Resumo em Português:

Com base nas grandes modificações das propriedades de materiais poliméricos resultantes da inclusão de unidades organometálicas, descrevem-se neste trabalho a síntese e a caracterização de um polímero organometálico conjugado com estrutura semelhante à de poli(p-fenilenovinileno) (PPV), o qual apresenta grupos 1,1'-ferrocenileno no lugar de 1,4fenileno em sua cadeia principal. Sintetizado por meio de reação de acoplamento de McMurry de 1,1'-ferrocenodialdeído, o poli(1,1'-ferrocenilenovinileno) (PFV) se apresentou na forma de um sólido de cor laranja, amorfo e insolúvel tanto em solventes polares quanto em apolares. Para caracterização do PFV, empregaram-se os métodos de espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia Raman e análise termogravimétrica (TGA).

Resumo em Inglês:

Motivated by the influence on the physical and chemical properties of polymeric materials caused by the inclusion of organometallic units, the present work is focused on the synthesis and characterization of an organometallic conjugated polymer with similar structure to poly(p-phenylenevinylene) (PPV), in which the phenylene groups are replaced by ferrocenylene units in the main chain. The polymer, poly(1,1'-ferrocenylenevinylene), (PFV), was prepared via McMurry coupling reaction of 1,1'-ferrocenedialdehyde as an orange and amorphous solid, insoluble both in polar and apolar solvents. The characterization of the polymer was carried out employing the following methods: infrared (FTIR) and Raman spectroscopies and thermogravimetric analysis (TGA).

Resumo em Português:

Neste trabalho foram obtidos compósitos poliméricos de partículas de madeira de eucalipto e polietileno de baixa densidade reciclado (LDPE reciclado). O polietileno funcionalizado com anidrido maleico (PE-g-MA) foi utilizado como agente compatibilizante para conferir melhor adesão entre a matriz e a fase dispersa. As propriedades mecânicas de tração e flexão foram determinadas de acordo com as normas da American Society for Testing and Materials (ASTM). Os resultados mostraram que o tratamento das partículas de eucalipto com PE-g-MA aumentou as propriedades mecânicas dos compósitos, em relação aos compósitos contendo partículas sem tratamento. Entretanto, as propriedades mecânicas de tração desses compósitos foram reduzidas depois de longo tempo de imersão em água.

Resumo em Inglês:

In this work polymeric composites were obtained from eucalypt wood particles and recycled low density polyethylene (recycled LDPE). The maleic anhydride functionalized PE (PE-g-MA) was used as compatibiliser agent to provide better adhesion between the matrix and the dispersed phase. The mechanical properties of tensile and flexural were determined in accordance with the American Society for Testing and Materials (ASTM) procedures. The results showed that PE-g-MA as compatibiliser agent increased the mechanical properties, in relation to the composites containing particles without treatment. However, the tensile mechanical properties of these polymeric composites were reduced after long time of immersion in water.

Resumo em Português:

Poliestireno de alto impacto (HIPS) é uma blenda polimérica clássica de reator produzida por polimerização in-situ de estireno em solução com borracha butadiênica. Na literatura, está bem estabelecida a importância do tamanho de partícula e da densidade da ligação cruzada da borracha na capacidade de cavitação e no controle dos mecanismos de tenacificação na matriz estirênica. No presente trabalho as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espalhamento de luz laser de baixo ângulo (LALLS) foram empregadas para observar a distribuição do tamanho de partícula, e a análise digital de imagem foi aplicada para quantificar os parâmetros morfológicos nas micrografias. Medidas do tamanho de partícula e da fração aparente volumétrica de partícula foram feitas para diferentes espessuras na MET e comparadas com o parâmetro estatístico D[4,3] obtido na LALLS.

Resumo em Inglês:

High impact polystyrene (HIPS) is a classical reactor polymer blend produced by in-situ polymerization of styrene in solution with polybutadiene rubber. It is well established in the literature the importance of particle size and rubber crosslink density on the particle cavitation capability and on the controlling of toughening mechanisms in the styrene matrix. In the present work transmission electron microscopy (TEM) and low-angle laser light scattering (LALLS) were employed for investigating particle size distribution, with digital imaging being applied in the quantitative analysis of the micrographs. Measurements of apparent volume fraction and average particle size were carried out for different slice thicknesses in TEM and compared with the statistical parameter D[4,3] obtained by LALLS.

