Resumo em Inglês:

Urea is a well-known additive used as a mild protein denaturant. The effect of urea on proteins, micellar systems and other colloids is still under debate. In particular, urea has shown interesting effects on the ion binding in systems like charged micelles, vesicles or Langmuir-Blodgett films. The urea effect on polymeric aggregates in water is still an open field. For instance, the additive may affect properties such as cmc, LCST, UCST and others. In particular, LCST is a property that can be very convenient for designing smart systems that respond to temperature. Previous studies have indicated that the LCST of positive charged copolymers aggregates based on poly[N-dimethyl(ethylamine methacrylate)], PDMAEMA, can be nicely modulated by anions in aqueous solution and such phenomenon depends on the nature of the anion present. In this work, it has been demonstrated that urea also affects the LCST of PMMA-block-PDMAEMA aggregates in aqueous solution. In addition, in the presence of high concentrations of the additive, the specific behavior of the anions is lost, supporting the general mechanism of urea reducing the differences on ion binding to surfaces in aqueous solutions. To the best of our knowledge, this is the first time those phenomena are shown in polymer micelles.

Resumo em Inglês:

The high calorific value of rice husks has elevated its reuse as an energy source; however, the burning of these shells generates a waste ash from rice husk ash (RHA), which makes its disposal a concern. Despite advances, biodegradable polymers are not yet able to compete with those of traditional thermoplastics, which have lower production cost and higher performance. Based on this background, this paper studies the feasibility of reuse of RHA as filler in polymer matrices replacing the conventional filler. This study consists of applying different percentages of RHA in the formulation of polyhydroxybutyrate composite (PHB) and the use of talc (TA) for comparison purposes as conventional filler. The composites used in this assay were obtained by twin-screw extrusion and injection molding of the polymer plus the fillers under study. Physicochemical and biodegradability properties of the composites were evaluated. The composite PHB/RHA was superior in the biodegradability tests and the properties remain practically unchanged in the presence of the filler. Thus, composites with RHA are promising because they take an abundant residue combined with degradation capacity of the polymer, therefore reducing cost and the environmental impact.

Resumo em Inglês:

Waste recycling has been the subject of numerous scientific researches regarding the environmental care. This paper reports the redirecting of sugarcane bagasse ash (SBA) as new filler to natural rubber (NR/SBA). The NR/SBA composites were prepared using an opened cylinder mixer to incorporate the vulcanization agents and different proportions of residue (SBA). The ash contains about 70-90% of inorganic compounds, with silica (SiO2) being the main compound. The SBA incorporation improved the mechanical properties of the vulcanized rubber. Based on these results, a new use is proposed for the agro-industry organic waste to be implemented in the rubber vulcanization process, aimed at improving the rubber physical properties as well as decreasing the prices of natural rubber composites.

Resumo em Inglês:

Scrap tires are considered a type of waste that litters landfills and the environment in general. Due to its chemically cross-linked structure, this material cannot be recycled by conventional processes because it does not melt. This work examined the production of polymeric composites using high density polyethylene (HDPE) filled with rubber tire powder (RTP). Ethylene-octene-1 copolymer (C2C8), an elastomeric material, was also added to improve the mechanical properties. Morphological analysis showed a good interfacial adhesion when C2C8 is added to the mixture. Raman spectroscopy coupled to optical microscopy revealed that the HDPE phase encapsulated the rubber tire particles. The mixtures containing C2C8 and RTP presented lower ultimate tensile strength and elastic modulus, but the impact strength of the binary and ternary mixtures was much higher than that of neat HDPE.

Resumo em Inglês:

AFM has been recognized as one of the most powerful tools for the analysis of surface morphologies because it creates three-dimensional images at angstrom and nano scale. This technique has been exhaustively used in the analyses of dispersion of nanometric components in nanocomposites and in polymer blends, because of the easiness of sample preparation and lower equipment maintenance costs compared to electron microscopy. In this review, contributions using AFM are described, with emphasis on the dispersion of nanofillers in polymeric matrices. It is aimed to show the importance of technical analysis for nanocomposites and polymer blends based on elastomers.

