Resumo em Português:

Elastômeros vulcanizados são materiais comumente empregados em diversas aplicações, como nas indústrias automotiva e calçadista. Neste trabalho, aparas do terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM-r) provenientes da indústria automotiva foram submetidas a micro-ondas durante diferentes tempos de exposição (2-5 min). Após a desvulcanização, as amostras foram caracterizadas por teor de gel, calorimetria exploratória diferencial (DSC) e energias de ativação de degradação (Ea) determinadas por análise termogravimétrica (TGA). O comportamento de degradação apresentou composição do EPDM-r condizente com a literatura. A análise de teor de gel demonstrou que o EPDM-r foi desvulcanizado quando exposto às micro-ondas por 5 minutos. As análises de DSC não indicaram modificações significativas nas amostras estudadas, e o estudo de Ea mostrou que os aditivos encontrados na composição do EPDM-r influenciam na eficiência do método de regeneração por micro-ondas.

Resumo em Inglês:

Vulcanized elastomers are materials commonly used in several applications, such as automotive and footwear industries. In this study, scraps of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM-r) from the automotive industry were exposed to microwaves during different periods (2-5 min). After devulcanization, the samples were characterized by gel content, differential scanning calorimetry (DSC) and activation energy of degradation (Ea) determined by thermogravimetric analysis (TGA). The degradation behavior of EPDM-r was consistent with the literature. The gel content analysis showed that the EPDM-r was devulcanized only at 5 minutes of exposure to the microwaves. DSC analysis demonstrated no significant changes in the samples, and the Ea results confirmed that the additives found in the composition of the EPDM-r affect the efficiency of the regeneration method.

Resumo em Português:

O poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) é um polímero semicristalino contendo uma fase amorfa e uma cristalina. Essa característica é importante para o preparo de membranas assimétricas, pois a fase cristalina tem grande influência na formação da estrutura da membrana e a fase amorfa na porosidade. Membranas de PVDF foram preparadas pelo processo de inversão de fases e avaliadas quanto à permeabilidade e morfologia, bem como o efeito do tratamento térmico. Foram comparadas as seguintes membranas: membrana sem tratamento térmico, membrana com tratamento térmico e membrana comercial. Ensaios de resistência química, fluxo permeado de água a várias pressões, difusão de íons, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica (TGA) foram realizados para verificar o comportamento das membranas.

Resumo em Inglês:

Poly(Vinylidene Fluoride) (PVDF) is a semicrystalline polymer containing an amorphous and a crystalline phase. This characteristic is important for the preparation of asymmetric membranes, because the crystalline phase has great influence on the membranes structure, while the amorphous phase affects the porosity. PVDF membranes were prepared by the phase inversion process, which were then evaluated with regard to permeability and morphology, as well as the thermal treatment effect. The following membranes were compared: without thermal treatment, with thermal treatment and commercially-available membrane. The analysis of chemical resistance, water permeability flux to different pressures and diffusion of ions, in addition to studies with Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA), were performed to investigate the membranes properties.

Resumo em Português:

Goma xantana é um biopolímero comercial produzido por fermentação de glicose e Xanthomonas com larga aplicação industrial. O objetivo deste trabalho foi estudar a síntese e a viscosidade da goma obtida por cepas nativas de Xanthomonas campestris utilizando soro de mandioca como substrato fermentativo alternativo. Três tipos de Xanthomonas foram utilizados. A maior produção foi de 13,83 g.L-1 obtida do meio fermentativo com X. campestris mangiferaeindicae a 25 ºC, 250 rpm por 120 horas apresentando uma viscosidade aparente de 96,14 cP na concentração de 2,0% de solução de xantana a 25 s-1, 25 ºC. O uso do resíduo industrial de soro de mandioca para biossíntese da xantana é uma alternativa de baixo custo para o processo fermentativo e um destino para esse soro.

Resumo em Inglês:

Xanthan gum is a commercial biopolymer produced by fermentation of glucose and Xanthomonas with many industrial applications. The objective of this work was to study the synthesis and the viscosity of xanthan obtained from native strains of Xanthomonas campestris using cassava as an alternative fermentative substrate. Three kinds of Xanthomonas were used. The highest production was 13.83 g.L-1 obtained with X. campestris mangiferaeindicae fermented at 25 ºC, 250 rpm during 120 hours and presenting apparent viscosity 96.14 cP in the concentration of 2.0% of xanthan solution at 25 s-1, 25 ºC. The use of the industrial residue of cassava serum for biosynthesis of xanthan is a low cost alternative for the fermentation process and a noble use for this waste.