Resumo em Português:

O comportamento da separação de fases e da gelificação do sistema do éter diglicidílico do Bisfenol-A com trietilenotetramina modificado com diferentes copolímeros acrílicos foi estudado. As massas moleculares e as concentrações de grupos carboxílicos nos copolímeros provocaram mudanças significativas na morfologia e provocaram ligeiras mudanças para a observação da separação de fases. Contudo, não mudaram de maneira significativa os tempos de gelificação e não afetaram a velocidade da reação. O sistema modificado com os copolímeros acrílicos mostrou o efeito de retardação cinética. A morfologia foi relacionada com a aderência ao cisalhamento, em juntas de aço-aço, através de ensaios de resistência mecânica usando juntas de cisalhamento simples, as que foram produzidas com o sistema modificado com os copolímeros acrílicos segundo a norma ASTM D 1002. Amostras com a fase dispersa apresentando morfologia com partículas de diâmetro médio menor que 0,10 µm mostraram o melhor desempenho de aderência ao cisalhamento para as massas moleculares dos copolímeros estudadas. Entretanto, um melhor comportamento mecânico para as concentrações de grupos carboxílicos nos copolímeros acrílicos foi observado para a morfologia com distribuição de tamanhos de partículas na faixa de 0,20 a 0,52 µm.

Resumo em Inglês:

The cloud point and the gel time behavior of an epoxy system based on diglycidyl ether of Bisphenol-A with triethylenetetramine modified with different acrylic copolymers were studied. The molecular weights and the concentration of carboxyl groups in the copolymers affected the morphology and the cloud point, but did not affect the gel times and reaction rates significantly. The system modified with the acrylic copolymers exhibited kinetic retardation effects. The morphology was related to adherence to the lap shear in steel-steel joints, through mechanical resistance essays using a single-lap-joint, which was produced with the system modified with the acrylic copolymers according to ASTM D 1002. The best performance in adherence to the single lap shear for the molecular weights studied was obtained with a morphology based on particles with average diameters lower than 0.10 µm. However, the best mechanical behavior for the concentration of carboxylic groups was achieved when the morphology was based on a particles size in the range from 0.20 to 0.52 µm.

Resumo em Espanhol:

En este trabajo fueron evaluadas las propiedades adhesivas de la resina epoxídica del tipo éter diglicidílico del bisfenol A. La resina fue modificada con dos modificadores poliméricos, uno de ellos un copolímero derivado del butadieno, y el otro un copolímero acrílico con el propósito de aumentar la tenacidad de la resina. Tres aminas alifáticas primarias fueron utilizadas como agentes de curado, trietilentetramina, N-(2-aminoetil)piperazina e isoforondiamina. Las propiedades adhesivas fueron investigadas usando la resina pura, así como la resina modificada. Las propiedades adhesivas de la resina modificada y pura fueron estudiadas usando como adherente una aleación de acero (ASTM A36). La adherencia fue evaluada por ensayos de adhesión usando tres geometrías de uniones adhesivas de acero-acero. El comportamiento reológico de los adhesivos fue investigado en condiciones isotérmicas. Los parámetros reológicos relacionados con la reacción de polimerización tales como velocidad de reacción, tiempo de manipulación, y tiempo de gelación de los adhesivos puros fueron relacionados con la estructura química del agente de curado. El tiempo de separación de fases, y de gelación de los adhesivos modificados fue relacionado con la morfología generada, y con la velocidad de la reacción, respectivamente. La morfología fue caracterizada por microscopia electrónica de barrido. La adherencia de las uniones adhesivas sometidas a las diferentes solicitaciones mecánicas fue relacionada a la morfología generada por la fase dispersa de cada modificador, y con las estructuras de redes de los adhesivos.

Resumo em Inglês:

In this work the adhesive properties of epoxy resins based on diglycidyl ether of bisphenol A have been evaluated. The epoxy resin was modified with butadiene and acrylic copolymers to obtain toughened adhesives. The aliphatic primary amines triethylenetetramine, N-(2-aminoethyl)piperazine and isophorone diamine were investigated as curing agents. The adhesive properties were investigated using the epoxy resins as independent systems as well as the modified resin. The adhesive properties of modified and unmodified epoxy resins were studied using steel alloy (ASTM A36) as adherent. The adherence has been evaluated using three geometric assays of steel-steel bonded joints. The rheological behavior of the adhesives was investigated under isothermal conditions. The rheological parameters associated with the curing reaction such as reaction rate, pot life and gel time of the pure adhesives were related to the chemical structure of the curing agents. The cloud point and the gel time of the modified adhesives were related to the morphology and the reaction rate, respectively. The morphology was characterized by scanning electronic microscopy. The adherence of the adhesive joints at different mechanical solicitations was related to the generated morphology by the dispersed phase of each modifier and the networks structures of the epoxy adhesives.