Resumo em Inglês:

In this study, polymer composites using low-density polyethylene (LDPE) and layered hydroxide salts (LHS) were synthesized. The following compositions of LHS were obtained Zn5(OH)8(An-)2/n.yH2O, where A was varied in order to obtain hydrophilic (A = NO3-) or hydrophobic (A = DDS- - dodecyl sulfate or DBS- - dodecyl benzene sulfonate). Synthesis was carried out by co-precipitation in alkaline medium and drying, being followed by characterization via Fourier-transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. A variable amount of filler was then incorporated into the LDPE via extrusion, which was then injection molded to obtain specimens for evaluating tensile properties (Young's modulus, tensile strength, strain at break and toughness). For comparison, the sodium salts of the surfactants (NaDDS and NaDBS) were also used as fillers in LDPE. The X-ray diffraction results indicated that the hydrophobic LHS were exfoliated in the polymer matrix, whereas the hydrophilic LHS was only delaminated. In the LDPE composites, melting and crystallization temperatures were nearly constant, along with the crystallinity indexes. The mechanical properties were mainly varied when the organophilic LHS was used. Overall, fillers based on LHS, especially those containing hydrophobic anions, may be interesting alternatives in the production of reinforced thermoplastics.

Resumo em Inglês:

In this work, the effects of incorporating cellulose nanocrystals from soy hulls (WSH30) on the mechanical, thermal, and barrier properties of methylcellulose (MC) nanocomposites were evaluated. MC/WSH30 nanocomposite films with different filler levels (2, 4, 6, 8, and 10%) were prepared by casting. Compared to neat MC film, improvements in the mechanical and barrier properties were observed, while thermal stability was retained. The improved mechanical properties of nanocomposites prepared may be attributed to mechanical percolation of WSH30, formation of a continuous network of WSH30 linked by hydrogen interactions and a close association between filler and matrix.

Resumo em Português:

Membranas de PVA/sílica foram sintetizadas através do processo sol-gel em condições ácidas. Tetraetilortossilicato (TEOS) foi utilizado como precursor em concentrações de 5 a 30% em dois grupos distintos. Um grupo foi utilizado como controle contendo apenas PVA/TEOS. A inserção dos grupamentos necessários para a condutividade ocorreu através da introdução de 12% em massa de heteropoliácido fosfotúngstico hidratado (HPW) em relação à massa de TEOS, formando o segundo grupo. As avaliações quanto ao grau de inchamento, permeabilidade ao etanol e condutividade protônica demonstraram que a membrana contendo 30% em massa de TEOS apresenta os melhores resultados entre as membranas produzidas. Os melhores resultados foram 0,28 mS/cm de condutividade protônica e fluxo de 1,5 kg/m².h de solução de etanol. Nessas condições, considera-se a reticulação das membranas de PVA/SiO2 com o precursor TEOS uma boa alternativa para a reticulação de membranas de PVA visto que as membranas mostraram-se mais seletivas ao fluxo de solução de etanol. Entretanto, para aplicação como eletrólito de célula a combustível, ainda é necessário investigar outras formas de aumentar a condutividade sem prejudicar a estabilidade dimensional.

Resumo em Inglês:

PVA/silica membranes were synthesized by the sol-gel process under acidic conditions. Tetraethoxysilane (TEOS) was used as precursor with concentration between 5 and 30% in two distinct systems. One system was used as control, which contained only PVA / TEOS. In the second system, groups necessary for conductivity were introduced with 12% by weight of hydrated phosphotungstic heteropolyacid (HPW) in relation to the mass of TEOS. The evaluations of the degree of swelling, permeability for ethanol and proton conductivity have shown that the membrane containing 30 wt% TEOS gives the best results among the membranes produced. The best results achieved in this study were 0.28 mS / cm of proton conductivity and 1.5 kg/m².h flux of ethanol solution. Thus, under these conditions, crosslinked membranes with PVA/SiO2 and TEOS precursor are good alternative for crosslinking PVA membranes since they were more selective to the flow of ethanol solution. However, for applications such as in electrolyte fuel cells, it is still necessary to investigate other ways to increase conductivity without affecting the dimensional stability.

