Resumo em Português:

A pirólise da madeira é usada há séculos para a produção de carvão vegetal. No entanto, o estudo de componentes de madeira alterados pela temperatura da pirólise é fundamental para determinar as propriedades do carvão vegetal. Esta pesquisa objetivou avaliar por FTIR a alteração química de madeiras submetidas a diferentes temperaturas de pirólise. Amostras de espécies de Corymbia citriodora foram submetidas a pirólise sob temperaturas finais de 240°C, 280°C, 320°C e 400°C em um reator de leito fixo preenchido com gás N2. A análise de FTIR foi realizada nos materiais após a pirólise. Os resultados mostraram que a celulose e as hemiceluloses apresentaram maior suscetibilidade à degradação térmica do que os outros componentes da madeira. Pode-se observar alteração química no resíduo de madeira obtido entre 240°C e 280°C. Além disso, o resíduo de madeira obtido para a pirólise acima de 280°C apresentou características semelhantes às do carvão vegetal totalmente pirolisado. Há uma mudança contínua da madeira devido à temperatura da pirólise pela mudança da intensidade e pelos deslocamentos das bandas. A análise de FTIR permitiu a avaliação gradativa do processo de pirólise da madeira e suas variações químicas nas temperaturas de pirólise estudadas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Wood pyrolysis has been use for centuries to obtain charcoal. Nonetheless, the study of wood components altering by the pyrolysis temperature is crucial to determine the charcoal’s properties. The present research aims to evaluate by FTIR the chemical altering of wood submitted to various pyrolysis temperatures. Sam-ples of Corymbia citriodora species were submitted to temperatures of 240 °C, 280 °C, 320 °C and 400 °C in a fixed bed reactor filled with N2. The FTIR analysis was performed in the wood residues after pyrolysis. The results showed that cellulose and hemicelluloses presented more susceptibility to thermal degradation than other wood components. It could be observed chemical altering in the wood residue obtained between 240 °C and 280 °C. In addition, the wood residue obtained for treatments over 280 °C presented characteristics simi-lar to vegetal charcoal. There are a continuous change of the wood due to the temperature of the pyrolysis by the change of bands intensity and by the bands shift. The FTIR analysis allowed the evaluation of the wood’s pyrolysis process and its chemical variations with the temperatures applicate.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, Ti-316L stainless steel was produced, and its electrochemical behavior was characterized. Ti-steel alloys were produced using an induction furnace, by mixing commercial Ti and 316L stainless steel. X-ray diffraction analyses showed the presence of both the materials, Ti and 316L, in the samples produced. The elemental composition of the materials was determined by optical emission spectroscopy and energy-dispersive spectroscopy, which showed similar quantities of both the elements. Both commercial 316L stainless steel and Ti–steel were studied in simulated biological fluid for imitate a like composition of body blood plasma. Electrochemical experiments conducted at 37°C indicated the stable passive polarization behavior of the Ti-steel alloy. Furthermore, the electrochemical behavior of the 316L stainless steel was also analyzed for comparison purposes. Corrosion velocities were determined using the Tafel method and corrosion resistances were obtained using the electrochemical impedance spectroscopy. The Ti-steel exhibited better protection capacity, compared with the commercial 316L steel. The corrosion velocity and the passive current density of the Ti–steel alloy were lower than those exhibited by the 316L stainless steel.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN En este trabajo se evaluó el sinergismo entre el desgaste y la corrosión, en probetas de titanio recubiertas por PLGA. Los ensayos se realizaron en una máquina de tribocorrosión, teniendo en cuenta dos variables: velo-cidad de rayado y carga aplicada. Se adaptó un bipotenciostato para obtener las curvas potenciostáticas y Tafel en condiciones de reposo, en movimiento y desgaste-corrosión. La topografía de superficies se observó mediante un microscopio Imager Z1 de Carl-Zeiss. Esta información, conjuntamente con los resultados de los ensayos electroquímicos, se usó para establecer los mecanismos sinergísticos y de degradación del material en las diferentes condiciones de ensayo. De los resultados obtenidos en este trabajo, se observó que el siner-gismo es el factor más importante de la degradación del material con un porcentaje de 82 % de tal forma que las muestras de titanio con recubrimiento de PLGA presentaron desgaste favorecido por corrosión.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, the synergism between wear and corrosion was evaluated in titanium specimens covered by PLGA. The tests were carried out in a tribocorrosion machine, taking into account two variables: scratch ve-locity and applied load. A bipotentiostat was adapted to obtain the potentiostatic curves and Tafel in resting, moving and wear-corrosion conditions. Surface topography was observed using a Carl-Zeiss Imager Z1 mi-croscope. This information, together with the results of the electrochemical tests, was used to establish the synergistic and degradation mechanisms of the material under the different test conditions. From the results obtained in this work, it was observed that the synergism is the most important factor of the degradation of the material with a percentage of 82% in such a way that the samples of titanium with PLGA coating showed wear favored by corrosion.

Resumo em Português:

RESUMO O presente estudo visou caracterizar a interface entre resina e substrato dentário submetida aos processos restauradores convencional e autocondicionante, levando a observar a presença de gaps e infiltração dos sistemas adesivos nos substratos dentários. A análise foi realizada em dois substratos dentários: o esmalte e a dentina. Seis dentes hígidos, previamente coletados e armazenados, foram seccionados em três planos de corte distintos para avaliar a adesão em relação à morfologia dentária. Para isto, foi utilizado um sistema adesivo universal aplicado de maneira convencional e autocondicionante. A técnica autocondicionante não é eficiente em esmalte, apresentando formação de gaps. Já a convencional é mais eficiente devido ao processo de desmineralização por um ácido forte, ocasionando a penetração do adesivo. Para a dentina, a técnica convencional formou uma camada híbrida espessa, irregular e com penetração de tags resinosos e a autocondicionante formou uma camada híbrida mais fina, homogênea e sem tags. O tamanho da camada híbrida e penetração dos tags não influenciam na resistência adesiva, sendo este fator dependente da qualidade da camada híbrida e sua interação com o substrato.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present study aimed to characterize the interface between resin and dental substrate submitted to the etch-and-rinse and self-etching restorative process, leading to the presence of gaps and infiltration of adhesive systems in dental substrates. The analysis was done in two dental substrates: enamel and dentin. Six healthy teeth, previously collected and stored were sectioned into three distinct axes to evaluate adherence in relation to dental morphology. A universal adhesive system was applied in etch-and-rinse and self-etch way. The self-etch technique is not effective in enamel, so gaps were produced. But etch-and-rinse is more efficient due to the demineralization process by a strong acid, generating adhesive mechanical imbrications. For dentin, etch-and-rinse formed a thick hybrid layer, irregular and penetration of resin tags; and self-etch formed a thinner hybrid layer, homogeneous and without tags. The size of the hybrid layer and penetration of tags didn’t influence the bond strength, which is dependent on the factor of quality hybrid layer and its interaction with the substrate.

Resumo em Português:

RESUMO A obtenção de scaffolds bioativos a partir da blenda polimérica de poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e poliisopreno (IR) com diferentes adições de Hidroxiapatita (HAp) é proposta como uma alternativa à engenharia de tecidos. Para o preparo das soluções poliméricas, a blenda de PLGA/IR e a HAp foram dissolvidas em clorofórmio. Posteriormente, o scaffold foi processado por electrospinning, variando-se a distância entre a seringa e o coletor. As amostras foram caracterizadas quanto a composição química e estrutural por potencial zeta, difração de raios-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Para avaliação da morfologia usou-se a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e para o comportamento citotoxicológico utilizou-se a metodologia de analises de viabilidade celular. O valor de potencial zeta da HAp foi de -22 mV e o FTIR e DRX foram condizentes com a literatura. As imagens de MEV permitiram a análise do tamanho médio e desvio padrão das fibras obtidas, comprovando uma diferença significativa entre as amostras. O ensaio de citotoxicidade mostrou que o produto obtido é biocompatível, porém as amostras com menor formação de fibras são menos biocompatíveis. Os resultados demonstraram a ampla influência da distância entre o coletor e a ponta da seringa e da relação blenda/HAp, sendo que o scaffold obtido com a maior distância coletor/seringa e maior relação HAp/blenda apresentou fibras com tamanho médio menores e maior homogeneidade e baixa citotoxicidade celular.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this paper is the obtainment of bioactive scaffolds from poly (lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA) and polyisoprene (IR) polymer blends with different additions of hydroxyapatite (HAp) as an alternative for tissue engineering. For the preparation of the polymer solutions, the PLGA/IR blend and the HAp were dissolved in chloroform. Subsequently, the scaffold was processed by electrospinning, varying the dis-tance between the syringe and the collector. Scaffolds chemical and phase composition were characterized by zeta potential, X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate the morphology and for the cytotoxic behavior the cellular viability analysis methodology was used. The zeta potential value of the HAp was -22 mV and the FTIR and XRD were consistent with the literature. The SEM images allowed the analysis of the mean size and standard deviation of the obtained fibers, demonstrating a significant difference among the samples. The results showed the great influence of the distance between the collector and the tip of the syringe and the blend/HAp ratio, and the scaffold obtained with the largest collector/ syringe distance and the highest HAp/blend ratio showed fibers with a smaller mean size and greater homogeneity and low cellular cytotoxicity.

Resumo em Português:

RESUMO Os polímeros, devido às suas diversas aplicações e funcionalidades, estão entre os excipientes mais utilizados para a obtenção de formas farmacêuticas, ganhando destaque a quitosana. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar comparativamente membranas de quitosana com diferentes concentrações da espécie vegetal Cissus verticillata (L.) Nicolson & C.E. Jarvis (insulina), para uso em sistema de liberação de fármaco. Foi realizada coleta, identificação botânica e obtenção do extrato alcoólico bruto (EAB) da planta. Para produção das membranas de quitosana e quitosana com EAB utilizou-se a técnica de evaporação do solvente. As membranas foram divididas nos grupos: MQ (Membrana de quitosana), MQ5 (Membrana de quitosana com 5% de EAB) e MQ20 (Membrana de quitosana com 20% de EAB), sendo as amostrascaracterizadas pelas técnicas de Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), de Resistência à Tração e Citotoxicidade. Analisando macroscopicamente as membranas, evidenciou-se mudança de cor à medida que o percentual do EAB foi aumentado, tornando as amostras mais escuras. As análises de MO e MEV evidenciaram membranas com superfície lisa e regular. O ensaio mecânico de resistência à tração revelou diminuição na resistência à tensão quando acrescido 5% de EAB, e aumento desta com 20% de EAB. O teste de citotoxicidade mostrou que todas as amostras são viáveis para uso em sistemas biológicos. Logo, conclui-se que foi possível desenvolver membranas de quitosana com diferentes concentrações de EAB, e que o grupo MQ possui uma maior resistência à tensão em relação aos demais grupos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The polymers, due to their diverse applications and functionalities, are among the most used excipients to obtain pharmaceutical forms, with emphasis on chitosan. This study aimed to develop and evaluate comparatively membranes of chitosan to different concentrations of the plant species Cissus verticillata (L.) Nicolson & C.E. Jarvis (insulin), in order to use in a drug delivery system. It was realized data collection, botanical identification and the obtaining of the crude alcohol extract (CAE) of the plant. For the production of chitosan and crude alcohol extracted chitosan membrane, it is used the solvent evaporation technique. The membranes were divided into groups: CM (chitosan membrane), CM5 (5% of crude alcohol extracted chitosan membrane) e CM20 (20% of crude alcohol extracted chitosan membrane), being the samples characterized by the techniques of Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), of Tensile Strength and Cytotoxicity. Macroscopically analyzing the membranes revealed a change in color as the percentage of CAE increased, making the samples darker. The MO and SEM analyzes showed membranes with smooth and regular surface. The mechanical tensile strength test revealed a decrease in tensile strength when 5% of CAE was added and increased with 20% of CAE. The cytotoxicity test showed that all samples are viable for use in biological systems. Therefore, it was concluded that it was possible to develop chitosan membranes with different concentrations of CAE, and that the CM group has a higher resistance to tension in relation to the other groups.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Esta investigación presenta un nuevo método de síntesis de un solo paso para obtener Cr2O3 nanoestructurado a partir de una solución de nitrato de cromo y un combustible como ácido aspártico, o lisina, o trihidroximetilaminometano, o etilendiaminotetraacético. Una vez obtenido los polvos fueron calcinados a 500ºC. Luego se caracterizaron mediante difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía por UV-Visible y técnicas de Brunauer–Emmett–Teller (BET). Estos polvos serán utilizados en superficies absorbedoras como cermts o pinturas selectivas solares. En las cenizas y los polvos calcinados obtenidos se identificó la estructura cristalina del Cr2O3, correspondiente al sistema romboédrico y al grupo espacial R-3c. El tamaño promedio de cristalita de los productos obtenidos estuvo entre 29 y 45 nm, donde para las cenizas el tamaño fue menor en comparación a los polvos obtenidos para todos los combustibles utilizados. Es probable que para un incremento de la temperatura el tamaño de cristalita crezca. Un área específica de 167 m2/g fue determinada para las cenizas obtenidas con ácido aspártico. Este fue el mayor valor observado en la literatura específica y podría utilizarse para reacciones de catálisis, mientras que el resto de los valores obtenidos para las cenizas fue mayor en comparación a los polvos calcinados para todos los combustibles. El tamaño promedio de partícula observado a través de TEM resultó entre 50 y 100 nm aproximadamente. La energía de Band Gap determinada resultó entre 3.055 eV y 3.078 eV, esta variable aumenta suavemente con la temperatura de calcinación. Para confirmar esta tendencia se deberían realizar mayor cantidad de experimentos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This research presents a novel one–step solution combustion synthesis to obtain nano-structured Cr2O3 from chrome nitrate solution and one fuel such as aspartic acid (Asp) or Lysine (Lys), or Autor Restrihydroxymethylaminomethane (Tris) or ethylenediaminetetraacetic acid (Edta). Once obtained, the ashes were calcined at 500°C. The powders were characterized by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), UV-Visible Spectroscopy (UV-VIS) spectroscopy and Brunauer–Emmett–Teller (BET) techniques. These powders will be used in solar absorbing surfaces: in composites (o cermets) and painted coatings. Within the obtained ashes and calcined powders, it was identified a Cr2O3 crystalline structure corresponding to the rhombohedral system and to the R-3c spatial group. The average crystallite size was determined for ashes and calcined powders, this value was in nanometric range between 29 and 45 nm, where for ashes were in general minor than calcined powders in all cases. It is probable that with an increment of the temperature, crystallite size would grow. A specific area of 167 m2/g was determined for asp-ashes. This was a highest value observed in specific literature and it could be used in catalysis reactions, while the area values of ashes was higher than calcined powders value for each fuel. The average particle size observed through TEM resulted in 50 nm to 100 nm approximately. The determined Energy band gap resulted in 3.055eV to 3.078 eV approximately. The Energy band gap slightly increased with calcination temperature. Further trials and investigation will confirm the mentioned tendencies.