Resumo em Espanhol:

La caracterización cualitativa de dos agentes de curado comerciales de resinas epoxídicas del tipo etilenaminas comercializados por la ACROS (U.S.A.) fue realizada usando la espectroscopia de resonancia magnética nuclear de carbono-13. Los productos comerciales corresponden a la trietilentetramina (TETA) y a la tetraetilenpentamina (TEPA). El producto TETA presentó cuatro compuestos diferentes. El compuesto mayoritario correspondió a la trietilentetramina en una concentración de 60% molar que corresponde a una etilenamina de estructura linear. Los otros tres compuestos, uno de ellos mostró estructura ramificada, y los otros dos compuestos presentaron estructuras cíclicas del tipo piperazina. El producto TEPA mostró cinco compuestos con estructuras semejantes a las encontradas en el producto TETA. El compuesto mayoritario correspondió a la tetraetilenpentamina en una concentración aproximada de 55% molar. Los resultados encontrados en este trabajo están de acuerdo con la composición cualitativa de los productos semejantes comercializados por la Compañía Química Dow, productos DEH 24 y DEH 26, respectivamente.

Resumo em Inglês:

The qualitative characterization of two commercial ethyneamines epoxide hardeners marketed by ACROS (U.S.A.) was carried out by using carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy. The products were triethylenetetramine (TETA) and tetraethylenepentamine (TEPA). TETA had four components, the most importante one being triethylenetetramine, an ethyleneamine of lineal structure, in a concentration of 60 mol%. Another component had ramified structure, while the other two exhibited recurrent structures of the piperazina type. TEPA had five components with similar structures. The major component was tetraethylenepentamine in an approximate concentration of 55 mol%. These results agree with the composition of similar products marketed by Dow Chemical Company, namely DEH 24 and DEH 26, respectively.

Resumo em Português:

O objetivo deste trabalho é o estudo do efeito higrotérmico em pré-impregnados (prepreg) não curados de fibra de vidro-resina epoxídica usando a técnica de espectroscopia eletrônica de luminescência em modo estacionário. O método de fluorescência extrínseca foi empregado utilizando-se a sonda 9- ácido antróico (9-AA), cujo comportamento fotofísico depende fortemente da polaridade do meio. As amostras foram submetidas a umidades relativas de 6 e 84% por meio da utilização de soluções aquosas saturadas de hidróxido de sódio a 34,5 °C e cloreto de potássio a 20,0 °C, em recipientes fechados, pelos períodos de tempo de 1 semana, 15 dias e 1 mês. As amostras submetidas à umidade relativa de 6% apresentaram aumento significativo das intensidades relativas dos espectros de fluorescência em relação à amostra referência. Este comportamento fotofísico foi atribuído à presença da forma protonada do 9-AA no meio devido à reticulação da matriz polimérica. Após 1 mês, o espectro de emissão apresenta uma diminuição da intensidade em seu máximo. Isto ocorreu provavelmente devido ao processo de plastificação da matriz polimérica promovido pela presença de água na matriz, confirmado pela análise gravimétrica. Os espectros de fluorescência extrínseca das amostras submetidas à umidade relativa de 84% apresentaram as seguintes modificações espectrais: a) decaimento da intensidade de emissão das curvas b e d; b) deslocamento da banda de emissão para a região do azul devido ao aumento do teor de água; e c) aparecimento de um ombro na banda de emissão em 424 e 472 nm. Este comportamento fotofísico foi atribuído ao deslocamento do equilíbrio químico da forma protonada para a forma ionizada do 9-AA, promovido pela entrada de umidade no material.