Resumo em Português:

O presente estudo investiga a falha por stress cracking em polímeros contendo argila montmorilonítica. Ensaios de tração e de relaxação de tensão foram conduzidos para avaliar a resistência ao stress cracking do PET puro e dos híbridos PET/argila em contato com soluções aquosas de hidróxido de sódio. As análises por difratometria de raios-X evidenciaram que a argila adicionada não gerou uma estrutura esfoliada e sim a obtenção de microcompósitos. Os resultados mostraram que a presença de argila dispersa no PET causa concentração de tensão, o que exerce forte influência no comportamento de stress cracking, com os efeitos sendo afetados pela ordenação lamelar e ao teor de carga, resultando em maiores taxas de relaxação de tensão. A argila com menor regularidade no empilhamento lamelar, embora ocasione menor concentração de tensão, favorece mais o fissuramento superficial da matriz, sugerindo que o efeito de barreira ao fluido não foi efetivo. Medidas de massa molar evidenciaram que a argila acelera o ataque químico da matriz quando elevadas concentrações de solução são utilizadas, porém diminui o efeito da tensão mecânica na degradação.

Resumo em Inglês:

This study investigates stress-cracking failure of polymer/clay composites. Tensile and stress relaxation tests were conducted to evaluate the stress cracking resistance of PET and PET/clay in the presence of sodium hydroxide aqueous solution. The X-ray diffraction analyses showed that the clay formed a typical structure of a microcomposite, and not an exfoliated structure. The presence of clay causes stress concentration, with a strong consequence to the stress cracking behavior, but the effects depend on the lamellar ordering and the content of clay. When the clay lamellae are less ordered the rise in stress concentration is lower, but causes more surface cracks on the polymer, suggesting that the barrier effect was not very effective. Molar mass measurements showed that the clay accelerates the chemical attack of the matrix when higher concentrations of NaOH are used, but reduces the effect of mechanical stress on degradation.

Resumo em Português:

Foi desenvolvida uma metodologia para a determinação dos teores de etileno (ET) e propileno (P) em amostras de borracha (elastômero puro, crua e vulcanizada), à base do copolímero de etileno-propileno-dieno monômero (EPDM), por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) de reflexão total atenuada universal (UATR) e de transmissão, sendo as amostras analisadas tal como recebidas ou após pirólise, respectivamente. Embora ambas as técnicas tenham apresentado boa precisão, com a análise UATR sendo mais adequada para o elastômero puro, a realizada por transmissão/pirólise mostrou-se mais adequada à análise de todos os tipos de EPDM (elastômero puro, crua e vulcanizada), podendo ser usada para formulações similares.

Resumo em Inglês:

We developed a methodology for determining the concentration of ethylene and propylene in rubber samples (raw, unvulcanized or vulcanized) based on the copolymer of ethylene, propylene and diene monomer (EPDM) by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), using universal attenuated total reflection (UATR) and transmission techniques. Pristine and pyrolized samples were analyzed. Although both techniques have shown good accuracy, UATR is the most suitable for the pure elastomer and the transmission/pyrolysis technique is more suitable for the analysis of all types of EPDM (raw, unvulcanized or vulcanized) and can be used for similar formulations.