Resumo em Português:

RESUMO Nanomateriais vem atraindo bastante atenção nos últimos anos em virtude das suas propriedades que permitem aplicações em diversas áreas como: química, física, medicina, fármacos e engenharias. No universo dos nanomaterias, as nanopartículas de prata (AgNPs) tem despertado o interesse de vários pesquisadores devido ao seu potencial bactericida. Estudos recentes correlacionaram a eficácia da atividade antimicrobiana com a razão superfície-volume, morfologia, polidispersividade, tamanho de partícula e estabilidade das AgNPs. Este trabalho teve como objetivo compreender a influência do borohidreto de sódio (NaBH4) e do peróxido de hidrogênio (H2O2) nas propriedades das AgNPs. A síntese das AgNPs foi realizada através da redução química de íons de prata com NaBH4, na presença de H2O2 e Citrato de Sódio (SCT). Para determinar a influência causada pelo H2O2 e NaBH4, foram empregados diferentes variações de concentrações e volumes e ao resultado foi aplicado o Teste de Fisher para determinar a significância entre essas variáveis. As amostras foram caracterizadas por Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Potencial Zeta. Como resultado, o Teste de Fisher em conjunto com os valores obtidos de tamanho de partícula, estabilidade e polidispersividade determinaram variáveis estatisticamente iguais, ou seja, as variáveis que não influenciam estatisticamente na formação das partículas, bem como, a influência causada pela variação do H2O2 e do NaBH4 nas propriedades das AgNPs. Por fim, a variação da concentração de NaBH4 e volume de H2O2 causam efeitos sob o diâmetro, estabilidade e polidispersividade de AgNPs os quais foram estudados e aqui estão descritos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Nanomaterials has attracted a lot of attention in recent years due to its properties that allow applications in several areas such as chemistry, physics, medicine, pharmaceuticals, and engineering. In the nanomaterial universe, silver nanoparticles (AgNPs) have awakened the interest of several researchers because of their bactericidal potential. Recent studies have correlated the efficacy of antimicrobial activity with the surfacevolume ratio, morphology, polydispersity, particle size and AgNPs stability. This work aimed to understand the influence of sodium borohydride (NaBH4) and hydrogen peroxide (H2O2) on the AgNPs properties. The synthesis of AgNPs was performed by chemical reduction of silver ions with sodium borohydride in the presence of hydrogen peroxide and sodium citrate. To determine the influence caused by H2O2 and NaBH4, different concentrations and volume variations were used and a Fisher’s exact test was applied to determine the significance between variables. The samples were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS) and Zeta Potential. Results determined that the Fisher’s exact test along with the obtained results of variables of particle size, stability and polydispersity are statistically the same, that is, the variables do not influence statistically the formation of the particles, as well as the influence caused by H2O2 and NaBH4 variation on the AgNPs properties. In summary, variation of NaBH4 concentration and H2O2 volume causes effects under the diameter, stability and polydispersity of AgNPs which have been studied and described herein.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Titanium-Niobium alloys have been studied for biomedical applications due to their satisfactory biocompatibility. In order to improve the long-term implantation, surface modification techniques have been developed to generate suitable topography, roughness, chemical composition, surface energy, etc. Considering this approach, the present work aimed to characterize Titanium-35Niobium (Ti-35Nb) surface modified by controlled chemical oxidation. Ti-35Nb (wt%) substrates were processed by powder metallurgy. The powders were mechanically mixed, uniaxially cold pressed and sintering at 1300ºC/2h. Then, the sintered substrates were immersed in a solution consisting of equal volumes of concentrated H2SO4 and 30% aqueous H2O2 for 4 hours at room temperature under continuous agitation. Sample characterizations were performed by scanning electron microscopy, profilometry, contact angle measurement, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy. The results showed that the samples exhibited a microporous structure with micro-roughness on surface, and the β-Ti phase was stabilized by complete niobium atoms diffusion in titanium matrix. In addition, the chemical treatment successfully modified the Ti-35Nb surface with micropore formation and enhancement of hydrophilic feature and TiO2 and Nb2O5 layer, which can improve the biocompatibility of TiNb alloy implants.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN Se realizó la modificación química de quitosano (CH) proveniente de conchas de camarón (Litopenaeus vannamei) con aminoácidos: L-leucina (Leu) y L-tirosina (Tyr), con el fin de variar algunas de sus propiedades físicas y químicas, y ampliar su uso en la fabricación de películas y andamios, potenciando las aplicaciones del quitosano en áreas biomédicas y farmacológicas. Los derivados (CH-Leu y CH-Tyr) fueron caracterizados mediante estudios de espectroscopia infrarrojo (ATR-FTIR) para verificar la estructura de los productos modificados y las propiedades térmicas fueron analizadas mediante termogravimetría (TGA). Se realizaron ensayos de solubilidad, donde se observó que los derivados obtenidos son solubles en disoluciones acuosas a valores de pH neutro y alcalino, a diferencia del quitosano que solo es soluble bajo condiciones de pH ácido. La citotoxicidad de los derivados fue analizada mediante ensayos de hemocompatibilidad con eritrocitos humanos. Posteriormente se realizaron membranas a partir de los derivados de CH-Leu y CH-Tyr, y se determinó el ángulo de contacto. El proceso de biodegradabilidad en membranas se estudió a través de procesos de hidrólisis en H2O y buffer fosfato salino (PBS), pH 7,4 a 37ºC durante intervalos de tiempo de 24, 72 y 168 h. Los andamios fueron preparados usando la técnica de electrospinning al preparar una mezcla entre poli(vinil alcohol) (PVA) y los derivados de CH (dada la solubilidad mostrada en agua), y la morfología de las fibras fue estudiada mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). En general, los resultados obtenidos por FTIR, TGA y MEB sirvieron como herramientas para verificar la modificación, y estos derivados permiten ampliar las propiedades físicas y químicas del quitosano puro, principalmente en cuanto a su solubilidad, permitiendo que este novedoso biomaterial sea empleado en múltiples aplicaciones, resaltando que pueden ser mezclados con fases poliméricas sintéticas lo cual abre ventanas para el uso de este interesante biopolímero.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The chemical modification of chitosan (CH) from shrimp shells (Litopenaeus vannamei) was performed with amino acids: L-leucine (Leu) and L-tyrosine (Tyr), in order to change some of its physical and chemical properties, which allow the enhancement of the applications of chitosan in biomedical and pharmacological areas. The characterization of chitosan derivatives (CH-CH-Leu and Tyr) was performed by infrared spectroscopy studies (ATR-FTIR) to verify the new structure of the modified compounds. The thermal stability was analyzed by thermogravimetry (TGA). Solubility tests were carried out, where it was observed that the obtained derivatives are soluble in aqueous solutions at neutral and alkaline pH values, unlike the chitosan that is only soluble under acid pH conditions. The cytotoxicity of the derivatives was analyzed by hemocompatibility tests with human erythrocytes. Subsequently, membranes were obtain from the derivatives of CH-Leu and CH-Tyr, and contact angle was measured. The process of biodegradability in these membranes was studied through hydrolysis processes in H2O and phosphate buffered saline (PBS), pH 7.4 at 37ºC during time intervals of 24, 72 and 168 h. Scaffolds were prepared using the electrospinning technique to be able to prepare a mixture between poly (vinyl alcohol) (PVA) and CH derivatives (given their solubility in water) and the morphology was studied using scanning electron microscopy (SEM). In general, FTIR spectroscopy, TGA thermal analysis and SEM served as tools to verify the modification, and these derivatives allow to expand the physical and chemical properties of neat chitosan, mainly in terms of its solubility, allowing this novel biomaterial to be used in multiple applications, highlighting that they can be mixed with synthetic polymer phases which opens windows for the use of this interesting biopolymer.

Resumo em Português:

RESUMO O elevado número de pacientes com problemas de saúde por doenças ósseas ou traumas tem promovido o desenvolvimento de pesquisas em biomateriais de modo a garantir uma melhor qualidade de vida. Dentre os diversos biomateriais, os cimentos ósseos poliméricos (PMMA) ou cerâmicos (fosfatos e silicatos de cálcio) destacam-se para aplicações em cirurgias ortopédicas e odontológicas, tais como: reconstrução óssea, artoplastia. Diante do exposto o objetivo da pesquisa foi avaliar a influência da incorporação de fosfatos de cálcio (β-TCP (amostra 1 -A1) e hidroxiapatita – HAp (amostra 2 – A2) na proporção de 2% (m/m) para a formação de cimento ósseo de silicato de cálcio (wollastonita/brushita) pelo método de dissolução/precipitação. A mistura do pó (wollastonita) foi homogeneizada, posteriormente uma solução de ácido fosfórico adicionada para formação do cimento ósseo, foram colocadas em um molde de teflon baseado com a norma ABNT NBR ISO 5833, e finalmente deixados a 25ºC por 24 horas obtendo os corpos de prova. A análise por DRX das amostras indicaram a presença das fases cristalinas do fosfato de cálcio (β-TCP e HAp) e silicato de cálcio (wollastonita e Brushita). As imagens das amostras por MEV apresentaram tamanho de partículas características da wollastonita/brushita/HAp/β-TCP. Foi realizado uma análise granulométrica a partir das micrografias, onde se observou que a incorporação dos fosfatos influencio na aglomeração dos tamanhos das partículas quando comparados ao cimento ósseo puro. O ensaio de compressão indica que a incorporação dos fosfatos melhora a propriedade mecânica, devido à redução das partículas o qual provoca uma maior compactação. Conclui-se que a A2 com a incorporação da HAp essa melhora da resistência mecânica foi mais intensa em relação a A1, no entanto, às duas amostras tiveram melhorias significativas em comparação ao cimento ósseo de silicato de cálcio.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The high number of patients with health problems due to bone diseases or trauma has promoted the development of biomaterial research to ensure a better quality of life. Among the various biomaterials, polymeric (PMMA) or ceramic bone cements (phosphates and calcium silicates) stands out for such application. In view of the above, the objective of the research was to evaluate the incorporation of calcium phosphates (β-TCP (sample 1-A1) and hydroxyapatite-HAp (sample 2-A2) in the proportion of 2% (m/m) for the formation of calcium silicate bone cement (wollastonite / brushite) by the method of dissolution/precipitation. The powder mixture (wollastonite) was homogenized, subsequently a solution of phosphoric acid added to form the bone cement were placed in a teflon mold based on the ISO 5833 ABNT NBR standard, and finally left at 25ºC for 24 hours obtaining the specimens. XRD analysis of the samples indicated the presence of the crystalline phases of calcium phosphate (β-TCP and HAp) and calcium silicate (wollastonite and Brushite). The MEV images showed particle size wollastonite/brushite/HAp/β-TCP. A granulometric analysis was carried out from the micrographs, where it was observed that the incorporation of the phosphates influenced the agglomeration of the particle sizes when compared to the pure bone cement. The compression test indicates that the incorporation of the phosphates improves the compressive strength, due to the reduction of the particles which causes a greater compression. It is concluded that A2 with the incorporation of HAp this improvement of mechanical resistance was more intense in relation to A1, however the two samples had significant improvements in relation to calcium silicate bone cement.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The subcutaneous administration of insulin has been the treatment of millions of diabetics in the world. However, for such via insulin is invasive and not mimics the physiological action causing side effects. The oral route would be the most physiological and comfortable option, but the oral bioavailability of insulin is low by proteolytic activity and reduced permeability of the gastrointestinal tract. The aim of the study was to develop a nanostructured system integrating biomaterials for oral insulin delivery. Cashew gum (CG) is a polysaccharide extracted from the exudate of the plant Anacardium occidentale. It is a biopolymer composed of simple sugars and glucuronic acid and it can be used in nanostructured systems for the incorporation of molecules. The exudate was isolated, dissolved in water, filtered, precipitated in ethanol and purified. The CG was characterized by infrared spectroscopy and molecular weight by size exclusion chromatography. Nanoparticles were prepared through ionotropic gelation integrating cashew gum, dextran sulfate and poloxamer containing insulin stabilized with chitosan, poly(ethyleneglycol) and coated with albumin. The particles were analyzed for particle size, zeta potential and insulin entrapment efficiency. The FTIR spectrum for CG showed a band at 3395 cm-1 due to the stretching vibration of O-H, a band at 2926 cm-1 of C-H vibrations; absorption at 1639 cm-1 of O-H type from bound water molecules and bands at 1143, 1073 and 1024 cm-1 due vibrations of the C-O-C from glycosidic bonds and O-H of alcohols. The peak molar mass of GC was 2.35 × 104 g/mol. The particles had a size of 156 nm and after coating, size of 5387 nm with 92% insulin entrapment efficiency and zeta potential of -51 mV indicating electrostatic stabilization. The results suggest an innovative cashew gum base system for oral insulin administration.

