Resumo em Português:

Aplicações de produtos à base de borracha diversas vezes requerem um conjunto de propriedades as quais, geralmente, não são fornecidas por um único elastômero. Dessa forma, um dos recursos utilizados é a mistura de dois ou mais polímeros para obtenção de novas propriedades. Neste caso, os demais ingredientes que são adicionados, normalmente distribuem-se de forma irregular, dependendo de sua afinidade com cada uma das borrachas. O grau de dispersão de cada um desses ingredientes em cada fase elastomérica irá então influenciar a velocidade de cura e o grau de vulcanização e, certamente, terá conseqüências nas propriedades do produto final. Neste trabalho, a borracha natural (NR) foi misturada ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) nas proporções de 75:25 e 50:50, em massa. As composições foram preparadas empregando-se quatro maneiras distintas para a incorporação dos aditivos. Os resultados das propriedades mecânicas mostraram que, apesar da utilização de uma mesma formulação, o modo de preparo tem grande influência sobre as propriedades. No caso da mistura NR/SBR as melhores propriedades são obtidas quando é favorecida a vulcanização da borracha que, isoladamente, apresenta propriedades inferiores.

Resumo em Inglês:

Frequently a set of properties required for a given application cannot be accomplished by one elastomer only and, thus, mixtures of two or more polymers must be employed. In these cases, the other ingredients added are normally dispersed in a non homogeneous way, depending on their affinity to each polymer. The degree of dispersion each additive experiences in each elastomeric phase will influence the rate and the degree of vulcanization and will certainly have consequences on the properties of the final product. In this work, natural rubber (NR) was mixed with styrene-butadiene elastomer (SBR) in 75:25 and 50:50 w/w ratios. The compositions were prepared in a two-roll mill, by introducing the additives according to four different modes. The results of mechanical properties show that, although having been prepared following the same formulation, the properties of these mixtures are influenced by the preparation mode. For NR/SBR blends, the best properties are achieved when one favours the vulcanization of the rubber with inferior properties.

Resumo em Português:

Poliestireno (PS) é um dos materiais descartáveis mais usados no nosso cotidiano, mas ele não se decompõe facilmente. A adição de amido de mandioca ao PS pode melhorar a sua degradabilidade, tendo em vista ser o amido um polímero biodegradável. O objetivo deste trabalho foi desenvolver blendas de PS e (amido termoplástico) TPS usando dois diferentes plastificantes: glicerol e óleo de buriti, sendo esse óleo um plastificante natural e original para o amido. As blendas PS/TPS foram preparadas em diversas composições por casting e em seguida caracterizadas por termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termomecânica (TMA) e ressonância magnética nuclear (RMN) 13C. As blendas PS/TPS com óleo de buriti apresentaram uma contínua redução em suas Tg e Ta. Nas blendas com glicerol esses parâmetros permaneceram praticamente constantes. As blendas também foram submetidas a testes de degradação no solo e depois analisadas por TG e RMN. A análise das blendas PS/TPS com óleo de buriti mostrou que houve um aumento da perda de massa nas curvas TG. Nos espectros de RMN 13C, todos os picos referentes ao amido desapareceram, depois do teste de aterro, sugerindo que houve consumo do amido das blendas por microorganismos. De acordo com as análises realizadas, a adição do TPS produzido com óleo de buriti pode melhorar a degradabilidade do PS.

Resumo em Inglês:

Polystyrene (PS) is one of the most used disposable materials in our daily life, but it does not decompose easily. The addition of cassava starch to PS can improve its degradability since starch is a biodegradable polymer. The aim of this work was to develop blends of PS and thermoplastic starch (TPS) using two different plasticizers: buriti glycerol and buriti oil, a novel and natural plasticizer for starch. PS/TPS blends were prepared in various contents with the casting technique and analyzed by thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), thermomechanical analysis (TMA) and 13C nuclear magnetic resonance (NMR). PS/TPS blends with buriti oil presented a continuous reduction in Tg and Ta. For blends with glycerol these parameters remained practically constant. PS/TPS blends were submitted to degradation by soil burial testing and then analyzed by TG and 13C NMR. The analysis of PS/TPS blends with buriti oil indicated an increase in weight loss in the TG curves. All NMR peaks associated with starch disappeared after the soil burying test, probably due to the consumption of starch by microorganisms. The results showed that addition of TPS produced with buriti oil to PS can probably improve its degradability.