Resumo em Português:

A cada dia o avanço tecnológico nos leva a encruzilhadas como a construção de veículos mais leves, com menor consumo de combustível e mais seguros. Neste sentido, materiais compósitos poliméricos são materiais usados atualmente em diferentes aplicações nas quais a leveza combinada com um alto módulo de elasticidade são características importantes. Poliamidas reforçadas com fibras de vidro se apresentam como materiais de grande futuro em aplicações automotivas. Desta forma, torna-se importante o estudo do comportamento deste tipo de material quando submetidos a processos de usinagem. Dentre os processos de usinagem o processo de furação é um dos mais utilizados nos componentes de material compósito. Neste trabalho será analisada a influência do avanço, da velocidade de corte e da geometria da ferramenta na força de avanço, pressão específica de corte e desvios dimensionais do furo realizado. Os testes foram realizados em poliamida sem reforço (PA6) e reforçada com 30% fibra de vidro (PA66-GF30) utilizando brocas de carbonetos sinterizados (K20) com ângulos de ponta diferente. Os resultados apontam claramente para a melhor usinabilidade do material reforçado em comparação ao sem reforço.

Resumo em Inglês:

The continuous technological advance has led to the challenge of building lighter and safer vehicles, but with lower fuel consumption. Within this scenario, polymeric composites are materials currently used in different applications, where lightweight combined with high modulus of elasticity are important features. Polyamide reinforced with glass fiber face a promising future for automotive applications, thus becoming important to study the behavior of this type of material when subjected to machining processes. Among the machining processes, drilling is one of the most widely applied to composite materials. In this work the influence of feed rate, cutting speed and tool geometry on thrust force, specific cutting pressure and hole dimensional deviations is investigated. The tests were performed on unreinforced polyamide (PA6) and on polyamide reinforced with 30 wt % glass fiber (PA66-GF30) using tungsten carbide drills (K20) with different tip angles. The results clearly indicate the superior machinability of the reinforced material, compared with the unreinforced polyamide.

Resumo em Português:

O objetivo deste trabalho consiste na obtenção de compósitos nanoestruturados de poli (sulfeto de fenileno) (PPS) reforçados com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) por meio da técnica de mistura em fusão, e posterior caracterização de suas propriedades morfológicas e térmicas. A análise por microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada com o intuito de avaliar a qualidade da dispersão dos MWCNTs na matriz polimérica. A partir das curvas de termogravimetria obtidas, foi observado um aumento na temperatura máxima de degradação pela adição do nanoreforço na matriz polimérica. Além disso, o modelo matemático de Ozawa-Wall-Flynn foi utilizado com o intuito de determinar os parâmetros cinéticos de degradação. Os resultados mostraram um aumento de aproximadamente 25 ºC na temperatura máxima de degradação (Tmax) quando uma pequena quantidade de MWCNT (0,5 wt %) foi considerada. Este fato contribuiu para o aumento da estabilidade térmica do PPS.

Resumo em Inglês:

The aim of this work is to obtain nanostructured composites of poly (phenylene sulfide), PPS, reinforced with multiwalled carbon nanotubes, MWCNT, by melt mixing technique and further characterization of their morphological and thermal properties. Transmission Electron Microscopy analysis was carried out to evaluate the quality of MWCNT dispersion throughout the PPS matrix. Thermogravimetry shows an increase in the maximum degradation temperature by the addition of the nanofiller to the polymeric matrix. In addition, Ozawa-Wall-Flynn modeling was used to determine the degradation parameters. The results showed that the maximum degradation temperature increased by ca. 25 ºC when a very small concentration of MWCNT (0.5 wt %) was considered, contributing to improve the thermal stability of PPS.