Resumo em Português:

Polímeros expandidos são bastante competitivos para serem utilizados como materiais de flutuabilidade, devido a sua baixa densidade. Em particular, eles se apresentam muito eficientes no desenvolvimento de módulos de flutuabilidade de robôs submarinos do tipo ROV (Remote Operated Vehicle). Este trabalho descreve um estudo da absorção de água em dois diferentes tipos de polímeros expandidos (poliuretano e poliestireno expandido), em diferentes meios aquosos (água do mar e água destilada). Estudo sobre o efeito da geometria das amostras com relação à cinética de absorção de água demonstrou que as amostras com maior área de contato com a água se apresentam mais susceptíveis à absorção de água. Os estudos também revelaram que o poliuretano expandido sofreu uma importante perda de material devido ao seu manuseio durante os ensaios de absorção. A influência do meio aquoso foi também bastante notável para este material, no qual apresentou uma maior taxa de absorção nos ensaios com água destilada em comparação com os ensaios utilizando água do mar. Os resultados das análises demonstraram que o melhor material para ser utilizado como módulo de flutuabilidade do robô submarino é o poliestireno expandido, pois este material não apresentou uma notável degradação e perda de material durante os ensaios de absorção.

Resumo em Inglês:

Owing to the low density and relative low price, expanded polymers appear to be competitive for buoyancy systems. Expanded polymers are particularly efficient to develop buoyancy modules of submarine robots such as ROV (Remote Operated Vehicle). This work describes water absorption mechanisms of two expanded polymers (expanded polyurethane and expanded polystyrene), in various aqueous media (seawater and distilled water). The influence of the samples geometry on the water absorption kinetics was studied. The samples with a larger contact area with water were found to be more susceptible to water absorption. The analyses also reveal a potential loss of material in the expanded polyurethane due to its manipulation during the absorption tests. The influence of the aqueous media was also significant for this material, which presents a level of absorption in distilled water higher than in seawater. The results of this study justify the selection of the expanded polystyrene, which appears particularly suitable to the development of the buoyancy modules of submarine mini-robots.

Resumo em Português:

Neste trabalho, a polimerização do glicerol na presença de catalisador ácido (H2SO4 ou H3PO4) e básico (NaOH), para produzir resinas termofixas foi investigada. Os resultados mostraram que as variáveis como a temperatura de reação, o tipo e a concentração do catalisador são críticas para a obtenção de bons rendimentos e seletividade para materiais poliméricos. Em condições otimizadas, i.e. H2SO4 como catalisador, 140 °C por 24 horas, foi possível obter polímeros com 98% de seletividade. Após polimerização, os materiais obtidos foram submetidos a extrações com diferentes solventes, i.e. água, THF e hexano. Os extratos foram caracterizados por ESI(+)-MS e por espectroscopia na região do infravermelho, que permitiram verificar a presença de oligômeros de até seis unidades monoméricas. Para menores tempos de reação, e.g. 4 horas, foi possível obter elevada seletividade (100%) para oligômeros, mas com baixa conversão de glicerol (25%). Além disso, verificou-se que os outros catalisadores (H3PO4 e NaOH) apresentam baixa atividade para promover a polimerização do glicerol, e.g. rendimento de 25% após 24 horas.

Resumo em Inglês:

In this work, an investigation was made of the glycerol polymerization in the presence of acid (H2SO4 or H3PO4) and base (NaOH) catalysts to produce thermosetting resins. The results showed that the reaction temperature and catalyst concentration are critical to obtain good yield and selectivity. Under optimum condition, i.e. H2SO4 catalyst, 140 °C for 24 hours it was possible to obtain polymers with 98% selectivity. After the polymerization the materials were submitted to extractions with different solvents, i.e. water, THF and hexane. The extracts were characterized by ESI(+)-MS (Electro-Spray Ionization Mass Spectrometry) and by FTIR, showing the presence of short-chain oligomers (up to six units). For shorter reaction times, e.g. 4 hours, it was possible to obtain high selectivity (100%) for oligomers, but with low glycerol conversion (25%). It was also observed that the other catalysts (H3PO4 and NaOH) showed low activity to promote glycerol polymerization, e.g. yields of 25% after 24 hours.