Resumo em Português:

Neste trabalho as propriedades ópticas do poli[2-metóxi,5-(2'etil-hexiloxi)-p-fenilenovinileno] - MEH-PPV foram estudadas sob efeito de luz azul proveniente de super LEDs utilizada no tratamento da hiperbilirrubinemia neonatal (ou icterícia). Os resultados mostraram que o MEH-PPV apresenta uma mudança de cor do vermelho-alaranjado para o incolor, passando por diversas tonalidades de amarelo, bem como uma diminuição da intensidade dos espectros de absorção e de fotoluminescência (PL) em função do tempo de exposição à radiação. Essas mudanças foram usadas para projetar um sensor de acúmulo de dose de radiação azul, tipo indicador de cores, para avaliar a dose de radiação recebida por recém-nascidos durante o tratamento da icterícia neonatal.

Resumo em Inglês:

In this work we investigated the optical behavior of poly[2-methoxy-5(2'-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene] (MEH-PPV) under the effect of blue-light LED source applied in neonatal hyperbilirubinemia treatment. There is a visible response that covers the electronic absorption of bilirubin (350-500 nm), and hence this material is applicable for controlling the radiation doses in the treatment of jaundice of neonates, which is one of the most common reasons for hospital readmission of newborn infants. The results show that the material presents a gradation of color from orange-red to yellow and quenching on the absorption and photoluminescent (PL) spectra with the radiation exposure time. The rate of these changes can be altered by manipulations of organic solution concentration, suggesting these color and emission/absorption changes can be used to design an indicator-dosimeter that is readily associated with the radiation exposure time used in treating neonatal jaundice.

Resumo em Português:

Neste trabalho foi realizado um estudo cinético da redução da massa molar do poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBHV) em três diferentes metodologias: hidrólise ácida com ácido clorídrico, transesterificação com hexilenoglicol ou etilenoglicol e redução na presença do borohidreto de sódio (NaBH4). Foram investigados os parâmetros de processo: tempo, temperatura, tipo e concentração de catalisadores. Os resultados de redução de massa molar foram analisados pelo modelo cinético de ordem n. A redução com NaBH4 foi mais eficiente do ponto de vista cinético, tendo em vista os parâmetros: constante de reação k e energia de ativação (Ea), uma vez que os valores observados foram significativamente maiores em comparação com os calculados para os demais métodos.

Resumo em Inglês:

In this work a kinetic study was carried out of the molecular weight reduction of poly(3-hydroxybutirate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBHV) in three different methodologies: acid hydrolysis using hydrochloric acid, transesterification with ethylene glycol or hexylene glycol and reduction in the presence of sodium borohydride (NaBH4). The following process parameters were investigated: time, temperature, type and concentration of catalysts. The results of molecular weight reduction were fitted with a n-order kinetic model. The kinetics analysis has shown that the NaBH4 reduction was the most efficient in terms of reaction rate in comparison with the other methods.

Resumo em Português:

A influência de diferentes tratamentos das fibras de sisal nas propriedades dos compósitos de borracha nitrílica/fibras de sisal, e borracha nitrílica/carbonato de cálcio/fibras de sisal foi investigada. Os compósitos, com fibras curtas aleatoriamente distribuídas, foram processados em moinho de dois rolos e caracterizados através de ensaios mecânicos de resistência à tração, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise por termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O tratamento de mercerização das fibras levou a uma maior adesão na interface fibra/matriz. O uso combinado de 67 pcr de carbonato com 33 pcr de fibras de sisal mercerizadas produziu um compósito com aumento significativo no módulo de elasticidade e sem perda da resistência à tração de ruptura. Os resultados da análise térmica mostraram que os compósitos são termicamente estáveis até cerca de 300 °C. Os materiais obtidos possuem uma boa relação custo/benefício tornando promissora sua utilização.

Resumo em Inglês:

In this work, composites were produced with nitrile rubber and sisal fibers, and nitrile rubber with calcium carbonate and sisal fibers. The composites were processed on a two-roll mixing mill and their properties were investigated with regard to the influence of chemical treatments of the fibers. The composites, with short fibers randomly distributed, were characterized by mechanical analysis, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Mercerization treatment of the fibers promoted increasing the adhesion between the fiber and the rubber matrix. The composites of nitrile rubber with 67 pcr of calcium carbonate and 33 pcr of mercerized sisal fibers showed the best mechanical properties. Thermal analysis demonstrated that the composites are thermally stable up to 300 °C. The materials developed have a good cost/benefit relationship making their utilization promising.