Resumo em Português:

O beneficiamento de toras de madeira produz uma grande quantidade de resíduos, em torno de 60%, os quais em geral são aproveitados na geração de energia com a produção de cinzas e fuligem, ou dispostos em locais inadequados, gerando um problema ambiental sério. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo principal produzir e avaliar física e mecanicamente painéis produzidos com resíduos do beneficiamento de madeira de Dipteryx odorata (Cumaru), espécie tropical cuja caracterização química e física também foi realizada. Para a produção dos painéis fez-se uso de um planejamento fatorial (2²+1) no qual foram analisadas as quantidades de resíduo e resina. Para a análise físico-mecânica, foram produzidos 24 painéis em diferentes condições de quantidade de resíduo (1000; 1300; 1500 g) e teor de resina (10; 12,5 e 15%). Os painéis foram cortados para obtenção dos corpos-de-prova para determinação de densidade, razão de compactação, inchamento e absorção (2 e 24 h); módulo de ruptura e de elasticidade em flexão estática, adesão interna e arrancamento de parafuso. Os painéis a 1500 g (10 e 15%) foram os que apresentaram os melhores resultados mecânicos, superiores ao mínimo especificado pela norma NBR 14810-3 (2006), evidenciando seu potencial na produção desses painéis.

Resumo em Inglês:

Logs processing produce large quantity of waste, ca. 60% related to original solid volume. This material is usually employed in power generation with the production of ash and soot, or improperly deposed, causing environmental problems. In this context, the present study aims to produce and evaluate the physical and mechanical performance of particleboards produced with waste from the processing of Dipteryx odorata, a tropical wood species whose chemical and physical characterization was also performed. The production of particleboards was based on a factorial design (2² +1), in which the quantities of waste and resin were analyzed. For the physical and mechanical analysis, twenty-four panels were produced, using different amount of residues (1000, 1300, 1500 g) and resin content (10, 12.5 and 15%). Specimens were obtained from the panels in order to determine their: density; compaction ratio, thickness swelling and water absorption (2 and 24 h); modulus of rupture and modulus of elasticity in static bending; internal adhesion; and screw pullout. Panels with 1500g (10 and 15% of resin) were those with the best mechanical results, higher than the minimum specified by the NBR 14810-3 (2006), confirming their potential in producing particleboards.

Resumo em Português:

Os biomateriais poli L-ácido lático (PLLA) e o poli caprolactona (PCL) são os polímeros mais estudadas na área dos materiais bioreabsorvíveis. Dentre as suas principais características que contribuem para a interação celular, temos a especificidade química da superfície, elétrica, hidrofobicidade e topografia. Ainda, observa-se o tempo de degradação, porosidade, biocompatibilidade com o tecido biológico, bem como, a confecção com as mais variadas formas e dimensões. Já a prática da cultura celular, tem como objetivo estudar a adesão, migração, diferenciação e a proliferação celular utilizando-se um determinado material ou substância. Contudo, poucos trabalhos utilizando os biomateriais ora supracitados e a aplicação em células neuro2A foram realizados. Sabe-se que este tipo celular é derivado de células embrionárias da crista neural, as quais originam em neurônios simpáticos e apresentam como característica a imortalidade, portanto, são excelentes modelos em ensaios in vitro. Nesse sentido, o presente estudo avalia a adesão e a proliferação desta linhagem celular sobre os biopolímeros poli caprolactona (PCL) e poli L-ácido lático (PLLA).

Resumo em Inglês:

Biomaterials poly L-lactic acid (PLLA) and poly caprolactone (PCL) are the most studied in the area of bioresorbable materials. Among the main features that contribute to cell interaction, we have the specific surface chemistry, electrical, hydrophobicity and topography. Also, is observed the degradation time, porosity, biocompatibility with biological tissue, as well as the preparation of the most varied shapes and sizes. The practice of cell culture, aims to study the adhesion, migration, differentiation and cell proliferation using a given material or substance. However, few studies were performed using these biomaterials and the application of neuro2A cells. It is known that this cell type is derived from the embryonic neural crest cells, which originate in sympathetic neurons and have the characteristic of immortality, therefore, are excellent models in vitro assays. Accordingly, the present study evaluates the adhesion and proliferation of this cell line on the biopolymers poly caprolactone (PCL) and poly L-lactic acid (PLLA).