Resumo em Português:

Neste trabalho foi avaliada a influência do tratamento de fibras de bagaço de cana-de-açúcar nas propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas, na estabilidade térmica, na densidade e absorção de água, quando utilizadas na preparação de compósitos com resinas de poliéster insaturado em comparação com a resina sem reforço. As fibras foram submetidas a tratamento químico com solução alcalina de hidróxido de sódio. O tratamento melhorou as propriedades de impacto, aumentou o módulo de elasticidade em flexão, não alterou significativamente o módulo de elasticidade em tração dos compósitos em relação à resina sem reforço e melhorou a compatibilidade fibra matriz quando comparada com compósitos com a fibra sem tratamento, o que pode ser observado nas fraturas de impacto analisadas por microscopia eletrônica de varredura. As superfícies das fibras também foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura.

Resumo em Inglês:

The aim of this work is to evaluate the influence of the sugar cane bagasse NaOH treatment in the mechanical and dynamic-mechanical properties, in the thermal stability, density and water absorption, when used in unsaturated polyester resin/sugar cane bagasse composite. The sugar cane bagasse was submitted to the chemical treatment with alkaline solution of NaOH. The treatment improves the impact and flexural elasticity modulus when compared with resin without fibers, in addition to the adhesion of the fibers with the matrices, but does not improve significantly the tensile elasticity modulus. The surfaces of the impact fracture were analyzed by SEM.

Resumo em Português:

Curvas termogravimétricas com diferentes razões de aquecimento foram utilizadas para a determinação de parâmetros cinéticos seguindo o método de Flynn-Wall. Para isso, foi utilizado um hidrogel preparado a partir da mistura de dois polissacarídeos, quitosana/xantana (QX) e outro, contendo além destes, colágeno (QXC). Os resultados mostraram que o valor de energia de ativação para o hidrogel QX foi de 3,44 kJ.mol-1, enquanto que para o QXC foi de 14,84 kJ.mol-1, sugerindo que a água presente no hidrogel contendo colágeno está mais fortemente ligada aos biopolímeros. Isto pode ter ocorrido devido à presença de grupos carboxílicos na estrutura colagênica.

Resumo em Inglês:

Polyelectrolyte hydrogels formed by chitosan/xanthan (QX) and chitosan/xanthan/collagen (QXC) were prepared and thermogravimetric curves at different heating rates were obtained, with the aim of determining kinetic parameters using the Flynn-Wall method. The calculated activation energy was 3.44 kJ.mol-1 (QX ) and 14.84 kJ.mol-1 (QXC), suggesting stronger interactions in QXC hydrogel structure than in the QX hydrogel, probably due to the presence of carboxyl groups of collagen molecules.

Resumo em Português:

O processo para obtenção de uma camada polimérica hidrofílica sobre um componente polimérico pode ser basicamente dividido em: tratamento de superfície do substrato, aplicação e cura do revestimento. O tratamento de superfície se faz necessário em função da grande diferença de polaridade comumente apresentada entre os materiais que compõem este conjunto e da baixa energia livre de superfície inerente aos principais materiais utilizados como substrato, fatores estes que dificultam a adesão entre eles. Neste trabalho foi avaliada a influência da técnica de tratamento de superfície através de exposição à chama sobre a tentativa de aumento da energia livre de superfície de tubos de poliamida 11. Amostras foram submetidas ao tratamento durante 5, 10, 20, 30 e 60 segundos, e posteriormente caracterizadas por goniometria, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho e resistência ao risco da camada depositada. Amostras não tratadas foram analisadas como parâmetro de controle das modificações. Os resultados mostraram um aumento da molhabilidade e rugosidade da superfície, além de uma melhoria na adesão da camada hidrofílica após o tratamento.

Resumo em Inglês:

The process of obtaining a hydrophilic polymer coating on a polymeric component or product can be basically divided into: the substrate surface treatment, the coating application and the cross-linking. The substrate surface treatment is crucial due to the possible large difference in polarity between the polymers and the substrate materials, which commonly have low free surface energy and may severely hamper adhesion. This study evaluated the influence of flame surface treatment for the attempt of increasing the free energy surface of polyamide 11 tubes. Samples were submitted to treatment for 5, 10, 20, 30 and 60 seconds, and subsequently characterized by goniometry, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and scratch resistance of the deposited layer. Untreated samples were analyzed as a control parameter of the changes. The results showed an increase in wettability and surface roughness, and also an improvement in the adhesion of the hydrophilic coating after treatment.