Resumo em Português:

O Brasil é mundialmente renomado como um líder na extração de petróleo, em águas profundas e ultra profundas. Dentro da cadeia produtiva, grande parte do petróleo e do gás produzido é escoada através de dutos flexíveis que conectam os poços de produção às plataformas. Quando estão apoiadas no fundo do mar, em condição de serviço estático, os dutos flexíveis são denominados flowlines e quando se elevam do fundo do mar até a plataforma, em condição de serviço dinâmico, são denominados risers. Os tubos projetados para aplicações dinâmicas são dotados de bends stiffeners, componentes com formato cônico e, em geral, de base uretânica que têm a função de fornecer uma transição entre a estrutura dos tubos, de rigidez suave, e a plataforma, extremamente rígida. Este trabalho abordou a variação das propriedades mecânicas de poliuretanos como resultado da ação da hidrólise, por envelhecimento acelerado. Os corpos de prova foram expostos a 50, 60 e 70 ºC. A variação de massa também foi determinada considerando que esses materiais são projetados para uma vida útil superior a vinte anos. Os poliuretanos apresentaram degradação significativa a 70 ºC, o que pode reduzir seu tempo de aplicação no campo por falha mecânica quando submetido a elevadas temperaturas.

Resumo em Inglês:

Brazil is worldwide renowned as a leader in oil and gas extraction in deep and ultra deep water. In the production chain, a great part of the oil and gas produced is conveyed through flexible pipelines that connect the production wells to the platforms. When the pipes are laid on the seabed in a static service condition, the flexible pipes are called flowlines and when raised from the seabed to the platform in a dynamic service condition, they are called risers. The pipes designed for dynamic applications are equipped with bend stiffeners, components with conical form and in general based on polyurethanes, which have the function of providing a transition between the structure of the pipes, of smooth stiffness, and the platform, extremely rigid. This work discussed the changes on the mechanical properties of polyurethanes due to hydrolysis under accelerated ageing. The specimens were exposed at 50, 60 and 70 ºC. The mass variation was also evaluated considering that these materials are designed for a service life exceeding twenty years. The polyurethanes presented significant degradation at 70 ºC, which can reduce its application time in the field owing to mechanical failures when subjected to high temperatures.

Resumo em Português:

Uma blenda de polietileno de alta densidade e polietileno de baixa densidade (PEAD/PEBDL) comumente utilizada em filmes de embalagem foi modificada com argila montmorilonita organofílica comercial para obter nanocompósitos com melhores propriedades de barreira. Amostras com 5 e 7,5% de argila (em massa) foram estudadas em diferentes condições de processamento. Filmes produzidos com os nanocompósitos foram avaliados quanto à dispersão da argila por difração de raio X e Microscopia Eletrônica de Transmissão. As propriedades de barreira dos filmes foram determinadas pelas medições de permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água. As propriedades mecânicas e ópticas também foram determinadas. Observou-se uma estrutura com a argila parcialmente esfoliada e intercalada. A permeabilidade ao oxigênio diminuiu significativamente enquanto a permeabilidade à água foi pouco influenciada. As propriedades mecânicas e a transparência dos filmes foram pouco alteradas. O modelo de Nielsen foi aplicado para os dados de permeabilidade relativa e demonstrou ser um ótimo recurso para a avaliação do grau de esfoliação da argila para as diferentes amostras, que foram confirmadas pelas análises realizadas em microscopia eletrônica de transmissão.

Resumo em Inglês:

A typical high density polyethylene and linear low density polyethylene (HDPE/LLDPE) blend used in flexible packaging was modified with commercial organophylic montmorilonite clay to obtain nanocomposites with superior barrier properties. Samples with 5 and 7.5% of clay were prepared under different processing conditions. Films produced from the nanocomposites were evaluated in terms of oxygen and water vapor permeation and also by X-ray diffraction and Transmission Electron Microscopy. Tensile and optical properties were also evaluated. The clay showed to be intercalated and partially exfoliated. The oxygen permeation was mainly reduced and the vapor permeation was weakly modified. The mechanical properties and transparency did not change significantly. Nielsen's model was applied considering the relative permeability coefficient. This method was able to give an estimate of the exfoliation state of the samples, supported by the transmission electron microscopy.