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RESUMO Recentemente, estratégias da engenharia tecidual para o tratamento de feridas e queimaduras prevê o uso de biomateriais nanoestruturados capazes de facilitar a regeneração da pele e a cura das feridas. Um dos processos utilizados para a obtenção deste tipo de biomaterial é a eletrofiação. Por meio deste processo é possível formar filmes compostos por nanofibras poliméricas a partir de polímeros em solução e, assim, mimetizar a matriz extracelular da pele. Dentre os polímeros mais comumente utilizados, a policaprolactona (PCL) destaca-se por ser solúvel em diversos tipos de solventes. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a influência da condutividade elétrica de diferentes solventes na morfologia de fibras de PCL produzidas por eletrofiação. Também foi estudado o efeito da massa molar e da viscosidade da solução, assim como da vazão e da voltagem na morfologia das fibras. Foram usados como solventes: ácido acético (AC), ácido fórmico (AF), clorofórmio (CLO), diclorometano (DCM) e dimetilformamida (DMF). Foi possível obter fibras com diâmetros uniformes e livres de defeitos, como contas, utilizando o sistema de solventes DCM:DMF 70:30 (m/m), que, apesar de diminuir a massa molar do polímero durante a eletrofiação, gerou a melhor condição para a fiação do PCL. A condutividade elétrica influenciou diretamente as outras variáveis do processamento. Quando solventes com valores maiores de condutividade elétrica foram utilizados, foi necessária menor voltagem para a formação de fibras livre de defeitos. Os resultados mostraram que a condutividade elétrica da solução é uma variável de grande importância na escolha das condições experimentais para eletrofiação de PCL e, portanto, também deve ser melhor avaliada.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Recently, tissue engineering strategies for wound and burn treatment focuses on the use of nanostructures biomaterials capable of facilitating skin regeneration and wound healing. One of the processes used to obtain this type of biomaterial is electrospinning. This process allows to producing films composed of polymeric nanofibers from a polymeric solution and thus, mimics the skin extracellular matrix. Among the most commonly used polymers, polycaprolactone (PCL) can be highlighted due to its solubility in several types of solvents. This study aimed to evaluate the effect of electrical conductivity of different solvents on morphology of electrospun PCL fibers. The influence of molar mass and viscosity of solution as well as flow rate and voltage was also investigated. Acetic acid (AC), formic acid (AF), chloroform (CLO), dichloromethane (DCM) and dimethylformamide (DMF) were used as solvents. Fibers with uniform diameters and defect-free, such as beads, were obtained using the DCM:DMF 70:30 (m/m) solvent system. In spite of decreasing PCL molar mass during processing, this solvent system presented the best results for PCL electrospinning. Electrical conductivity directly influenced all studied variables. When solvent systems with higher electrical conductivity value were used, lower voltage was necessary to produce defect-free fibers.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Bioprinting is the utilization of techniques derived from three-dimensional printing to generate complex biological structures which may replace natural tissues or organs. It employs high spatial resolution deposition of different cell types, growth factors and biomaterials. Those together form bioinks, which are the bioprinting inputs, analogously to conventional inks with regard to inkjet printing. In extrusion bioprinting, continuous bioink filaments are deposited layer by layer on a surface by means of an extruder nozzle, employing the displacement of a piston or pneumatic pressure. If mechanical stresses applied on a cell membrane exceed a critical value, which depends on the cell type, the cell membrane may disrupt. Computational fluid dynamics (CFD) simulations of the bioink extrusion were done to evaluate shear stresses caused by the internal pressure of extruder nozzles during bioprinting. Different three-dimensional conical nozzle designs were tested by varying angles of convergence, lengths, input diameters and output diameters of the nozzles. The power-law model, with constants k = 109.73 Pa·s0,154 and n = 0.154, was used to describe the expected non-Newtonian behavior of the bioink. Shear stresses and shear rates were evaluated for each nozzle design considering different pressures or velocities as boundary conditions at the nozzle entrance. The maximum wall shear stress value on each different nozzle varied between 1,038 Pa and 4,915 Pa. The results indicated which details of nozzle geometry are most relevant in order to optimize bioprinting. The best conditions for bioink rheology were also evaluated to ensure good printability and high cell viability.

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RESUMO As indústrias têxteis estão entre os setores mais poluidores do mundo, principalmente pelo descarte de resíduos de corantes sintéticos nos efluentes. Alguns processos têm sido utilizados atualmente para a remoção de corantes dos efluentes, mas apresentam as desvantagens de baixa viabilidade econômica e dificuldade de reprodução em larga escala. Em paralelo, o descarte e a degradação de resíduos sólidos também constituem sérios problemas ambientais que colocam desafios às estratégias de reciclagem e degradação. O presente estudo descreve um eficiente mecanismo de remoção e degradação de corantes de efluentes com o uso de resíduos sólidos particulados. A justificativa desse processo é o uso de resíduo particulado sólido para adsorver corantes dissolvidos em água, tornando ambos os adsorventes e resíduos adsorvidos mais suscetíveis à fotodegradação. No presente estudo: uma porfirina sintética aniônica TPPS4 (meso-tetrakis (4-sulfonatofenil) porfirina) foi usada como um modelo de corante fotossensível a ser removido da água. Os modelos de resíduos sólidos foram poli (ácido láctico) (PLA) puro e misturado com 10% de amido termoplástico (TPS). As porfirinas livres e adsorvidas degradaram pela exposição de um dia à luz solar. O TPPS4 foi adsorvido de forma mais eficiente no PLA / TPS e degradado mais rapidamente no PLA. A adsorção da porfirina promoveu a fotodegradação de PLA e PLA/TPS.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Textile industries are among the most pollutant sectors in the world, mainly by the discard of synthetic dye residues in effluents. Some processes currently used for the removal of dyes from the effluents have the disadvantages of low economic viability and difficulty for reproducing on a large scale. In parallel, the disposal and the degradation of solid waste also constitute serious environmental problems that pose challenges for recycling and degradation strategies. Considering that some dyes have photosensitizing properties and some discarded solid materials are porous, the present study proposes a strategy for removal and concomitant degradation of effluent dyes and particulate solid wastes. The rationale of this process is the use of solid particulate residue to adsorb dyes dissolved in water making both the adsorbed residue and adsorbents more susceptible to photodegradation. In the present study: an anionic synthetic porphyrin TPPS4 (meso-tetrakis (4-sulfonatophenyl) porphyrin) was used as a model of photosensitizing dye to be removed from the water. The solid waste models were neat poly(lactic acid) (PLA) and mixed with 10 wt% of thermoplastic acid (TPS). The free and adsorbed porphyrins degraded by one-day exposure to sunlight. TPPS4 adsorbed more efficiently in PLA/TPS and degraded faster in neat PLA. Adsorption of the porphyrin promoted photodegradation of both PLA and PLA/TPS.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Polyol structure can be affected by the catalyst used for its synthesis and may affect the curing kinetics and mechanical strength of the final polyurethane (PU). This work aimed to study the influence of catalyst concentration on the structure of bio-based polyols and on the final properties of the polyurethane adhesive obtained from these polyols. Polyols were investigated by Fourier transform infrared (FTIR), gel permeation chromatography (GPC) and hydroxyl index analysis, with the purpose of investigating the polyols chemical state after the synthesis. Results suggest that higher catalyst concentration led to polyols with higher hydroxyl index and other differences in the polyols structure. The influence of the catalysts concentration on the cure kinetics of the polyurethanes was verified using the Fourier transform infrared (FTIR). In addition, peel strength of PU adhesives was obtained by increasing catalyst concentration on polyol synthesis.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Bio-based adhesives have been largely applied on several applications in many industrial areas, including automotive and laminated food packaging. Polyurethanes (PU) occupy a leading position among the most used bio-based polymers due to their large range of properties and application versatility. Recent works reported that PU obtained from castor oil and Kraft lignin as polyol developed high mechanical properties and blend miscibility. In spite of its well-known mechanical behavior, additional investigations might support the application of this bio-based PU as adhesive. In this context, our work investigated the effect of adhesive (bondline) thickness variation (size effect) on shear modulus of a bio-based polyurethane under finite deformation and related shear stress distribution. Polyurethane was obtained using a blend of Kraft lignin and castor oil as polyol (20 wt% of Kraft lignin) and applied as adhesive for metal bonding, in which adhesive thickness changed from tens of micrometers up to 220 micrometers. Steel plates were used as substrates and adhesive shear modulus was evaluated using substrates with large thickness (4.76 mm), which minimized the effect of substrate deformation on shear modulus measurement. Single lap joints were uniaxial loaded in order to generate the shear stress on adhesive bondline. Additionally, shear modulus changes were simulated by finite element analysis (FEA), analytical models and compared to experimental data. Results revealed the size effect and pointed to high shear modulus of the PU bondline, justifying its use as an adhesive for structural applications.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Sterically hindered phenols are an important class of synthetic antioxidants for polymers, commonly incorporated to inhibit polyolefins or polyesters oxidation. However, synthetic antioxidants use is under restricted regulation due to their potential health risk and environmental impacts. Thus, great interest has been attracted to the phenol-based natural antioxidant such as lignin. This work aimed to evaluate the thermostability of kraft lignin (KL) as a natural antioxidant when incorporated into poly(butylene adipate-coterephthalate) (PBAT) matrix. PBAT-KL films (0%, 1%, 3%, 5% and 10%, by mass) were prepared by twin-screw extrusion followed by thermo-compression. These materials were examined in detail for their effect on the thermal stability using the oxidative induction time (OIT), oxidative induction temperature (OITemp) and thermogravimetric analysis (TG). According to the results, lignin-containing compositions have improved thermal resistance in oxidative environment, compared to neat PBAT. However, 10 wt.% lignin composition presented the lowest thermostability among lignin-containing compositions. The results showed that kraft lignin promotes the thermal stabilization of PBAT films at the optimal concentration of 1% by mass.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work aimed to evaluate three different milling conditions, seeking the optimization of CNS isolation process. The paper sludge was chemically treated with detergent and H2O2, by two steps, to remove the noncellulosic contents (hemicellulose and lignin). After these treatments, the sample was milled with the variation of a liquid medium. The three liquids milling medium were: i) dry medium (CNS-D); ii) moist with water and (CNS-W) iii) moist with ethanol (CNS-E). The CNSs were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), zeta potential and dynamic light scattering (DLS). The milled samples presented different behavior, depending on the medium applied. The CNS-W presented low efficiency due to the formation of agglomerates around the ceramic ball, resulting in larger fiber sizes (microsizes). Although, the samples CNS-D and CNS-E presented similar behavior of sizes distribution, with average size 340 nm and 373 nm, respectively, determined by DLS. The CNS-E sample presented higher yield and electrostatic stability in solution, besides not presenting loss of crystallinity, as occurred with CNS-D, observed by FTIR analysis. Thus, the isolation with ethanol showed more efficient process among the three processes studied. This work achieved the isolation of CNS; besides, it proposed an environmentally friendly isolation method, and this may add value in the paper sludge.

Resumo em Português:

RESUMO Utilizado na agricultura como condicionante do solo, a poliacrilamida, constituinte básico do hidrogel, tem a característica de absorver, por processo físico, água e a estocar para as plantas conforme sua necessidade hídrica. Entretanto, a poliacrilamida sofre degradação de sua cadeia, devido à ação da radiação ultravioleta e de sais presentes no meio, ocasionando a liberação de acrilamida, substância tóxica e não biodegradável. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a fotodegradação da poliacrilamida e o efeito de algumas substâncias químicas presentes no solo na degradação desse polímero. Para tanto foi feito o estudo da fotodegradação do hidrogel empregando a técnica Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de forma a comprovar o grau de degradação do polímero. Avaliou-se também a retenção de água de um Latossolo Vermelho Escuro Distroférrico com presença do gel empregando-se para tal, o método da centrífuga. Os resultados comprovaram que depois de degradada a poliacrilamida teve perda do grupamento amida, indicativo da quebra de cadeia em acrilamida. Além do mais o polímero perdeu suas características de retenção de água, com a modificação das suas redes poliméricas e aspecto de gel.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Used in agriculture as a soil conditioner because the polyacrylamide basic constituent of the hydrogel has the characteristic of absorbing water by physical process and also stock for the plants according to their water requirements. However, the hydrogel has endured its chain degradation because of UV radiation and salts present in the soil causing the release of residues and toxic substances and non-biodegradable substance. This study aimed to evaluate the photodegradation of polyacrylamide and the effect of some chemical substances present in the soil in the degradation of this polymer. For the evaluation of photodegradation of polyacrylamide was performed by Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) to demonstrate the degree of polymer degradation. It was also evaluated the water retention in soil with of the gel by the centrifuge method. The results showed that after degraded polyacrylamide decrease in the amide grouping being indicative of polyacrylamide chain breaking acrylamide. Moreover the polymer lost its water retention characteristics, with the modification of its polymeric nets and gel appearance.