Resumo em Inglês:

The work is aimed at studying hygrothermal effects on uncured glass-epoxy fiber prepreg (F-161 - Hexcel Co.) using luminescence spectroscopy under steady-state conditions. The fluorescence extrinsic method was employed using the 9-anthroic acid probe, whose photophysical behavior is strongly dependent on the polarity of the medium. The samples were submitted to relative humidity of 6 and 84% using saturated aqueous solutions of NaOH at 34.5 °C and KCl at 20.0 °C in closed recipients, for periods of time of 1 week, 15 days and 1 month. The samples submitted to the relative humidity of 6% showed a significant increase in the relative intensity of the fluorescence spectra in relation to the reference sample. This photophysical behavior was attributed to the 9-AA protonated form in the medium due to the polymeric matrix cross-linking process. After 1 month, the emission spectrum showed a decreased maximum intensity, which could be related to the polymeric matrix plasticization caused by water absorption, which was confirmed by gravimetric analysis. The extrinsic fluorescence spectra of the samples submitted to relative humidity of 84% showed the following spectral modifications: a) emission intensity decrease in curves b and d; b) blue shift in the emission band due to the humidity content; e c) appearance of a shoulder in the emission band at 424 and 472 nm. This photophysical behavior was attributed to the chemical equilibrium between protonated and ionized forms of 9-AA in the medium, promoted by absorption of water in the material.

Resumo em Português:

Adesivos poliuretânicos (AD-PU), contendo teor conhecido de isocianato (NCO), foram preparados, nos laboratórios da Rohm and Haas Química Ltda, e amostras foram usadas para a elaboração de uma curva analítica, visando à determinação do teor de NCO por espectroscopia no infravermelho médio (MIR) e próximo (NIR). Os valores de % NCO, obtidos pelo método analítico por via úmida para amostras retiradas durante o processo de fabricação, foram usados como referência. A banda FT-IR escolhida na região MIR foi: 2270 cm-1 (banda analítica). Na região NIR, foi usada uma banda relativa, A4063/A4348. Em ambos os métodos, MIR e NIR, a intensidade das bandas escolhidas e o teor de NCO, obtidos a partir da análise via úmida, foram utilizados para construção de curvas que apresentaram boas correlações lineares (MIR - R = 0,995 e NIR - R = 0,961), que possibilitarão a determinação dos teores de NCO em misturas de composição semelhante.

Resumo em Inglês:

Polyurethane adhesives reference samples (AD-PU) with known contents of isocyanate (NCO) have been prepared in Rohm and Haas to elaborate analytical curves for determination of NCO content, using MIR and NIR analysis. Wet chemical values were used to determine the content of NCO in the AD-PU samples obtained during the process. The MIR analytical band used was 2270 cm-1 and the NIR relative band was A4063/A4348. Data of absorbance intensity and NCO contents obtained from wet chemical analysis were used to elaborate the analytical curves (MIR - R = 0.995 and NIR - R = 0.961) which should allow for the determination of NCO content in adhesive samples of similar composition.

Resumo em Português:

É apresentando um estudo sobre o desenvolvimento de um processo de polimerização em emulsão de acrilonitrila, butadieno e ácido carboxílico, em escala piloto. O objetivo desse estudo é a produção de látex nitrílico carboxilado com alto teor de sólidos diretamente no processo de polimerização, sem a necessidade de etapas pós-reação de concentração. Foi estudado o efeito da temperatura, do tipo e quantidade de emulsificante, do tipo e quantidade de iniciador, do tipo de agitador e da velocidade de agitação e das etapas de adição incremental. Para isso, foram realizadas 32 reações, das quais somente 7 chegaram ao alvo de teor de sólidos desejado (50%). Os látices obtidos foram caracterizados quanto ao seu teor de sólidos, tamanho e distribuição de tamanhos das partículas, e por espectroscopia na região do infravermelho para determinação da composição monomérica. Foram obtidos látices com até 57% de sólidos totais. O tamanho médio de partícula variou de 130 a 230 nm.

Resumo em Inglês:

An emulsion polymerization process of acrylonitrile, butadiene and carboxylic acid was studied, in a pilot plant, for producing carboxylated nitrile latices with high solids content directly from the polymerization process, without the need of post-reaction steps of concentration. The effect of temperature, type and amount of emulsifier, type and amount of initiator, type of stirring system, stirring speed and incremental additions for producing high solid latices was studied. To attain this goal, 32 polymerization reactions were carried out, but only 7 attained the target for total solids (50%). The solids content, the average particle size and its distribution and the monomer composition were determined. A latex containing up to 57% of total solids was obtained. The average particle size ranged from 130 to 230 nm.