Resumo em Português:

A busca pela utilização de cargas de reforço aos materiais poliméricos tem sido o grande alvo dos pesquisadores e da indústria. Neste trabalho nanocompósitos de PVC foram obtidos mediante a mistura no estado fundido utilizando-se uma extrusora monorosca. Adicionalmente, três diferentes concentrações de montmorilonita organofílica 1, 2 e 5% em massa foram incorporadas. Estes foram caracterizados por suas morfologias, propriedades térmicas e termo-dinâmico-mecânicas. O grau de intercalação e esfoliação dos nanocompósitos foi caracterizado por MET. As análises termogravimétricas não demonstraram um aumento na estabilidade térmica dos nanocompósitos com a concentração de argila.

Resumo em Inglês:

The search for the use of reinforcement fillers into polymeric materials has been the great objective of researchers and industry. In this work PVC nanocomposites were obtained by melt blending in a single-screw extruder. Additionally, three different organophilic montmorillonite concentrations of 1, 2 and 5% wt were incorporated. These were characterized by morphology, thermal and thermo-dynamic-mechanical properties. The degree of intercalation and exfoliation of nanocomposites was characterized by MET. The thermogravimetric analysis did not show an increase in the thermal stability of the nanocomposites with the clay content.

Resumo em Português:

Os polímeros representam uma das classes de materiais mais versáteis disponíveis para aplicações em diversas áreas, inclusive a farmacêutica. Polímeros naturais, naturais modificados e sintéticos são empregados como excipientes farmacêuticos para a formulação de cosméticos e medicamentos de liberação convencional e de liberação modificada. Nos dias atuais, polímeros são desenvolvidos para atuarem como moduladores e direcionadores da liberação de fármacos em sítios específicos no organismo. Polímeros biodegradáveis, bioadesivos, biomiméticos e hidrogéis responsivos têm sido amplamente incluídos em formulações farmacêuticas. Os avanços na idealização de novos Sistemas de Liberação de Fármacos somente são e serão permitidos a partir do desenvolvimento de polímeros projetados especificamente para a área farmacêutica. Neste sentido, o presente artigo visa a revisar e apresentar informações sobre o uso de polímeros em aplicações farmacêuticas que poderão ser úteis no planejamento de novos sistemas com desempenhos superiores.

Resumo em Inglês:

Polymers are very versatile for a series of applications including pharmaceutical applications. Natural polymers, modified natural polymers and synthetic polymers are employed as excipients in the manufacture of cosmetics and systems for conventional and modified delivery of drugs. More recently, polymers have been developed to be able to modulate and deliver drugs to target places. Biodegradable polymers, bioadhesives, biomimetic materials and responsive hydrogels have been included in pharmaceutical formulations. The advances in the concept of new drug delivery systems will only be possible with the development of polymers specifically designed for the pharmaceutical field. Therefore, this manuscript intends to review and report information regarding the use of polymers in pharmaceutical applications that can be useful in designing new systems with improved performance.

Resumo em Português:

O PHB (Poli-3-hidroxibutirato) é um termoplástico biodegradável sintetizado por fermentação submersa a partir de matérias-primas renováveis. A utilização de fibras naturais tem sido pesquisada visando melhorar as propriedades e reduzir o custo do PHB. O objetivo deste trabalho foi o estudo das propriedades mecânicas (resistência à tração), térmicas (Análise termogravimétrica,TGA, e Calorimetria Exploratória Diferencial, DSC) e reológicas (torque em câmera de mistura e Índice de Fluidez) do PHB e de compósitos de PHB/pó de madeira processados e irradiados. Foram preparados compósitos com concentrações de PHB/pó de madeira de 90/10, 80/20 e 70/30 (m/m). Os materiais foram processados através das seguintes etapas de processamento: calandragem, fragmentação, extrusão, granulação, secagem e moldagem por injeção para confecção dos corpos de prova. A incorporação do pó de madeira aumentou o grau de cristalinidade e a temperatura de cristalização do polímero, e nos compósitos PHB/pó de madeira 80/20 e 70/30 a rigidez do material aumentou. A irradiação após o processamento (dose de 30 kGy) provocou aumento da rigidez do PHB puro e dos compósitos PHB/pó de madeira 90/10 e 80/20, embora outras propriedades tenham decrescido. O compósito PHB/pó de madeira 70/30 apresentou os melhores resultados em termos econômicos e de processamento.