Resumo em Português:

RESUMO Monômeros acrílicos contendo grupos hidroxila são frequentemente empregados na produção de polímeros, especialmente para aplicações em diferentes substratos ou mesmo em reações posteriores de modificação química com grupos isocianato ou carboxila. Este trabalho tem como objetivo estudar o efeito da concentração dos monômeros de acrilato de hidroxipropila (HPA) e metacrilato de hidroxipropila (HPMA) na copolimerização em emulsão do estireno (St) com o acrilato de n-butila (ABu) e acrilonitrila (ACN), visando a obtenção de nanopartículas poliméricas com grupos hidroxila para reações posteriores de modificação química com isocianato. Látexes com diferentes concentrações (0,3,5,7 e 10% m/m) de HPA e HPMA foram obtidos e caracterizados em relação ao teor de sólidos, diâmetro de partícula, distribuição dos tamanhos de partícula, viscosidade, temperatura mínima de formação de filme, estabilidade ao gelo-degelo, concentração de coágulos, dureza do filme e estabilidade coloidal. Os resultados mostram que o aumento da concentração de HPA e HPMA afeta as propriedades físico-químicas dos látexes. Dentre as concentrações de HPMA estudadas, foi possível obter látexes com concentração máxima de 5% de HPA e 7% de HPMA. Os látexes produzidos com 10% de HPA e HPMA apresentaram baixa estabilidade coloidal. Os adesivos foram obtidos via mistura física entre o látex hidroxilado com HPMA e a dispersão de poli(isocianato) cicloalifático contendo 11% de isocianato bloqueado e caracterizados.

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ABSTRACT Hydroxyl acrylic monomers are important because the hydroxyl group present in the molecule can react with isocyanate groups, conferring better mechanical properties to the final polymer when applied onto some substrates. The aim of this work was to study the effects of the hydroxypropyl acrylate (HPA) and hydroxypropyl methacrylate (HPMA) monomer concentration on the emulsion polymerization of styrene (St) with n-butyl acrylate (ABu) and acrylonitrile (ACN). The goal of this work was to obtain latexes with higher concentrations of hydroxyl groups, ideal for reacting with isocyanate, without generating residues or coagulum. Latexes with different amounts of HPA and HPMA (0,3,5,7 e 10 wt%) were obtained and characterized with respect to solids content, viscosity, particle diameter, particle size distribution, freeze-thaw stability, minimum film forming temperature, coagulum formation, hardness and colloidal stability. The results show that the increased HPMA concentration affected the colloidal properties of the latexes. Among the concentrations of HPMA studied, it was possible to obtain latex with a maximum concentration of 5% HPA and 7% HPMA, whereas latex produced with 10% HPA and HPMA had low colloidal stability. Adhesives was obtained by mixing styrene-acrylic hydroxylated latex with a blocked poly(isocyanate) dispersion and characterized.

Resumo em Português:

RESUMO Monômeros carboxílicos são frequentemente empregados em formulações de polímeros obtidos via polimerização em emulsão e miniemulsão visando melhorar ás propriedades de aplicação dos látexes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos ácidos itacônico IAI), fumárico (AF) e metacrílico (AMA) na copolimerização em emulsão do estireno (STy) com o acrilato de n-butila (ABu), visando a obtenção de látexes carboxilados estáveis e com baixa concentração de poli(ácido carboxílico) na fase aquosa para serem empregados como aditivo na preparação de argamassa cimentícia. Látexes de STy/ABu/AI, STy/ABu/AF e STy/ABu/AMA foram obtidos e caracterizados em relação ao teor de sólidos, diâmetro de partícula, polidispersão, viscosidade, temperatura mínima de formação de filme (TMFF), estabilidade ao gelo-degelo, estabilidade coloidal e distribuição dos grupos carboxílicos. Argamassas cimentícias foram preparadas empregando os látexes produzidos. Os resultados obtidos mostram que o tipo de ácido carboxílico empregado afeta as propriedades físico-químicas dos látexes e a interação com os componentes da argamassa. Dentre os ácidos estudados, o AMA apresentou menor efeito nas propriedades coloidais dos látexes, enquanto que o látex produzido com o AF apresentou baixa estabilidade coloidal, elevada concentração de grupos carboxílicos na fase aquosa e baixa interação com os componentes da argamassa.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Carboxylic monomers are often employed in polymer formulations obtained by emulsion or miniemulsion polymerization with the aim of improve the better latex application properties. The aim of this work was to evaluate the effect of itaconic (IA), fumaric (FA) and methacrylic (MAA) acid on the emulsion copolymerization of styrene (STy) with n-butyl acrylate (ABu), aiming to obtain stable latexes with low concentration of poly(carboxylic acid) in the aqueous phase, to be used as cement additive. Latexes of STy/ABu/AI, STy/ABu/AF and Sty/ABu/AMA were obtained and characterized in relation to solids content, particle diameter, polydispersity, viscosity, minimum film forming temperature (TMFF), freeze-thaw stability, colloidal stability and distribution of the carboxylic groups. Cementitious mortar was prepared with the latexes and evaluated. The results obtained show that the type of carboxylic acid employed affects the physicochemical properties of latexes and the interaction with the components of the mortar. Among the acids studied, methacrylic acid had a lower effect on the colloidal properties of latexes. The latex produced with fumaric acid presented low colloidal stability, high concentration of carboxylic groups in the aqueous phase and low interaction with the components of the cementitious mortar.

Resumo em Português:

RESUMO As blendas poliméricas obtidas com resíduos que antes eram chamados de lixos vêm crescendo como uma solução viável, permitindo melhorias nas propriedades mecânicas e como alternativas sustentáveis. Este trabalho relata os efeitos de misturas de polietileno de baixa densidade (PEBD) e borracha natural(NR), com cinzas de bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) como carga, com e sem polietileno-enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA) como agente de ligação. Os comportamentos dinâmico-mecânico e a análise de tensão-deformação foram estudados. Os materiais foram avaliados por calorimetria diferencial de varredura e observações morfológicas. Os resultados mostraram que a incorporação do PE-g-MA reduziu a deformação e melhorou o estresse e o módulo Young das misturas. Além disso, a presença de SCBA aumentou a dureza, mantendo a resistência à tração e o comportamento de alongamento do polímero. Os resultados demonstram o potencial uso da CBCA na mistura de elastômeros e termoplásticos, livres de agentes de vulcanização.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The polymer blends obtained with residues that before were called wastes has been growing as a viable solution, allowing improvements in the mechanical properties and as sustainable alternative. This work reports the effects of blends of low-density polyethylene (LDPE) and natural rubber (NR), with sugar cane bagasse ash (SCBA) as filler, with and without polyethylene-graft-maleic anhydride (PE-g-MA) how coupling agent. The dynamic mechanical behavior and a stress-strain analysis were studied. The materials were further evaluated by differential scanning calorimetry and morphological observations. The results showed that incorporation of the PE-g-MA reduced the strain and improved the stress and the Young module of the mixtures. Moreover, the presence of SCBA increased the hardness while maintaining the tensile strength and the elongation behavior of the polymer. The results demonstrate the potential use of SCBA in the elastomer and thermoplastic mixture, free of vulcanization agents.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, polyvinyl butyral (PVB) nanocomposites reinforced with 0.5 to 2.5 wt% of graphene oxide (GO) were synthesized via ‘in situ’ polymerization. PVB was obtained by condensation of hydroxyl groups of polyvinyl alcohol (PVA) with butyraldehyde (BU) Thermogravimetric analyzes (TGA) showed the increase in the thermal conductivity of the nanocomposites compared to PVB. FTIR results showed the conversion of PVA to PVB, but no changes in the spectrum were observed for nanocomposites. Nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR) shows a change in the degree of acetalization of PVB with the presence of the nanoparticles. When the increase in the concentration of GO, a decrease in the degree of acetalization of PVB is observed. The differential scanning calorimetry (DSC), show a decrease in Tg values, probably caused by the change of degree of acetalization. The results of the Raman spectroscopy analysis show upshift in the G band up to 20 cm-1, associated with the presence of van der Walls interaction between the GO and PVB and the mechanical compression phenomena of the GO nanoparticles are compressed in the ‘bulk’ of polymer. Thus, it was observed that the ‘in situ’ polymerization process contributed to the formation of a colloid between GO and water used as solvent in the synthesis. The formation of this colloid helped to improve the interfacial interaction between GO and PVB. However, the presence of GO also contributed to change the degree of acetalization of PVB, as it decreased the condensation of some hydroxyl groups of the precursor PVA degree of acetalization.

Resumo em Português:

RESUMO A cobaltita de níquel (NiCo2O4) de estrutura do tipo espinélio apresenta baixa estabilidade térmica em torno dos 400 °C, que ocasiona a perda de NiO, afetando de maneira significativa as propriedades físicas e estruturais do material produzido. Neste trabalho a cobaltita de níquel foi preparada pelo método dos precursores poliméricos. O material foi calcinado a 350 °C e tratado termicamente nas temperaturas entre 450 – 650 °C. O produto obtido foi caracterizado por Termogravimetria e Calorimetria Exploratória Diferencial (TG/DSC), Difração de Raios X (DRX), Refinamento Rietveld, Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura e caracterização magnética. Os resultados mostraram que é possível se obter a fase cobaltita de níquel independente do tratamento térmico empregado. As análises magnéticas mostraram um comportamento magnético diferente para cada temperatura de tratamento do composto sintetizado.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Nickel cobaltite, NiCo2O4, with a spinel-like structure has low thermal stability at around 400 °C, which causes loss of NiO, thus significantly affecting the physical and structural properties of the material. In this work, nickel cobaltite was prepared by the polymeric precursor method. The material was calcined at 350 °C and heat-treated at temperatures ranging from 450 to 650 °C. The resulting product was analyzed by thermogravimetry and differential scanning calorimetry (TG/DSC), X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and a magnetic characterization technique. The results of these analyses indicated that the nickel cobalt phase can be obtained regardless of the heat treatment applied. The magnetic analysis revealed that the magnetic behavior of the synthesized compound varied as a function of each treatment temperature.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar o envelhecimento termo-oxidativo, nas propriedades mecânicas e de índice de amarelamento (YI), de blendas de poliestireno com borracha reciclada (SBRr), compatibilizadas. As blendas foram preparadas, inicialmente, em uma extrusora de rosca dupla corrotacional e, posteriormente, os grânulos extrudados foram moldados por injeção. Para efeito comparativo, o poliestireno de alto impacto comercial (HIPS) foi processado nas mesmas condições das blendas. Os resultados da caracterização do SBRr indicaram, em sua composição, cargas de sílica, carbonato de cálcio, talco e óxido de zinco, enquanto que, por termogravimetria, verificou-se duas etapas de decomposição térmica. Verificou-se que a resistência ao impacto diminuiu, significativamente, nos 15 dias iniciais do envelhecimento, e, subsequentemente, apresentou uma tendência de estabilização com pequenas oscilações. As propriedades de módulo de elasticidade, resistência e alongamento na ruptura sob tração apresentaram o mesmo comportamento da resistência ao impacto, redução acentuada nos 15 dias inicias, seguida de estabilização, com o decorrer do envelhecimento. Quando a blenda foi compatibilizada com 5% de estireno-butadieno-estireno (SBS), foram observadas as melhores propriedades, antes e após o envelhecimento, apresentando resistência ao impacto equiparáveis ao HIPS. A perda de massa das blendas indicou extração de componentes voláteis. Por índice de amarelamento (YI), observou-se, nas blendas, um aumento brusco nos 15 dias iniciais e, em seguida, estabilidade, com uma taxa de amarelamento praticamente constante. Até 30 dias de envelhecimento, o HIPS apresentou uma baixa taxa de amarelamento, e, posteriormente, ocorreu uma intensificação no YI. No geral, as blendas obtidas por mistura mecânica apresentaram comportamento similar ao HIPS. Porém, somente quando a blenda foi compatibilizada com SBS que o comportamento de impacto apresentou o mesmo patamar do HIPS.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate thermo-oxidative aging in the mechanical properties and yellowing index (YI) of polystyrene blends with compatibilized recycled rubber (SBRr). The blends were initially prepared in a co-rotating double screw extruder, after which the extruded granules were injection molded; high-impact polystyrene (HIPS) was processed under the same conditions for comparison. The SBRr characterization results revealed composition fillers of silica, calcium carbonate, talc, and zinc oxide, while thermogravimetry demonstrated two thermal decomposition stages. It was found that impact strength decreased significantly during the initial 15 days of aging and then showed a tendency to stabilize with small oscillations. Properties related to the modulus of elasticity, strength, and elongation at tensile rupture were similar to those of impact strength: a marked reduction in the initial 15 days followed by stabilization with aging. When a blend was compatibilized with 5% styrene-butadiene-styrene (SBS), optimal properties were observed before and after aging, indicating impact resistance comparable to HIPS. The blends’ loss of mass suggested volatile component extraction. In terms of the YI, the blends showed a sudden increase in the first 15 days of aging before stabilizing at a practically constant yellowing rate. Up to 30 days of aging, HIPS presented a low yellowing rate, after which point the YI intensified. In general, the blends obtained via mechanical mixing exhibited behavior similar to HIPS; for the blend compatibilized with SBS, however, the impact behavior was identical to that of HIPS.