Resumo em Português:

Na indústria de exploração e produção de petróleo, principalmente no setor offshore, os plásticos reforçados por fibras de vidro (PRFV) têm apresentado grande destaque. Isso se deve à intrínseca capacidade destes de resistir à corrosão em ambientes salinos, bem como serem materiais que apresentam elevada resistência mecânica específica. O presente trabalho buscou caracterizar tubo e adesivo utilizados em plataformas marítimas. Para tanto, as técnicas utilizadas foram: espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), análise termodinâmico-mecânica (DMTA) e temperatura de amolecimento de Vicat. Amostras do tubo de PRFV e dos componentes do adesivo (denominados de A e B) foram estudadas individualmente. Além disso, foram confeccionadas misturas, em massa, nas seguintes proporções: 40%A-60%B, 50%A-50%B e 60%A-40%B. Foi possível determinar a composição e a estrutura química dos materiais, além do comportamento mecânico à degradação térmica. Foi verificado que adesivo e tubo apresentaram desempenho satisfatório à temperatura ambiente quanto à degradação e à rigidez. Por outro lado, quando submetido ao calor, principalmente os adesivos, apresentaram queda brusca de desempenho.

Resumo em Inglês:

Glassfiber reinforced plastics (GFRP) have been applied in the offshore industry owing to their high resistance to corrosion and high specific mechanical strength. The present work aimed at characterizing pipes and adhesives used in offshore platforms in order to evaluate the thermo-mechanical performance of these materials. The techniques used were: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry analysis (TGA), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and Vicat softening temperature. Specimens of GFRP pipe and adhesive components (referred to as A and B) were evaluated individually. The adhesive samples were made in the following ratios (% weight): 40%A-60%B, 50%A-50%B and 60%A-40%B. The results showed it to be possible to determinate the composition and structure of the materials, as well as the mechanical behavior regarding thermal degradation. The adhesive and pipe exhibited satisfactory performance at room temperature, with regard to degradation and stiffness. Nevertheless, at higher temperatures, both materials, especially the adhesives, presented abrupt strength reduction.

Resumo em Inglês:

In this work, a varied amount of acetone was employed to dissolve an epoxy resin and then a route was followed to remove the acetone, simulating a frequently used method to disperse nanofillers in thermoset matrices. Analyses were then carried out to address the influence of residual acetone on the curing process and on the epoxy properties. The results showed a detrimental effect on the mechanical properties of the cured epoxy due to the presence of residual acetone and also a less brittle-like fracture of the specimen. Fourier transform infrared spectroscopy and thermogravimetric analyses were additionally used to characterize the cured resins and have also indicated the presence of a small amount of acetone. Nevertheless, rheological measurements indicated that 10.0 wt.% acetone addition on the resin causes a significant decrease in viscosity (around 50%) which may promote a better dispersion of nanofillers.

Resumo em Português:

Peças em compósito termoplástico PPS/Carbono foram conformadas com o processo de moldagem por compressão a quente utilizando três diferentes ciclos térmicos, que foram avaliados pela análise comparativa do material antes e após o processo de conformação. As caracterizações dos laminados, antes e após a conformação, envolveram inspeção visual, análises por microscopia óptica avaliando a presença de vazios ou delaminações, determinação de cristalinidade pela técnica de DSC e avaliação das propriedades mecânicas em flexão. A análise dos resultados obtidos permite verificar que as peças conformadas não apresentam delaminações e vazios. Porém, no caso em que foi utilizado o molde mais frio (100 °C) verifica-se um decréscimo nas propriedades mecânicas de até 25% e uma diferença significativa do grau de cristalinidade medido na face da peça (13%) para o cerne da mesma (21%). Dado este não observado nas outras condições de processamento avaliadas (moldes a 170 e 210 °C), as quais apresentam graus de cristalinidade nas faces e no centro em torno de 20%.

Resumo em Inglês:

Thermoplastic composite parts were produced by the hot press compression molding process with three different thermal cycles, which were evaluated employing the material comparative analysis, before and after the manufacturing of parts. The properties of laminates and parts were evaluated by visual inspection, presence of voids or delamination by using optical microscopy, degree of crystallinity (DoC) utilizing DSC technique and mechanical properties making use of the flexural test. The results showed no delamination or voids. However, when the coldest mold was used (100 °C), the mechanical properties decreased up to 25% and a significant difference of DoC was observed from the part surfaces in contact with the mold (13%) to its centre (21%). This did not occur with the other processing conditions (molds at 170 and 210 °C), which exhibited DoCs around 20%.