foram selecionados para este trabalho. As medidas experimentais são feitas desde a temperatura ambiente até a, aproximadamente, 50 ºC acima da temperatura de fusão. As amostras são preparadas pelo processo de extrusão, partindo-se do pó ou "pellets" do polímero no estado sólido. Um molde especial de aço inoxidável, em forma de paralelepípedo retangular, provido de isoladores cerâmicos entre o fio quente, o termopar e o próprio molde é utilizado para armazenar a massa polimérica fundida, cujas propriedades térmicas serão medidas. Os resultados experimentais obtidos são comparados com dados disponíveis na literatura e com dados fornecidos pelos fabricantes. Uma análise crítica desta metodologia mostra as vantagens e desvantagens desta técnica experimental em relação à técnica de pulso de energia.

Resumo em Inglês:

The nature of the molecular structure of the plastics makes the properties of such materials markedly temperature dependent. Thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat, namely the thermal properties, are the three most important physical properties of a material that are needed for heat transfer calculations. Reliable thermal properties values are essential for polymers, both in steady and non-steady state situations. Nowadays, several different techniques for the determination of the thermal diffusivity and thermal conductivity may be found in the literature. In this work, the hot wire parallel technique is employed in the experimental determination of the thermal properties of polymers. Three semi-crystalline polymers (HDPE, LDPE and PP), and two amorphous polymers (PS and HIPS) were selected for this work. Samples are prepared through the extrusion process starting from the powder or pellets of the solid polymer. A special mould of stainless steel in the shape of a rectangular parallelepiped provided with ceramic insulators between the hot wire, thermocouple and the mould is employed to store the melt extruded polymer whose thermal properties will be measured. Measurements are carried out from room temperature up to approximately 50 ºC above the melting point. Experimental results obtained are checked against data found in literature and those ones furnished by the manufacturers. A critical analysis of this method shows the advantages and disadvantages of this technique when compared with the laser flash technique.

Resumo em Português:

Atualmente, há uma grande demanda pelo polibutadieno com alto teor de unidades 1,4-cis, devido às suas excelentes propriedades físicas, tais como alta resistência à abrasão, baixo desenvolvimento de calor, baixa resistência ao rolamento, maior resistência à tensão, alta resistência à fadiga, baixa histerese e alta resistência à fratura. Tais características fazem com que esse elastômero seja cada vez mais utilizado na indústria pneumática. Assim, este trabalho apresenta uma breve revisão sobre a polimerização do 1,3-butadieno com diferentes sistemas catalíticos, sendo os sistemas à base de lantanídeos o principal foco desta revisão, pois esses sistemas são os mais estereoespecíficos para a polimerização 1,4-cis do butadieno.

Resumo em Inglês:

Nowadays, there is a great demand for polybutadiene with high contents of cis groups owing to its excellent physical properties, such as high abrasion resistance and low heat build up. These characteristics make this elastomer one of the most used in pneumatic industry. Thus, this paper presents a brief review about the 1,3-butadiene polymerization by different catalysts systems, with the systems based on lanthanides being the main focus, as they are the most stereospecific for cis-1,4 polymerization of butadiene.

Resumo em Português:

Microesferas de quitosana podem ser empregadas na área de biomaterias, em processos biotecnológicos e como adsorventes. Neste trabalho, foi empregada a técnica de atomização e coagulação para produção dessas microesferas, que permitiu o controle dos parâmetros de operação e por conseqüência a obtenção de microesferas de tamanho e faixas de tamanho específicos. Após a sua obtenção, as microesferas foram modificadas quimicamente com objetivo de estudar as resistências térmica, mecânica e química. Para isso foram empregadas três rotas distintas: a-) reticulação com glutaraldeído; b-) reticulação com epicloridrina e c-) acetilação. As microesferas preparadas apresentaram distribuição de tamanho da ordem de 140 µm com desvio padrão de 11,9 µm. Após as modificações químicas, as microesferas apresentaram temperatura de degradação térmica em torno de 300 ºC, aumento da estabilidade química à solução de HCl, e diminuição da resistência mecânica.