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RESUMO O Babaçu (Orbignya sp) é uma planta lignocelulósica, disponível em larga escala no norte-nordeste do Brasil, que vem despontado como uma boa fonte de biomateriais, sendo utilizados em vários estudos como adsorventes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo realizar um estudo prospectivo do uso de subprodutos do babaçu (endocarpo, mesocarpo, epicarpo e carvão ativado) como um material com excelentes propriedades adsortivas, em potencial, para moléculas inorgânicas e orgânicas.O estudo foi realizado através de uma revisão de literatura (artigos e patentes), no intervalo temporal de julho de 2015 a fevereiro de 2018. As bases de dados utilizadas foram: Instituto Nacional de Propriedade Industrial do Brasil, World Intellectual Property Organization, European Patent Office, United States Patent and Trademark Office e Patentes públicas da América latina e Espanha, para busca de patentes; e Pubmed, Scopus, Web of Science e Scientific Electronic Library Online, para os artigos. A partir da análise criteriosa do levantamento bibliográfico foram selecionados 18 artigos científicos e 1 patente, sobre o tema. Dentre os quais o mesocarpo, epicarpo (naturais e modificados) e o carvão ativado do babaçu foram substratos de adsorção bastante eficientes. Onde os resultados foram satisfatórios, de modo que o babaçu desponta como um bom adsorvente e de baixo custo, sendo assim um biomaterial de qualidade e acessível.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Babaçu (Orbignya sp) is a lignocellulosic plant, available in large scale in the north-northeast of Brazil, which has been emerging as a good source of biomaterials, being used in several studies as adsorbents. The objective of this study was to prospectively study the use of babaçu by-products (endocarp, mesocarp, epicarp and activated carbon) as a material with the exception of potential adsorptive target species for inorganic and organic molecules. was carried out through a literature review (article and patents), in the time period of July 2015 and February 2018. The databases used were: National Institute of Industrial Property of Brazil, World Intellectual Property Organization, Patents, Patent and Trademark Office of the United States of America and Spain for Patent Search; and Pubmed, Scopus, Web of Science and Scientific Electronic Library Online, for articles. From the careful analysis of the bibliographical survey, 18 scientific papers and 1 patent on the subject were selected. Among them, the mesocarp, epicarp (natural and modified) and the activated charcoal of babassu were very efficient adsorption substrates. The results were satisfactory, so that babassu was shown as a good indicator of cost and benefit, thus being a quality and accessible biomaterial.

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RESUMO A presença de compostos orgânicos contendo enxofre nos combustíveis é um dos contribuintes da poluição atmosférica, pois quando entram em combustão nos motores, emitem poluentes derivados do enxofre, como os óxidos (SOx), que afetam negativamente a saúde humana e o meio ambiente. A remoção do excesso de enxofre presente na gasolina pode ser realizada pelo processo de adsorção, em que um material adsorvente captura o composto de enxofre de modo seletivo. O desenvolvimento de adsorventes mais eficientes e de baixo custo de produção para a remoção de compostos sulfurosos tem contribuído, por exemplo, nos processos referentes ao refino do petróleo. A eficiência da dessulfurizarão está correlacionada às características apresentadas pelo adsorvente como: a capacidade de adsorção, durabilidade e regenerabilidade. Esse estudo tem como finalidade o preparo da fibra do coco impregnada com níquel para avaliar a sua capacidade adsortiva frente a compostos sulfurosos como o tiofeno presente nos combustíveis. O adsorvente utilizado foi a fibra do coco (mesocarpo) obtido na cidade de Quixadá/CE e o adsorbato utilizado foi o tiofeno, em solução de n-hexano. Em teste de caracterização do adsorvente, observou-se que a quantidade de cargas protônicas na superfície da fibra in natura e na fibra modificada é função do pH. Os materiais apresentaram capacidade adsortiva de 35,0 mg.g-1 para o composto sulfuroso. No estudo de equilíbrio, isoterma, foi melhor representado pelo modelo matemático de Redlich-Peterson, indicando heterogeneidade nos sítios de adsorção. A cinética de adsorção se mostrou mais adequada com o modelo de pseudo-segunda ordem.

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Abstract The development of more efficient and low-cost adsorbents to remove sulfur compounds has been improving, for instance, processes used in oil refining. Efficiency of desulfurization is correlated to the characteristics found in the adsorbent such as adsorption capacity, durability and regenerateness. This study aims to prepare coconut fiber impregnated with nickel and evaluate its adsorptive capacity of sulfur compounds such as the thiophene present in fuels. The utilized adsorbent was coconut fiber (mesocarp) obtained in the city of Quixadá, state of Ceará, and the adsorbate was thiophene in n-hexane solution. During an adsorbent characterization test it could be observed that the number of proton charges in the surface of both natural and modified fibers is a function of pH. The materials showed adsorptive capacity of 35,0 mg.g-1 of the sulfur compound. In the balance study, isotherm was best represented by the math model of Redlich-Peterson, which indicates heterogeneity in the adsorption sites. Adsorption kinetics was more adequate with the pseudo-second order model.

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ABSTRACT Polystyrene (PS), one of the most used polymers in everyday life, has a low recycling rate due to its inexpensive virgin resin. In order to make polystyrene waste (WPS) recycling advantageous, it is possible to change it chemically, introducing heteroatoms in the polymer chain thus transforming the waste into a material with more added value. In this work, sulfonation reactions of polystyrene waste (disposable cups and expanded polystyrene -EPS) with different degrees of sulfonation were carried out by homogeneous sulfonation using acetylsulfate as a sulfonating agent, originating polystyrene sulfonate (PSS). The characterization of the products was done using Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR), solubility tests and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). Infrared spectroscopy revealed that the reaction was efficient and all the starting materials tested were successfully sulfonated and transformed into PSS. There was no distinction between the residues tested, revealing that it's possible to carry the reaction without sorting the waste. EPS was chosen as the substrate for further reactions varying the degree of sulfonation. Solubility and ICP-OES tests have shown that, by changing the synthesis conditions, it is possible to achieve different degrees of products sulfonation. As a result of the studied reactions it was found that varying the degree of sufonation it is possible to use polystyrene residues to produce PSS for different applications.

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RESUMO Os parâmetros da cristalização a partir do fundido de um composto de fibras lignocelulósicas de côco dispersas em poli (butileno adipato tereftalato) (PBAT), uma matriz de copoliéster totalmente biodegradável, foi estudada por calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os compostos de PBAT/fibra de côco com 10% e 20% de fibra foram preparados num misturador interno de laboratório; a reometria de torque mostrou degradação insignificante durante o processamento. A cristalização não-isotérmica a partir do fundido da matriz foi estudada por DSC em compostos com 10% de fibra com taxas de resfriamento entre 2 e 32°C/min, e informações quantitativas foram fornecidas em temperaturas e taxas de cristalização, bem como a cristalinidade desenvolvida, que apresentou valor maior do que o esperado nas altas taxas de resfriamento. Os resultados cinéticos da cristalização foram correlacionados usando modelos clássicos macrocinéticos: Pseudo-Avrami, Ozawa e Mo, para obter expressões analíticas quantitativas apropriadas para o processamento. Os modelos Pseudo-Avrami e Mo representaram bem os dados experimentais. Uma análise detalhada da modelagem é apresentada, a fim de avaliar as incertezas esperadas. Apesar de desvios observados no início e no final do processo de cristalização, o modelo Mo é recomendado como a melhor correlação empírica geral dos dados experimentais para o propósito pretendido.

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ABSTRACT The melt crystallization characteristics of a compound of coconut lignocellulosic fibers dispersed in poly(butylene adipate terephthalate) (PBAT), a fully biodegradable copolyester matrix, was studied by differential scanning calorimetry (DSC). PBAT/coconut fiber compounds with 10% and 20% filler content were prepared in a laboratory internal mixer; torque rheometry showed negligible degradation during processing. Nonisothermal melt crystallization of the matrix was thoroughly studied by DSC in 10% compounds at cooling rates between 2 and 32°C/min, and quantitative information was provided on crystallization temperatures and rates, as well as the crystallinity developed, which turned out to be higher than expected at the high cooling rates. Crystallization kinetic results were correlated using classical macrokinetic Pseudo-Avrami, Ozawa, and Mo models, in order to obtain quantitative analytical expressions appropriate for processing applications. Pseudo-Avrami and Mo models were found to represent well the experimental data. A detailed analysis of the model fitting is presented, in order to assess the expected uncertainties. Despite its failings at the onset and end of the crystallization process, Mo model is recommended as best overall empirical correlation of the experimental data for the intended purpose.

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ABSTRACT The basic density is the main technical property of the wood due to the fact of the easy determination and correlation with the others wood properties. In this article, it was evaluated wood chips from a five-years-old Eucalyptus grandis in three different silvicultural treatments for pulp and paper production. First, a conventional kraft pulping was executed in the same conditions and then submitted to some elemental chlorine free (ECF) bleaching process to achieve the target brightness of 88 ± 1% ISO. The bleached pulps were refined in a Jokro Mill at 0, 2250, 4500 and 6750 revolutions and their physical, mechanical and optical properties were analyzed. The statistical analysis indicated a difference in the wood basic density from the different silvicultural treatments. The yield of the pulping process was not affected by the variation of the wood basic density. The denser wood had the advantage of a lower specific wood consumption while the disadvantage was a greater difficulty in the delignification and a decrease in the selectivity of the pulping process. The denser wood was the one with the best bleachability and the one that most consumed chlorine in the bleaching process. The increase of the wood density caused gains in the fisical and optical properties of the bleached pulp and losses in the mechanical properties.The optical properties of the pulps from denser woods are more resistant than the negative effects of mechanical properties.

Resumo em Português:

RESUMO O poliestireno expandido (EPS) é um polímero reciclável amplamente utilizado na fabricação de embalagens para isolamento acústico, proteção de bens de consumo duráveis e na indústria da construção civil. O PS é facilmente reciclável com o aumento da temperatura, podendo dar origem a novos materiais. Entretanto suas propriedades térmicas podem ser afetadas, principalmente se acrescidos de fibras naturais. Diante desse contexto, esse trabalho tem como objetivo estudar as propriedades térmicas dos compósitos de poliestireno reciclado reforçados com fibra de celulose do bagaço de cana-de-açúcar. Os compósitos de PS reciclados contendo 10 e 20% (m/m) de celulose de bagaço foram obtidos por extrusão e caracterizados por análise térmica: Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA) e Temperatura de Deflexão Térmica (HDT). Os resultados mostraram que as fibras ricas em lignina residual atuaram como reforço melhorando a rigidez do material com a adição das fibras, bem como promoveram o aumento da temperatura de deflexão térmica. Já a estabilidade térmica dos compósitos é intermediária entre a fibra e matriz, diminuindo com o aumento do teor de fibras. Portanto, conclui-se que a utilização de EPS como matriz na obtenção de compósitos reforçados com fibras naturais é viável e sugere o uso deste resíduo como uma excelente alternativa para o setor de reciclagem.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Expanded polystyrene (EPS) is a recyclable polymer widely used in the manufacture of packaging for acoustic insulation, protection of durable consumer goods and in the construction industry. The PS is easily recyclable with increasing temperature, giving new materials. However, thermal properties can be affected, mainly if added of natural fibers. In this context, this work objective to study the thermal properties of recycled polystyrene composites reinforced with cellulose fibers from sugarcane bagasse. The recycled composites of PS reinforced 10 and 20 wt% cellulose bagasse were obtained by extrusion, and characterized by thermal analysis thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA) and heat deflection temperature (HDT). The results showed that the fibers rich in residual lignin act as reinforcement improving the stiffness of the material with the addition of the fibers, as well as promoted the increase of the heat deflection temperature for the composites. The thermal stability of the composites is intermediate between the fiber and matrix, decreasing with the increase of fibers content. Therefore, it is concluded that the use of EPS as a matrix in the obtainment composites reinforced with natural fibers is viable and suggest the use of this residue as an excellent alternative for the recycling industry.

Resumo em Português:

RESUMO Peças fabricadas com polímeros de alto desempenho têm sido substituídas por materiais similares, sendo produzidas com uma composição de polipropileno (PP), que tem um custo mais baixo. Uma das composições mais comumente utilizadas é a junção do polipropileno com fibras, resultando na formação de um novo material, com características diferentes às dos seus constituintes. Este tipo de junção é denominado compósito. O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento do compósito de polipropileno com fibra de vidro para a substituição do material da carcaça de um elemento filtrante fabricado atualmente com um compósito de nylon e fibra de vidro na proporção de 30% em peso. Foram injetados corpos de prova usando PP puro e com cargas de fibra de vidro nas proporções de 15%, 20% e 30%, a análise de comportamento, através de ensaio de tração, flexão, resistência ao impacto, dureza, índice de fluidez e determinação do índice de contração indicou o compósito PP com 30% de fibra de vidro com melhor comportamento. Posteriormente realizou-se a injeção da carcaça do elemento filtrante no compósito PP com 30% de fibra de vidro que passou por testes práticos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Parts made from high performance polymers have been replaced by similar materials, produced with a polypropylene (PP) composition, with a lower cost. One of the most commonly used compositions is made by the the joining of polypropylene with fibers, resulting in a new product with different characteristics from those of its constituents. This type of joint is called composite. The objective of this study is to evaluate the behavior of the fiberglass polypropylene composite for the replacement of the housing material of a filter element which is currently manufactured with a nylon and glass fiber composite in the proportion of 30% by weight. Test specimens was injected by using PP pure and as well as with 15%, 20% and 30% fiberglass loads, for behavior analysis through tensile test, flexural strength, impact strength, hardness, flow index and determination of contraction rate. After the injection in the composite with best behavior, PP 30% fiberglass, the filter element housing was subjected practical tests.