Resumo em Português:

A contaminação dos recursos hídricos é um dos maiores problemas ambientais da atualidade. Dentre as várias fontes poluidoras, destacam-se as indústrias têxteis, por serem fontes geradoras de grandes volumes de efluentes, muitas vezes tratados de maneira ineficiente. A principal causa do grande impacto ambiental decorrente deste descarte é a presença dos corantes, tais como os compostos do tipo azo, que podem gerar subprodutos de caráter carcinogênico e/ou mutagênico, ou como os de base antraquinona, que são muito resistentes à degradação natural e portanto persistem no efluente por um longo tempo. O objetivo do presente trabalho consiste na utilização de processos foto-Fenton assistidos por luz artificial e solar, utilizando ferro imobilizado em esferas de quitosana reticulada com glutaraldeído, para promover a degradação do corante reativo Azul QR-19, de base antraquinona, em solução aquosa. As esferas obtidas apresentaram tamanho regular com diâmetro de 4,0 mm. Os resultados demonstraram 90% de descoloração do sistema em 180minutos e redução de 60% do teor de carbono orgânico total (COT), para o sistema foto-Fenton utilizando luz artificial. Para o sistema fotoassistido com luz solar, a descoloração foi integralmente obtida em 120 minutos com 70% de redução do teor de COT. Foi observado que o ferro permaneceu na matriz após o tratamento, possibilitando sua reutilização.

Resumo em Inglês:

The contamination of water resources is one of the greatest environmental problems today. Among the polluting sources are the textile industries due to the production of large volumes of effluent, often treated inefficiently. The main reason for the environmental impact of the rejected materials is the presence of dyes such as azo reactive compounds that can generate by-products with carcinogenic and mutagenic effects. They may also include anthraquinone type compounds, which are highly resistant to degradation and persist in the effluent for a long time. The purpose of this study is the use of photo-Fenton processes assisted by artificial or solar light, using immobilized iron on chitosan beads, crosslinked with glutaraldheyde, for the antraquinone type compound Blue QR-19 standard dye degradation in aqueous solutions. The obtained spheres showed a regular size and 4.0 mm diameter. The results showed 90% discolouration of the system within 180 minutes and a 60% total organic carbon (TOC) reduction for the photo-Fenton system using artificial light. For the system using sunlight, the total discolouration was achieved in 120 minutes and the TOC value decreased 70%. Also observed was that iron remained in the polymeric matrix after the treatment, thus allowing reuse.

Resumo em Português:

Compósitos de PP com fibras curtas de coco foram preparados em extrusora, com dois perfis de temperatura, visando avaliar o efeito compatibilizante de PP modificado com vinilalcoxisilano e com anidrido maleico. Foi verificado que os dois agentes de acoplamento melhoraram o módulo elástico, a tensão máxima e a resistência à absorção de água quando os materiais foram processados utilizando-se um perfil de temperaturas mais elevadas. A morfologia dos compósitos também ficou mais homogênea na presença dos agentes de acoplamento, especialmente naqueles processados na temperatura mais alta. Esses resultados indicam que a temperatura é uma variável fundamental no estabelecimento das interações envolvendo os processos de compatibilização.

Resumo em Inglês:

PP composites filled with coir short fibers were prepared in an extruder using two temperature profiles. The objective was to evaluate the compatibilizing effect of PP modified with vinylsilane and with maleic anhydride. Both coupling agents improved elastic modulus, tensile strength and water absorption resistance when the materials were processed at the highest temperature profile. The composite morphology was more homogeneous in the presence of the coupling agents, mainly in the composites processed at the highest temperatures. These results indicate that temperature is a key variable for the establishment of the interactions involved in the coupling processes.

Resumo em Português:

O copolímero poli(3-hidroxibutirato-co-ε-caprolactona) foi sintetizado por transesterificação, a partir dos homopolímeros PHB e PCL, usando acetilacetonato de zircônio(IV), como catalisador, nas concentrações de 20, 50 e 80% de PHB em massa. Os copolímeros foram caracterizados por GPC, métodos espectroscópicos (RMN-¹H, RMN-13C e IV-FT) e métodos térmicos (TG e DSC). A rota de síntese utilizada mostrou-se eficaz na síntese dos copolímeros P(HB-co-CL), os quais mostraram diminuição das cadeias poliméricas, apresentando Mw inferior a 24.000Daltons. Todos os copolímeros obtidos são termicamente mais estáveis que o PHB e com menor cristalinidade que os homopolímeros de partida. Esses materiais são bons candidatos para utilização como biomateriais em matrizes para liberação controlada de fármacos ou mesmo como compatibilizante em blendas PHB/PCL.