Resumo em Português:

Este trabalho envolveu a obtenção de filmes poliméricos a partir de amido de milho e incorporação de lignina na forma de lignossulfonato. A motivação deste trabalho está relacionada à utilização do amido na obtenção de filmes devido ao seu potencial de biodegradação, além do aproveitamento de resíduos de lignossulfonatos provenientes da indústria de celulose e papel. Para a obtenção dos filmes foram utilizados lignossulfonatos em pó e foram realizadas diversas moldagens com variação do tipo e da proporção (1% a 4%) de lignossulfonato utilizado. Algumas análises foram realizadas nos filmes poliméricos para comparar propriedades térmicas por DSC (Calorimetria Exploratória Diferencial), e propriedades de tração, em equipamento de DMTA (Análise Térmica Dinâmico-Mecânica). Neste estudo são destacadas as análises da biodegradação e da emissão dos gases liberados utilizando a técnica de Cromatografia Gasosa. De acordo com os resultados de DMTA, a maioria dos filmes poliméricos contendo lignossulfonatos apresentou resistência à tração inferior quando comparados aos filmes poliméricos sem lignossulfonatos (1,024 MPa). Porém, os filmes contendo lignossulfonato modificado com sódio (Vixil S) apresentaram maiores valores de resistência à tração quando comparado aos outros filmes contendo os lignossulfonatos utilizados (Vixil I e Vixil Tan). Nas análises térmicas foram notadas semelhanças entre os dois tipos principais de filmes poliméricos (amido; e amido com lignossulfonato), com alguns deslocamentos das temperaturas dos principais picos máximos dos filmes contendo lignossulfonato (4%, Vixil S). Na análise de biodegradabilidade foi verificado que os materiais são biodegradáveis e houve uma emissão maior de CO2 e N2O das amostras dos filmes contendo 4% lignossulfonato do tipo Vixil S, em comparação com as amostras sem lignossulfonato.

Resumo em Inglês:

We obtained polymer films from corn starch with lignin incorporation as lignosulfonate. The motivation is the use of starch in obtaining films, due to their potential for biodegradation, and the use of lignosulfonate waste from the pulp and paper industry. To obtain films of lignosulfonates various powders of lignosulfonate were used, varying type and proportion (1% to 4%). Analyses were performed on polymer films to compare thermal properties by Differential Scanning Calorimetry, and tensile properties in Dynamic Mechanical Thermal Analysis, DMTA. We emphasize analyses of biodegradation and gas emission using gas chromatography. According to the results of DMTA, most polymeric films containing lignosulfonates showed lower tensile strength when compared to polymer films without lignosulfonates (1.024 MPa). However, the films containing lignosulfonate modified with sodium (Vixil S) showed higher tensile strength when compared to other films containing lignosulfonates (Vixil I and Vixil Tan). With some displacement of the main maximum peak temperatures for the films containing lignosulfonate (4% Vixil S), thermal analysis similarities between the two main types of polymer films (starch and starch with lignosulfonate) were observed. All materials are biodegradable, but higher CO2 and N2O emissions were observed for samples of the films containing 4% lignosulfonate type, Vixil S, compared to the samples without lignosulfonate.

Resumo em Espanhol:

En el presente trabajo se realizó la polimerización de acrilamida en soluciones acuosas de etanol, variando la composición del etanol en la solución; obteniéndose tanto nanogeles como macrogeles. Se determinó la capacidad de absorber agua de los macrogeles; obteniéndose materiales que tienen una capacidad de absorber desde 40 y hasta 90 gramos de agua por gramo de xerogel y el tamaño de partícula de los nanogeles fueron desde 71 nm y hasta 463 nm.

Resumo em Inglês:

The polymerization of acrylamide was performed in aqueous ethanol solutions, varying the concentration of ethanol in the solution; obtaining both nanogels as macrogels. The water absorbing capacity of the macrogels were found; obtaining materials with a capacity to absorb from 40 to 90 g of water per gram of xerogel and the particle size of the nanogels are at values ranging from 71 nm to 463 nm.