Resumo em Português:

RESUMO A lama vermelha (LV_Nat) foi utilizada como matéria-prima para a preparação de dois materiais modificados com 1% (LV_1%) e 5% (LV_5%) de ácido acético. LV_Nat, LV_1% e LV_5% foram caracterizados (composição mineralógica, área BET específica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectroscopia XANES na borda-K do Fe, infravermelho (FTIR) e espectroscopia Mössbauer) e utilizados em testes catalíticos. Observou-se que o tratamento aumentou a área superficial da LV cerca de quatro vezes. Através de testes oxidativos realizados com azul de metileno (AM), verificou-se que o sistema mais adequado para ambos materiais foi o sistema Foto-Fenton, com 100% de degradação após 3 h de reação para LV_5% e após 4 h para a LV_1%. O ácido acético comportou-se como co-catalizador sendo muito efetivo, apresentando resultados observados com o uso de ácido orgânico equimolar com H2O2. A aplicação de lama vermelha modificada nos processos catalíticos oxidativos é uma alternativa atraente, que pode contribuir diretamente para o uso de resíduos orgânicos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Red mud (LV_Nat) as a raw material was used for the preparation of two modified material with 1% (LV_1%) and 5% (LV_5%) of acetic acid. LV_Nat, LV_1% and LV_5% were characterized (mineralogical composition, specific BET area, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray Absorption Near Edge Structure, Infrared (FTIR) and Mössbauer spectroscopy) and used in catalytic tests. It was observed that the treatment enhanced LV’s surface area about four times. Through oxidative tests carried out with methylene blue (MB), it was found that the most suitable system for both materials was the Photo-Fenton system, with 100% degraded after 3 h of reaction for LV_5% and after 4 h for LV_1%. Acetic acid behaved as co-catalyst being very effective, presenting results observed with the use of organic acid equimolar to H2O2. The application of modified red mud in oxidative catalytic processes is an attractive alternative, which can directly contribute to the use of organic waste.

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RESUMO O Pinus elliottii Engelm. possui uma vasta possibilidade de aplicações, porém, apresenta características indesejáveis às quais podem ser atenuadas com a adoção dos tratamentos de termorretificação e a furfurilação. Assim, este trabalho analisou a influência que os tratamentos de furfurilição e termorretificação exerceram em propriedades tecnológicas da madeira de Pinus elliottii. Para tanto, confeccionaram-se corpos de prova com dimensões de 15 x 15 x 250 mm (tangencial, radial e longitudinal), distribuídos igualmente em 5 tratamentos: controle, furfurilação com carga de 25% de álcool furfurílico (T F25%) e termorretificação em diferentes temperaturas (T 180°C, T 200°C e T 220°C). Avaliaram-se a variação da massa (ΔM) segundo adaptação da norma ASTM D 2017 (2005), à massa específica aparente ao teor de umidade de 12% (ρ12%), os módulos de elasticidade (MOE) e ruptura (MOR) obtidos pelo ensaio de flexão estática conforme a norma ASTM D 143 (2014), e a variação colorimétrica da madeira em conformidade com as recomendações do sistema CIE-L*a*b*. Verificou-se que o tratamento com furfurol provocou: aumentos significativos na massa, ρ12%, MOR, e causou o escurecimento da madeira, não afetando significativamente o MOE, em 5% de probabilidade de erro. Os tratamentos de termorretificação afetaram significativamente a perda de massa, contudo a maior diferença foi observada no tratamento T 220°C, o qual acarretou redução significativa no MOR em relação ao grupo controle, destacando-se que tal tratamento deixou a madeira com coloração semelhante aquela adquirida pela madeira tratada com furfurol. Conclui-se que ambos os tratamentos causaram o escurecimento da madeira de Pinus elliottii agregando assim valor estético, sendo que o tratamento à base de furfurol, com carga de 25%, ocasionou melhora nas propriedades tecnológicas da madeira. Apesar dos tratamentos de termorretificação terem aumentado o MOE, geraram perda de massa significativa, principalmente nos tratamentos mais agressivos, comprometendo assim possíveis usos da madeira com finalidade estrutural.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The Pinus elliottii Engelm. has a wide range of applications, but it has undesirable characteristics that can be attenuated with the adoption of thermal rectification and furfurylation treatments. Thus, this work analyzed the influence of two treatments of modification, furfurilatyon and thermal rectification, in technological properties of Pinus elliottii Engelm. wood. For this, samples with dimensions of 15 x 15 x 250 mm (tangential, radial and longitudinal) were prepared, distributed equally among 5 treatments: control, furfurylation with 25% loading of furfuryl alcohol (T F25 %) and thermortification at different temperatures (T 180 ° C, T 200 ° C and T 220 ° C). It were evaluated the mass loss (PM) according to ASTM D 2017 (2005), specific gravity at 12% moisture content (ρ12%), elastic modulus (MOE) and rupture (MOR) by performing the static bending test in accordance with ASTM D 143 (2014), and wood color variation in accordance with the CIE-L*a*b* system recommendations. It was verified that the treatment with furfurol caused: significant increases in the mass, ρ12%, MOR, and caused the wood darkening, not significantly affecting the MOE, in 5% probability of error. The thermal rectification treatments significantly affected the mass loss, however the highest difference was observed in the T 220 ° C treatment, which caused a significant reduction on MOR in relation to the control group, highlighting that such treatment left the wood with coloration similar to that obtained by wood treated with furfurol. It's concluded that both treatments caused darkening of Pinus elliottii wood, thus adding aesthetic value, being that the furfurol treatment with a 25% load caused an improvement on technological properties of wood. In spite of the thermal rectification treatments increased the MOE, they generated significant mass loss, mainly in the more aggressive treatments, thus compromising possible uses of the wood with structural purpose.

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RESUMO A têmpera é um tratamento térmico que tem como principal objetivo a elevação de dureza e resistência mecânica dos aços por meio da sua transformação microestrutural. O processo se baseia na elevação da temperatura do material até a austenitização, seguida do arrefecimento por meio da imersão em um fluido, a qual precisa ser rápida o suficiente para evitar a difusão do carbono, visando a formação de uma microestrutura predominantemente martensítica. Atualmente, vem sendo utilizado para esse procedimento as soluções poliméricas aquosas, que são misturas de água com polímeros. A concentração das soluções é um fator fundamental para a capacidade de troca de calor dos fluidos e, por consequência, a variação desse fator promove o desenvolvimento de diferentes propriedades mecânicas no material temperado. Assim, o presente trabalho consistiu na avaliação das propriedades do aço AISI 4140 temperado em soluções poliméricas aquosas a base de polivinilpirolidona (PVP) sob as concentrações de 10, 15, 20 e 25%. Para isso, a caracterização do aço foi realizada por meio da avaliação microestrutural, microdureza e difração de raios-x. Por meio dessas avaliações, foi demonstrado que a capacidade de retirada de calor do material vai sendo minimizada de acordo com a adição de PVP à solução. Assim, a diminuição de troca térmica determinou menor formação de martensita e decréscimo no perfil de microdureza das amostras, embora não tenha sido evidenciada variação de fases em todas as situações de processo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Quenching is a heat treatment whose main objective is to increase the hardness and mechanical strength of the steels by their microstructural transformation. The process is based on increasing the temperature of the material to austenitization, followed by cooling by immersion in a fluid, which needs to be fast enough to avoid diffusion of the carbon, aiming at the formation of a predominantly martensitic microstructure. Aqueous polymer solutions, which are blends of water with polymer, have been used now for this procedure. The concentration of these solutions is a fundamental factor for the heat exchange capacity of the fluids and, consequently, the variation of this factor promotes the development of different mechanical properties in the quenched material. Thus, the present work consisted in the evaluation of the properties of quenched AISI 4140 steel in aqueous polymer solutions based on polyvinylpyrrolidone (PVP) at concentrations of 10, 15, 20 and 25%. For this, the characterization of the steel was made by the microstructural evaluation, microhardness and X-ray diffraction. Through these evaluations, it has been demonstrated that the heat withdrawal capacity of the material is being minimized according to the addition of PVP to the solution. As a result, the decrease in the thermal exchange determined a lower martensite formation and a decrease in the microhardness profile of the samples, although no phase variation was observed in all the process situations.

Resumo em Português:

RESUMO O material CuCr2O4 foi sintetizado pela reação de combustão em solução e tratado termicamente na faixa de 600 à 1100oC, afim de verificar a evolução das fases. O composto foi carcterizado estrutural e morfologicamente por meio das técnicas de Difração de Raios X (DRX), refinamentos pelo método de Rietveld, Microscopia Eletrônica de Varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (MEV-FEG) e espectroscopia na região do Infravermelho com transformada de Fourrier. O comportamento da sinterização do material foi analisado por meio da dilatometria. Por meio dos padrões da difração de raios X (DRX) observou-se a formação da fase pura da Cromita de Cobre na faixa de 700-1000°C, a qual é corroborada pelo Refinamento Rietveld. Quanto a morfologia, as fases puras da cromita de cobre apresentaram formas de poliedros regulares. Por meio da dilatometria observou-se que o material apresentou uma expansão seguida de retração associada a mudança estrutural do material.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT CuCr2O4 material was subjected to solution combustion synthesis and heat-treated in the range of 600 to 1100oC in order to analyze its phase evolution. The structure and morphology of the composite were characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), while its sintering behavior was analyzed by dilatometry. The XRD patterns revealed the formation of pure phase copper chromite in the range of 700-1000°C, which was confirmed by Rietveld refinement. This pure phase copper chromite exhibited a regular polyhedral shaped morphology. The dilatometric analysis indicated that the composite underwent thermal expansion followed by shrinkage, which were attributed to structural changes in the material.

Resumo em Português:

RESUMO Amidos e seus derivados são utilizados em praticamente todos os setores industriais. Na indústria petrolífera podem ser empregados como aditivos controladores de filtrado, os quais controlam eficazmente a perda de fluido para a formação rochosa adjacente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso de amidos, de mandioca e de milho, utilizados na mineração, como redutor de filtrado em fluidos de perfuração poliméricos para poços de petróleo e gás. O estudo foi realizado em três etapas: na primeira etapa, cinco diferentes tipos de amidos modificados foram caracterizados por meio dos ensaios de viscosidade e índice de solubilidade em água; na segunda, as amostras de amido foram avaliadas de acordo com a norma da Petrobras (PE-2POC-00727-0) e, na terceira e última etapa, as amostras que, atenderam as especificações da norma, foram avaliadas nas concentrações de 0 a 9g/350mL de água, em uma formulação típica de fluido polimérico visando avaliar as propriedades reológicas e de filtração. Os dados obtidos foram comparados com um fluido polimérico aditivado com amido comercial. Os resultados demonstraram que dentre as cinco amostras estudadas, apenas a denominada de CMAN-AV foi considerada aprovada na norma e, quando adicionada ao fluido polimérico conferiu propriedades reológicas e de filtração semelhantes ao fluido aditivado com o amido comercial. Dessa forma, conclui-se que a amostra CMAN-AV pode ser utilizada como redutor de filtrado em fluido de perfuração polimérico.

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ABSTRACT Starches and their derivatives are used in virtually all industrial sectors. In the petroleum industry the can be used as filtrate additives which effectively control the loss of fluid to the adjacent rock formation. The present work had as objective to evaluate the use of starches, of manioc and maize, used in the mining, as a filtrate reducer in polymeric drilling fluids for oil and gas wells. The study was carried out in three stages: in the first step, five different types of modified starches were characterized by the viscosity and water solubility index tests; in the second, the starch samples were evaluated according of with the of the Petrobras standard (PE-2POC-00727-0) and, in the third and last step, the samples that, attended the specifications of the standard, were evaluated in the concentrations of 0 to 9g/350mL of water, in a typical formulation of polymeric fluid aiming to evaluate the rheological and filtration properties. The data obtained were compared with a polymer fluid additived with commercial starch. The results showed that among the five samples studied, only the called of CMAN-AV was considered approved in the standard and, when added to the polymeric fluid gaved rheological and filtration properties similar to the fluid additived with the commercial starch. Thus, it is concluded that sample CMAN-AV can be used as a filtrate reducer in polymeric drilling fluid.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Brazil is the fourth larger producer in coconut fruit in the world. However, the industry processes only a small portion of coconut byproducts, which have caused serious environmental problems. The purpose of this article is to test an alternative for the recovery of coconut byproduct. In a series of experiments, recovered coconut fibers (coir) were treated to be employ in textile application. After initial classification and sampling, the fine coconut fibers were subjected to a simultaneous scouring and pre-bleaching process in a mild alkali solution together with hydrogen peroxide (H2O2). The fibers were first subjected to this treatment for 10 minutes at 80°C and then again for 20 minutes at the boiling point. The samples were then treated with a cationic softener for 10 minutes at 60°C. After this process, the physical and mechanical properties were measured and values proved not to be statistically significant. The article indicates some of the main obstacles when handling coconut fiber for textile applications and reveals that besides elongation, softness and homogeneity are essential for coconut fibers spinning. Findings in this investigation showed some improved results in relation to the previous literature in two aspects: Firstly, because the treatment did not harm the fibers quality; secondly, because due to the treatment the coconut fibers could be arranged in fibrous strands, which facilitated spinning and weaving for use in textile applications.

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RESUMO Neste trabalho, uma resina epóxi de cura a temperatura ambiente foi submetida a ciclos térmicos de pós cura para verificar as alterações nas propriedades térmicas e mecânicas finais do material. As amostras foram obtidas por vazamento em molde metálico e os ciclos de pós cura foram realizados a 75°C, 90°C, 110°C por uma hora e um ciclo de 110°C por 2 horas. Os resultados de calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostraram que a temperatura de transição vítrea do material (Tg ∞) não sofreu alteração significativa com a realização destes ciclos de pós cura, indicando um número de ligações cruzadas muito similar a amostra sem pós cura. Os resultados de termogravimetria (TGA) revelaram uma degradação térmica em etapas; onde cerca de 70% em massa do material sofre degradação térmica na faixa de temperaturas de 330,9°C até 345,1°C. Foi utilizado o diagrama tempo temperatura transformação (TTT) de um polímero termofixo para entendimento da cinética de cura, onde foi sugerido que a quantidade de resina e agente endurecedor teve uma influência mais significativa na cura plena da amostra do que os ciclos de pós cura adotados neste trabalho. Em termos de propriedades mecânicas, a dureza do material permaneceu inalterada com a realização dos ciclos de pós cura. Somente um grupo de amostra obteve menores valores de dureza pois o agente de cura em excesso funcionou com agente plastificante. Em termos de módulo de elasticidade, o método de vigas livres apresentou valores entre 1,72GPa e 2,18GPa, e os ciclos de pós cura não tiverem nenhuma influência notável nesta propriedade.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, a room temperature curing epoxy system was submitted to post cure cycles to evaluate the thermal and mechanical properties of the material. The samples were obtained by casting into a metallic tool and the post cure cycles were performed at 75°C, 90°C, 110°C for one hour and at 110°C cycle for 2 hours. The differential scanning calorimetry (DSC) results showed that the glass transition temperature of the material have not change significantly with the post cure cycles, which indicates a number of molecular crosslinks very similar to the original sample, without post cure. The thermogravimetric (TGA) results revealed a stepwise thermal degradation; where about 70% mass of the material undergoes thermal degradation in the temperature range from 330.9°C to 345.1°C. The temperature-time transformation (TTT) diagram of a thermoset polymer was used to understand the cure kinetics, where it was suggested that the amount of resin and curing agent had a more significant influence on the full curing of the sample than the post cure cycles carried out in this article. By means of mechanical properties, the hardness of the material remained unchanged with the post curing cycles. Only one batch obtained lower values of hardness because the excess of curing agent worked as plasticizing agent. O In terms of elastic modulus, the free-beam method presented values between 1.72GPa and 2.18GPa, and the post cure cycles did not have any notable influence on this property.