Resumo em Inglês:

In the present work, the copolymer poly(3-hydroxybutyrate-co-ε-caprolactone), P(HB-co-CL), was prepared by transesterification reaction from PHB and PCL. Zirconium (IV) acetylacetonate was used as catalyst and the copolymers were obtained in a wide range of compositions of PHB/PCL (20/80, 50/50, 80/20). These copolymers were characterized by GPC, FT-IR, ¹H-NMR, 13C-NMR, TG, and DSC. The copolymers had weight average molecular weight less than 24.000 Daltons. All the systems were thermally more stable than PHB, showing lower crystallinity than the homopolymers. These materials are good candidates to be used as biomaterials, in drug release matrices, or even as PHB/PCL blends compatibilizers.

Resumo em Inglês:

Commercial copolymers based on styrene and divinylbenzene containing sulfonic acid groups were used as support for the incorporation of silver nanoparticles. These nanoparticles were obtained in situ by the reduction of Ag+ by using hydroxylamine in the presence of a protective agent. These materials were characterized with determination of the silver content and their morphological characteristics. The antibacterial activity of the final products against Escherichia coli was evaluated and the results show that the synthesized copolymers had antibacterial effect varying from 54 to 100%. The most efficient composite was made with small, well distributed particles.

Resumo em Português:

Foi preparada uma argila modificada com cloreto de cetilpiridíneo a partir da argila sódica por troca de cátions em solução. Foi avaliada a quantidade de agente de modificação em relação à argila sódica e o tempo reacional. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raio X (XRD), análise termogravimétrica (TGA) e ressonância magnética nuclear (RMN) de baixo campo. Após a caracterização foi confirmada a modificação da argila e, também, foi verificado que o produto obtido pode ser empregado na preparação de nanocompósitos de PVC, considerando que o início da degradação do material preparado ocorreu em temperatura superior às comumente utilizadas no processamento do polímero. A adição da argila modificada apresentou uma dispersão adequada no PVC e manteve o início da degradação do material em temperatura compatível com o processamento do polímero, gerando um nanocompósito com parte esfoliada e intercalada.

Resumo em Inglês:

A modified silicate with cetylpyridinium was prepared from sodium clay with cation exchange in solution. The amount of modification agent for clay and the reaction time were evaluated. The materials produced were characterized using X ray diffraction (XRD), termogravimetric analysis (TGA) and low field nuclear magnetic resonance (NMR). The formation of new organic clay was confirmed, which was introduced in PVC for the formation of nanocomposites. The beginning of degradation of the new clay occurred at temperatures higher than commonly used in the processing of PVC. The nanocomposites were partially exfoliated and partially intercalated.

Resumo em Português:

No setor elétrico, a borracha natural (BN) tem sido amplamente utilizada na confecção de ferramentas isolantes. Esses são itens essenciais para a segurança e proteção de trabalhadores da área de manutenção de redes de distribuição de energia elétrica. A boa conservação dessas ferramentas deve ser assegurada com o objetivo de garantir o isolamento elétrico e resistência mecânica adequados, portanto a avaliação dos processos de degradação se torna importante. Neste trabalho duas formulações de borracha natural comerciais, utilizadas na confecção de equipamentos de proteção coletiva (EPC's), foram caracterizadas por envelhecimento térmico, ensaios mecânicos, termogravimétricos, análise termo-dinâmico mecânica, inchamento e extração.

Resumo em Inglês:

Electrical engineering sector make use of natural rubber to manufacture line-life equipment, utilized to promote safety and protection for those who work in the electrical networks maintenance. A good conservation of the equipment must be assured in order to guarantee the necessary insulation. Thus, the assessment of the degradation processes becomes important. In this study two commercial types of natural rubber commonly employed to produce collective protective equipment (CPE), were evaluated using artificial thermal ageing through mechanical, swelling tests, thermogravimetric analysis, dynamic mechanical thermal analysis and solvent extraction.