Resumo em Inglês:

PHB (Polyhydroxybutyrate) is a biodegradable thermoplastic synthesized by submerse fermentation of renewable raw materials. The use of natural fibers has been largely researched to improve PHB properties, as well as reducing its cost. The purpose of this work was the study of the mechanical, thermal properties and rheological analyses (torque in mixer camera and melt flow index) of processed and irradiated PHB, as well as PHB/wood flour composites. PHB/wood flour composites were prepared with PHB/wood relation of 90/10, 80/20 and 70/30 (w/w). Both pure PHB and composites were processed through the following steps: calendering, milling, extrusion, second milling, drying and injection molding to make test specimens. Mechanical properties (strength resistance) and thermo analyses (Thermogravimetric Analysis, TGA and Differential Scanning Calorimeter, DSC) tests were carried out. The introduction of the wood flour increased both polymer crystallinity and crystallization temperature. The material stiffness increased in PHB/wood flour composites (80/20 and 70/30). The irradiation after processing in 30 kGy doses led to increased stiffness of pure PHB and PHB/wood flour composites (90/10 and 80/20) while other properties have decreased. The PHB/wood flour composite 70/30 showed the best results in terms of economy and processing.

Resumo em Inglês:

A simple method was developed to load a large amount of silver nanoparticles into bacterial cellulose (BC) produced by Gluconacetobacter xylinus in a controlled manner. Due to the high electron-rich oxygen density in the BC macromolecules and the large surface area of the BC nanoporous structure as an effective nanoreactor, the in situ direct metallization technique was successfully used to synthesize Ag nanoparticles with an average diameter of 30 nm and a loading content of at least 5 wt. (%), approximately. This novel procedure provides an easy and economical way to manufacture Ag nanoparticles supported on a porous membrane for various biomedical applications. These composite fibers showed nearly 100% antibacterial activity (elimination of microorganisms) against Escherichia coli because of the presence of the silver nanoparticles.

Resumo em Português:

Estudos de compósitos reforçados com fibras naturais mostram que as dificuldades associadas ao uso de fibras vegetais como reforço em compósito de polímeros são freqüentemente relacionadas à absorção de umidade. A presença de umidade leva à impregnação e adesão interfacial fibra-matriz imperfeitas, que geram tensões internas, porosidade e falha prematura do sistema. Este problema pode ser reduzido usando fibra híbrida tramada ou tecidos tricotados. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar numérica e experimentalmente a sorção de água em compósitos de juta e juta/vidro. Os compósitos de poliéster insaturados moldados por compressão e reforçados com tecido de juta e tecido híbrido de juta-vidro têm composições em peso de: a) 26% de juta/74% poliéster insaturado; e b) 26% juta/32% vidro/42% poliéster insaturado, e dimensões de 20,00 × 20,00 × 2,30 mm³ e 20,00 × 20,00 × 2,82 mm³, respectivamente. Um modelo matemático tridimensional de difusão transiente foi desenvolvido para predizer a transferência de massa durante a absorção de água. A formulação matemática foi resolvida numericamente usando o método de volumes finitos e um esquema de interpolação totalmente implícito. Os resultados da distribuição do teor de umidade dentro destes compósitos e cinética de absorção de água são mostrados e analisados. O conhecimento da distribuição de umidade permite verificar áreas mais favoráveis a problemas de delaminação devido à fraqueza da interface fibra-matriz e, por conseguinte redução nas propriedades mecânicas.

Resumo em Inglês:

Studies on composites reinforced with natural fibers show that the difficulties associated to the use of the vegetable fibers as reinforcement in polymer composites are frequently related to moisture absorption. The presence of moisture leads to imperfect impregnation and weak fiber-matrix interfacial adhesion, leading to the appearance of internal tensions, porosity, and premature failure of the system. This problem can be reduced by employing hybrid fiber weaved or knitted fabrics. This work is aimed at studying water sorption in composites of jute and jute/glass. The compression molded unsaturated polyester composites reinforced with jute fabric and a hybrid jute-glass fabric had the following weight compositions: a) 26% jute/74% unsaturated polyester; and b) 26% jute/32% glass roving/42% unsaturated polyester and dimensions of 20.00 × 20.00 × 2.30 mm³ and 20.00 × 20.00 × 2.82 mm³, respectively. A three-dimensional transient diffusion mathematical model was developed to predict mass transfer during water absorption. The mathematical formulation was numerically solved using a finite-volume method and an implicit interpolation scheme. The results of moisture content distribution inside these composites and water absorption kinetics are shown and analyzed. The knowledge of this moisture distribution allows verifying more favorable areas for delamination due to the weakness of the fiber-matrix interface and consequently reduction in the mechanical properties.