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RESUMO Os materiais compósitos comumente apresentam delgadas regiões ou interfases localizadas entre a matriz e as inclusões. Estas interfases têm influência no comportamento efetivo do compósito. Em diversas aplicações, os compósitos estão sujeitos a variações significativas de temperatura e, consequentemente, a condutividade térmica efetiva desses materiais se torna parâmetro essencial para compreensão do seu comportamento. O objetivo desse trabalho é determinar a influência de interfases na condutividade térmica efetiva de compósitos reforçados com fibras unidirecionais distribuídas periodicamente, utilizando a formulação paramétrica da Teoria de Volumes Finitos. Para isso, são avaliados os efeitos da espessura e condutividade térmica da interfase, assim como do raio da fibra e de sua fração volumétrica. Compósitos com fibras naturais são apresentados dentre os exemplos analisados. Os resultados obtidos com a Teoria de Volumes Finitos são confrontados com outros encontrados por métodos numéricos ou experimentos. Desse modo, observa-se que a interfase possui mais influência quanto maior for a fração volumétrica de fibras e quanto menor o raio das mesmas. Quanto mais espessa a interfase, mais suas propriedades influenciam a condutividade térmica efetiva do compósito, quando a fração volumétrica de fibras é mantida constante. Conclui-se que os efeitos de interfase sobre o comportamento térmico de compósitos são de extrema importância e, consequentemente, eles precisam ser considerados para proporcionar predições consistentes e realísticas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Composite materials commonly present thin regions or interphases located between the matrix and inclusions. These interphases influence the effective behavior of the composite. In many applications, composite materials are submitted to significant temperature variations and, consequently, the effective thermal conductivity of these materials becomes essential to understand their behavior. The purpose of this paper is to determine the influence of interphases on the effective thermal conductivity of periodic fiber reinforced composites, by using the parametric finite-volume theory. To this end, the effects of the thickness and thermal conductivity of the interphase are evaluated, as well as the fiber radius and its volumetric fraction. Composites with natural fibers are included in the analyzed examples. The results obtained with finite-volume theory are compared with other results found by numerical methods or experiments. Thus, it is noted that the interphase has a more pronounced influence on the composite effective thermal conductivity for larger fiber volume fraction and smaller fiber radius. The larger the interphase thickness, more its properties influence the effective thermal conductivity, when the fiber volume fraction is fixed. In conclusion, the interphase effects on the behavior of composite materials are extremely important and, consequently, they need to be considered to allow consistent and realistic predictions.

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RESUMO A indústria têxtil utiliza um grande volume de água, o que torna necessário encontrar opções mais sustentáveis para o seu uso, como a reutilização em novos tingimentos. O uso de um resíduo industrial sólido, como adsorvente, poderá ser uma alternativa para tratar o efluente têxtil. Este estudo teve como objetivo testar a viabilidade do reuso de solução de corante disperso, tratada com resíduo da clarificação de óleo vegetal como adsorvente alternativo, no tingimento de malha poliéster/algodão (PES/CO 50/50). Utilizou-se dois tipos de pré-tratamento no adsorvente, natural (RC) seco a 70°C por 24h e calcinado (RCc) a 600°C por 2h 30min. Realizou-se o tingimento na cor clara com a solução tratada nas concentrações 100%, 75% e 50% (v/v), o padrão foi tinto com água da indústria têxtil. Para análise da eficiência do tratamento utilizou-se espectrofotometria UV-Vis, e a avaliação dos tecidos tintos pelos parâmetros tintoriais: esgotamento (%) por espectrofotometria UV-Vis; K/S, força relativa (FR%) e DE por espectrofotometria de remissão, como também ensaios de solidez a fricção e a lavagem. A eficiência do tratamento foi de 91,26% para o resíduo RC, e 95,38% para o RCc. Os valores de esgotamento variaram entre 80% e 92% para PES e 70% e 85% para CO. O DE variou entre 0,22 e 1,2, sendo que a maioria dos valores estão dentro da faixa aceita pela indústria (DE ≤1,0). Não houve grande variação para os valores de K/S e a FR (%), tendo a maior variação de 0,09 unidades para o K/S e 7,2% para a FR (%). Os testes de solidez apresentaram notas entre 4/5 e 5 nas escalas de cinza, indicando que não há a migração do corante. A proposta do tratamento e reutilização da solução em novos tingimentos mostrou-se uma alternativa viável, quando comparado ao tingimento padrão.

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ABSTRACT The textile industry uses a large volume of water, which makes it necessary to find more sustainable options for its use, such as reuse in new dyeing. The use of a solid industrial waste as an adsorbent may be an alternative to treat the textile effluent. The objective of this study was to test the viability of the reuse of dispersed dye solution, treated with residue of the clarification of vegetable oil as an alternative adsorbent, in polyester/cotton (PES/CO 50/50) knitted fabrics dyeing. Two types of pre-treatment were used in the adsorbent, natural (RC) dried at 70°C for 24h and calcined (RCc) at 600°C for 2h30min. Dyeing was performed with the solution treated at 100%, 75% and 50% (v/v) concentrations and in light colors, the pattern was dyed with water from the textile industry. UV-Vis spectrophotometry was used to evaluate the efficiency of the treatment and the evaluation of the red tissues by dyeing parameters: exhaustion (%) by UV-Vis spectrophotometry; K/S, relative strength (SR%) and DE by remission spectrophotometry, as well as color fastness to washing and friction . The treatment efficiency was 91,26% for RC residue, and 95,38% for RCc. Values ranged from 80% to 92% for PES and 70% to 85% for CO. The DE ranged from 0,22 to 1,2, with most values falling into the range accepted by industry (DE≤1,0). There was no great variation for K/S and SR (%) values, with the greatest variation of 0,09 units for K/S and 7,2% for SR (%). The color fastness showed grades between 4/5 and 5 on the gray scales, indicating that there is no migration of the dye. The proposal of treatment and reuse of the solution in new dyeing showed as a viable alternative when compared

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RESUMO As falhas de dosagem e execução de pisos de concreto, constantemente levam ao surgimento de manifestações patológicas. Sendo assim, é indispensável o conhecimento dos fatores que influenciam o comportamento do concreto ou alteram suas características, bem como a utilização de mão de obra de qualidade. Em vista disso, este estudo avaliou a influência da adição de microfibras de polipropileno nos teores de 0 g/m3, 600 g/m3 e 900 g/m3 e de diferentes condições de cura (sem cura, cura úmida e cura úmida após três dias de exposição ao ambiente) nos concretos empregados em pisos. Para tanto, foram realizados ensaios de exsudação, resistência à compressão uniaxial e dureza superficial por esclerometria. Os resultados indicam que a utilização das microfibras influenciou de forma significativa a exsudação e a resistência à compressão, ainda que a dureza superficial não tenha sido afetada diretamente por este material e nem pelo tipo de cura. De maneira geral, pode-se dizer que dentre os teores de microfibras de polipropileno avaliados, o teor de 600 g/m3 é o mais indicado para adição no concreto, apresentando melhor desempenho naspropriedades analisadas. É possível afirmar ainda que a cura, apesar de não ter causado influência significativa na superfície do concreto, é um fator de extrema importância para suas propriedades de massa.

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ABSTRACT Failures of dosing and execution of concrete floors, constantly lead to the emergence of pathological manifestations. Therefore, it is indispensable to know the factors that influence the behavior of the concrete or alter its characteristics, as well as the use of quality manpower. This study evaluated the influence of the addition of polypropylene microfibers in the contents of 0 g/m3, 600 g/m3 and 900 g/m3 and of different curing conditions (without cure, wet cure and wet cure after three days of exposure) in concrete used in floors. For that, tests of bleeding, compressive strength and surface hardness by rebound hammer were per-formed. The results indicate that the use of microfibers significantly influenced the bleeding and the compressive strength, although the surface hardness was not affected directly by this material nor by the type of cure. In general, it can be said that of the polypropylene microfiber contents evaluated, the 600 g/m3 content is the most suitable for addition in the concrete, presenting better performance in the analyzed properties. It is possible to affirm still that the cure, although not having caused significant influence on the surface of the concrete, is a factor of extreme importance for its mass properties.

Resumo em Português:

RESUMO O desenvolvimento de alternativas para o aproveitamento da casca de coco possibilita a redução da disposição inadequada de resíduos sólidos e proporciona uma nova opção de rendimento junto aos locais de produção. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial de extração de taninos do mesocarpo de coco verde e sua capacidade adesiva. A extração do tanino foi feita em água com adição de sulfito de sódio a 0%, 1%, 5% e 8%. Em seguida, observou-se qual dessas extrações demonstrou melhores rendimentos e características para ser usado como agente adesivo. A concentração de sulfito de sódio a 5% possibilitou maior rendimento na extração de taninos. Quando comparado com fenol-formaldeído, o tanino apresentou características adesivas similares como viscosidade 153,84 cp e teor de sólido 54,57%. Para a análise de espectroscopia FT-IR foram utilizadas amostras secas do mesocarpo do coco. Os picos observados no espectro de infravermelho do mesocarpo do coco verde são característicos de taninos encontrados em biomassa, apresentando características químicas desejáveis para ser utilizado como agente adesivo. O mesocarpo do coco é um material com potencial para extração de taninos a ser empregados na colagem de painéis.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The development of alternatives for reuse of coconut shell allows inadequate solid residues disposal reduction and provides a novelty option close to the production sites. This paper aims to evaluate the tannin extraction potential of the green coconut mesocarp, as well as its adhesive capacity. Tannin extraction was performed with sodium sulfite diluted in water at 0%, 1%, 5% and 8% concentrations. It was observed which extraction resulted in better yield and characteristics to be used as an adhesive agent. The concentration of sodium sulfite at 5% allowed higher yields of tannin extraction. When compared to phenol formaldehyde, the tannin had similar adhesive characteristics such as 153.84 cp viscosity and 54.57% solid content. For the FT-IR spectroscopy analysis, dry samples of the coconut mesocarp were used. The peaks observed in the infrared spectrum of the green coconut mesocarp are characteristic of tannins found in biomass, presenting desirable chemical characteristics to be used as an adhesive agent. The coconut mesocarp is a material with potential for tannin extraction, making it suitable to be used in the gluing of panels.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho, compósito Fe2O3/grafite foi preparado e usado como um catalisador em reação foto-Fenton para a descoloração de solução aquosa contendo o corante amaranto sob irradiação de luz visível. Amostras com diferentes teores de Fe2O3 suportados sobre grafite foram preparadas e caracterizadas por difração de raios-X (DRX), adsorção-dessorção de N2 e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O aumento do teor de ferro nos compósitos resultou em uma superior área de superfície específica. Através da metodologia de superfície de respostas gerada a partir do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), verificou-se uma eficiência máxima de descoloração da solução de corante de 93% nas condições experimentais ótimas de reação foto-Fenton (pH = 2,5, quantidade de catalisador = 0,35 g L-1 e razão molar H2O2/Ʃ elementos mineralizáveis: 4,7). Portanto, o compósito Fe2O3/grafite pode ser utilizado como um potencial catalisador foto-Fenton para a degradação do corante amaranto em efluentes líquidos.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, Fe2O3/graphite composite was prepared and used as a catalyst in photo-Fenton reaction for the decolorization of amaranth dye from aqueous solution under visible light irradiation. Samples with different Fe2O3 contents supported on graphite were prepared and characterized by X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption-desorption and scanning electron microscopy (SEM). The increase of the iron content in the composites resulted in a superior specific surface area. The response surface methodology generated from the Rotational Central Composite Design (RCCD) showed a maximum efficiency in the decolorization of the dye solution of 93% under the optimal experimental conditions of photo-Fenton reaction (pH = 2.5, amount of catalyst = 0.35 g L-1 and molar ratio H2O2/Ʃ mineralizable compounds: 4.7). Therefore, the Fe2O3/graphite composite can be used as a potential photo-Fenton catalyst for the degradation of amaranth dye from liquid effluents.