Resumo em Inglês:

Chitosan microspheres can be used as biomaterial, in biotechnology processes and as adsorbents. This work is concerned with the production of chitosan microspheres using spraying and coagulation processes, which allows us to control the operating parameters and to produce chitosan microspheres of several ranges and sizes. The microspheres were modified chemically in order to study their thermal, mechanical and chemical resistance. The methods used were: 1) crosslinking with glutaraldehyde; 2) crosslinking with epichlorohydrin; 3) acetylation. The microspheres obtained presented mean particle size of 140 µm and standard deviation of 11.9 µm. The modified microspheres showed thermal degradation around 300 ºC, an increase of chemical stability using HCl solution and a decrease of mechanical resistance.

Resumo em Português:

Este trabalho trata do efeito da hibridização do reforço, através da adição de uma carga mineral (bentonita) nanoparticulada, no desempenho mecânico de compósitos poliuretano/sisal contendo 25% em massa de fibras de sisal e moldados por compressão. As propriedades mecânicas, de tração e impacto, dos sistemas compósitos estudados foram avaliadas em função do teor (0-10% em massa) e de modificações químicas da carga mineral. Os efeitos do envelhecimento térmico nas propriedades tênseis (sigma, E, épsilon) de compósitos selecionados também foram investigados. O reforço mineral (Bentonita sódica Brasgel-PA) foi empregado em quatro formas, a saber: a) como fornecido (sem tratamento), b) tratado com ácido clorídrico (0,6N), c) modificado com cloreto de dodecil dimetil benzil amônio (Dodigen) e d) modificado com brometo de cetil trimetil amônio (Cetremide). Os resultados indicam que a incorporação da bentonita eleva as propriedades mecânicas dos compósitos e que melhores propriedades foram obtidas quando a bentonita foi tratada com o ácido clorídrico. O envelhecimento térmico em tempos curtos (até 4 dias) provocou elevação no módulo elástico e resistência na ruptura dos compósitos, o que foi atribuído à pós-cura da matriz. Em tempos longos (32 dias) a exposição térmica causou decréscimo nas propriedades tênseis (sigma, E, épsilon) dos compósitos investigados, o que foi atribuído à degradação oxidativa da matriz e dos reforços. O compósito mais resistente ao envelhecimento térmico foi o híbrido cuja carga mineral foi organofilizada com o sal Cetremide. Anáslies por DRX e MEV indicam que a estrutura dos compósitos híbridos é um misto de micro e nanocompósito.

Resumo em Inglês:

This work deals with filler hybridization effects, by the addition of a nanoparticulate mineral filler (bentonite), on the mechanical performance of compression molded Polyurethane/sisal composites with 25 wt % fiber content. Composite tensile and impact properties were evaluated as a function of mineral filler content (0-10 wt %) and chemical modifications. Thermal aging effects onf tensile (sigma, E, epsilon) properties of selected composites were also ascertained. The mineral filler (Brasgel PA sodium bentonite) was employed in the following forms: a) as received; b) treated with a 0,6N HCl solution; c) chemically modified with dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride (Dodigen) and d) chemically modified with cetyl trimethyl ammonium bromide (Cetremide). Our results show that bentonite addition increases the mechanical properties of PU/sisal composites and that best overall mechanical performances was achieved with addition of the hydrochloric acid trated mineral filler. Thermal aging for short times (up to 4 days) led to small increases in composite's elastic modulus na tensile strengths, which was attributed to post-curing of the matrix. Long thermal exposure (32 days) led to decreases in composite tensile properties (sigma, E, epsilon), which was attributed to oxidative degradation of both: matrix and sisal fibers. The most thermally resistant composite was the hybrid (PU/sisal-bentonite) whose mineral filler was chemically modified with Cetremide. DRX and SEM data indicate the hybrids with organofilized bentonites to be composed of micro and nanocomposite structures.