Resumo em Português:

RESUMO Na Amazônia, o principal potencial de contribuição para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), está no aproveitamento de resíduos da agroindústria para uso na construção civil, como alternativa de novos materiais sustentáveis. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar o potencial uso de partículas de resíduos de açaí (Euterpe oleracea e Euterpe precatoria) caracterizando-as física, química, térmica e morfologicamente. Foram realizados ensaios de densidade por picnometria, verificação de teor de umidade, e dos teores de lignina, celulose e extrativos, de acordo com os parâmetros normativos da TAPPI 204, 211 e 222. O resultado da densidade média das partículas é de 1,49 g.cm-3, com teor de umidade variando de 2 a 6%. Em relação à composição química, observou-se maiores teores de lignina e extrativos, e redução de celulose em relação à outras fibras vegetais. Através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), observou-se a presença somente do endocarpo do caroço de açaí nas partículas de 8 e 14 Tyler, e maior predominância de fibras nas partículas de 48, 100 e 200 Tyler. O conhecimento das características físico-químicas das partículas de resíduo de açaí faz-se necessário para subsidiar etapas de processamento de compósitos com uso destes materiais. Além disso, a utilização de um resíduo como o caroço do açaí potencializa a redução dos impactos ambientais, fornecendo, principalmente para a construção civil, a possibilidade de produção de novos materiais mais ecológicos, gerando indicadores de sustentabilidade nas edificações da Amazônia.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In the Amazon, the main potential for contributing to the Sustainable Development Goals (SDG) lies in using agro industry waste in civil construction as an alternative for sustainable materials. In this context, this study aimed to assess the potential use of acai (Euterpe oleracea and Euterpe precatoria) waste particles to create composites that may be used in more sustainable buildings. Density assays were performed using picnometry. The moisture levels were measured and, lignin, cellulose and extractive contents were assessed according to the parameters of TAPPI 204, 211, and 222. Density analyses were performed using picnometry, moisture was analyzed, and lignin, cellulose, and extractive contents were assessed according to the parameters of TAPPI 204, 211, and 222. The results showed that the mean particle density is 1.49 g.cm-3 and the moisture content ranged from 2 to 6%. Regarding chemical make-up, higher lignin and extractive contents were found, in addition to a reduction in cellulose compared to other plant fibers. Scanning electron microscopy (SEM) revealed the presence of only the endocarp of açaí stone in particles of 8 and 14 Tyler and a higher prevalence of fibers in particles of 48, 100, and 200 Tyler. Knowing the characteristics and behaviors of açaí waste particles is important to lay basis for composite processing stages using this material. Moreover, the use of acai stones reduce the environmental impacts, allowing mainly civil construction to produce new, more ecological materials that lead to sustainability indicators in buildings of the Amazon.

Resumo em Português:

RESUMO O crescente desperdício de materiais plásticos no meio ambiente juntamente com a preocupação com a futura escassez do petróleo tem aumentado o interesse por polímeros biodegradáveis, como o amido. Nos últimos anos, o amido tem sido utilizado em misturas com diferentes polímeros sintéticos. Essas misturas têm sido compatibilizadas por meio do uso de agentes compatibilizantes do tipo copolímeros. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da adição do copolímero graftizado (PP-g-MA) nas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas de misturas de polipropileno (PP) e amido termoplástico (TPS). O TPS foi obtido em uma extrusora monorosca com 20 % (m/m) de glicerol, usado como plastificante. Posteriormente, misturas PP/TPS 80:20 % (m/m) foram processadas em uma extrusora de rosca dupla corotacional, na presença de 3, 5 e 7% (m/m) do PP-g-MA. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram uma redução significativa da fase dispersa de amido, com a adição do compatibilizante. As misturas processadas em presença do PP-g-MA apresentaram uma distribuição mais homogênea da fase de amido na matriz de PP. Os resultados dos ensaios de resistência à tração mostraram que o módulo do PP sofre um ligeiro aumento, com a adição do amido e do compatibilizante. A resistência das misturas no ponto de escoamento apresentou valores similares aos do PP. Apesar disso, a deformação na ruptura diminui drasticamente com a incorporação do amido. A adição de amido ao polipropileno, entretanto, aumenta significativamente a resistência ao impacto do polímero sintético. Com a adição de PP-g-MA à mistura PP/TPS, a resistência ao impacto sofre uma queda, que pode ser atribuída a redução da fase de amido na mistura. A estabilidade térmica das misturas PP/TPS sofre um ligeiro aumento com a incorporação do agente compatibilizante. Os materiais obtidos podem ser utilizados em substituição ao PP.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The growing waste of plastics in the environment coupled with concerns about future oil shortages has increased interest in biodegradable polymers such as starch. In recent years, starch has been used in blends with different synthetic polymers. Such blends have been compatibilized by the use of compatibilizing agents of the copolymer type. In this study, the morphological, mechanical and thermal properties of polypropylene (PP)/thermoplastic starch (TPS) blends obtained in the presence of the compatibilizing agent (PP-g-MA) were evaluated. The thermoplastic starch was obtained in a single screw extruder with 20% (mass/mass) of glycerol used as plasticizer. PP/TPS blends were prepared by melt mixing in a co-rotating twin-screw extruder. The concentration of the compatibilizing agent was 3, 5 and 7% (mass/mass). The morphology of the blends was evaluated by scanning electron microscopy. The results showed a significant reduction of the dispersed starch phase with the addition of the PP-g-MA. The blends obtained in the presence of PP-g-MA showed a more homogeneous distribution of the starch phase in the PP matrix. The results obtained with the tensile tests showed that the elastic modulus of PP undergoes a slight increase with the addition of the starch and the compatibilizer. The tensile strength of the PP was not significantly affected. However, there was a significant decrease of the elongation at break with the incorporation of starch. The starch incorporated in the PP matrix led to a significant increase in the impact strength of the final material. However, with the addition of PP-g-MA to the PP/TPS blend, the impact strength falls. This result can be attributed to the reduction of the starch phase in the PP matrix. The thermal stability of the PP/TPS blends was slightly increased with the incorporation of the compatibilizing agent. The materials obtained can be used instead of PP.

Resumo em Português:

RESUMO As indústrias têxteis, durante o processo de tingimento, liberam uma grande quantidade de corantes na água. Além do seu efeito visual e seus impactos adversos em relação à fotossíntese e demanda química de oxigênio, muitos corantes sintéticos são tóxicos, recalcitrantes, mutagênicos e carcinogênicos. Dessa forma, novas alternativas de tratamento dos efluentes gerados, menos agressivas ao meio ambiente, de baixo custo e renováveis tem sido buscadas, como o uso de resíduos agroindustriais lignocelulósicos, como adsorventes de corantes. Neste estudo, cana-de-açúcar e fibras de coco foram estudadas quanto à capacidade de adsorver o corante Remazol Brilliant Blue BB e investigar os efeitos do tempo, pH, quantidade de material adsorvente e concentração de corante na adsorção do corante. O melhor tempo de adsorção foi de 24 h para fibra de coco e 12 h para fibra de cana-de-açúcar. Para ambas as fibras, o pH ótimo para a adsorção do corante foi 2, e o uso de 20 g L-1 de fibra foi o mais efetivo para remover 50-200 mg L-1 de Remazol Brilliant Blue BB, com porcentagens de adsorção acima 90,50% observados para ambas as fibras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The textile industries, during the dyeing process, release a large amount of dyes in the water. In addition to its visual effect and its adverse impacts on photosynthesis and chemical oxygen demand, many synthetic dyes are toxic, recalcitrant, mutagenic and carcinogenic. In this way, new alternatives of treatment of the generated effluents, less aggressive to the environment, of low cost and renewable have been sought, as the use of lignocellulosic agricultural residues, like dyes adsorbents. In this study, sugar cane and coconut fibers were studied for their ability to adsorb Remazol Brilliant Blue BB dye, and the effects of time, pH, amount of adsorbent material and dye concentration on dye adsorption were investigated. The optimal adsorption time was 24 h for coconut fiber and 12 h for sugar cane fiber. For both fibers, the optimal pH for the adsorption of dye was 2, and the use of 20 g L-1 of fiber was the most effective for removing 50-200 mg L-1 of Remazol Brilliant Blue BB, with adsorption percentages of above 90.50% observed for both fibers.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The increase in the technical and functional requirements of plastic items has led the development of multimaterials. To achieve a good performance in the adhesion of dissimilar materials, in this case, polypropylene and coconut fiber composites, it is fundamental to understand the phenomena related to the specific interface. This work aims to evaluate the adhesion force of different multi-materials, namely between overmolded polymer-coconut composites using the digital image correlation (DIC) technique. First, coconut fiber composites were prepared using three different coupling agents, then they were overmolded with polypropylene. The results show that coupling agents have a positive influence increasing the mechanical properties of such multi-materials under tensile stress. The Lagrange vectors obtained by DIC analysis identified higher stress concentration at the joint edges, where the occurrence of surface cracks led the samples to fail in the region close to the overlap.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Zirconia (ZrO2) dispersed aluminum alloy metal matrix composites produced by stir casting techniques. Using stir casting techniques, aluminium based composites with varying amounts of 3%, 6%, 9%, and 12% of zirconia by weight are fabricated. The prepared samples were subjected to physical, mechanical,tribiology and microstructure investigation. The extraordinary performance of Aluminium MMCs was the low density that obtained after alloying. Hardness and ductility were also increased when increase in Zirconia particle. Ultimate tensile strength, compressive strength and impact toughness were slightly increasing with the addition of zirconia particle. Microstructural characteristics shows that a homogeneous distribution of particles with reinforcement in casted composite. The investigations of the metallurgical characterization were carried using optical, scanning electron microscope, X-ray diffraction and Energy Dispersive Spectrometry (EDS) test to understand the metallurgical properties.

Resumo em Português:

RESUMO Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos poliméricos epoxídicos laminados a base de cortiça e microesferas ocas de vidro. Os compósitos laminados foram confeccionados manualmente e avaliados quanto às características morfológicas em microscópio eletrônico de varredura e a influência da incorporação das cargas foi avaliada por meio da densidade e da resistência à flexão. De um modo geral, foi observada boa dispersão tanto do pó de cortiça como das microesferas ocas de vidro nas camadas centrais do laminado, porém os núcleos a base de cortiça apresentaram melhor adesão à matriz. Foi observada ainda a redução na densidade de todos os compósitos com relação à matriz pura e que os módulos de flexão dos compósitos a base de cortiça e os com microesferas ocas de vidro, mesmo com valores próximos, foram superiores ao módulo de flexão do sistema epóxi puro. Compósitos laminados com núcleo com incorporação de cortiça poderão ser aplicados como alternativa onde houver a necessidade de redução de peso e também onde houver a expectativa de solicitações de flexão superiores às suportadas pela resina pura.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this work, epoxy polymer composites laminated with cork and hollow glass microspheres were developed. The laminated composites were manually made and evaluated for the morphological characteristics of the scanning electron microscope and the influence of the incorporation of the fillers was evaluated by means of density and flexural strength. In general, good dispersion of both the cork powder and the hollow glass microspheres was observed in the central layers of the sheet, but the cork-based cores presented better adhesion to the matrix. It was also observed the reduction in the density of all the composites with respect to the pure matrix and that the flexural modulus of cork-based composites and those with hollow microspheres of glass, even with close values, were superior to modulus of bending of the pure epoxy system. Core laminates with cork incorporation may be applied as an alternative where weight reduction is required and also where there is the expectation of bending stresses higher than those supported by the pure resin.

Resumo em Português:

RESUMO A disponibilidade de novos materiais, processos e equipamentos sempre traz perspectivas favoráveis ao mercado. A busca por processos alternativos e pela redução do custo da obtenção de precursores de materiais de alto desempenho tem se tornado primordial para o desenvolvimento do setor industrial de produtos com valores mais acessíveis, visando suprir a demanda de fibras de carbono de uso geral em um mercado que vem apresentando contínua expansão. As fibras de poliacrilonitrila (PAN) obtidas pelo processo de extrusão mostra potencial na redução de custo como precursor de fibras de carbono, em relação ao processo via fiação a úmido utilizado atualmente. Essa tecnologia inovadora permite a fiação por fusão da PAN empregando a glicerina (proveniente da produção do biodiesel) como seu principal plastificante, e dispensando o emprego de solventes altamente tóxicos. Assim sendo, o presente trabalho visou obter copolímeros de PAN que fossem adequados ao processo de fiação por extrusão convencional. Para tanto, foi utilizado para a obtenção dos copolímeros de PAN o processo de polimerização em suspensão aquosa e a caracterização foi realizada por meio da técnica de Cromatografia de Permeação em Gel (GPC). Os resultados mostraram que a técnica de GPC foi apropriada para determinar as propriedades moleculares dos copolímeros de PAN e que o comonômero estireno (ES) foi adequado para a polimerização, gerando copolímeros de PAN-co-ES com Mn > 40.000 g/mol e Mw > 130.000 g/mol.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The availability of new materials, processes and equipment always brings favorable perspectives to the market. The search for alternative processes and the precursor production cost reduction of high performance materials has become essential for the development of the industrial activity to produce the general purpose carbon fiber to supply the continuously expanding domestic market. The extrusion process of PAN fibers shows potential of cost reduction as it is a precursor of carbon fibers, in relation to the wet spinning method used up to now. This innovative technology enables spinning by melting PAN using glycerin (from biodiesel production) as the primary plasticizer, dispensing the use of highly toxic solvents. Thus, the present work aimed to obtain PAN copolymers that are suitable for the conventional extrusion spinning process. Therefore, PAN copolymer was copolymerized by aqueous suspension and the characterization was performed by Gel Permeation Chromatography (GPC) analysis. The results showed that GPC technique was suitable for determining of the PAN copolymers molecular properties and that styrene monomer was suitable for polymerization, generating PAN-co-ES copolymers with Mn > 40,000 g / mol and Mw > 130,000 g / mol.

Resumo em Português:

RESUMO As madeiras de Pinus apresentam características indesejáveis às quais podem ser atenuadas com a aplicação de tratamentos, no qual é destacado a furfurilação. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da impregnação de álcool furfurílico nas propriedades físicas e mecânicas da madeira de Pinus elliottii. Para tanto, foram utilizados 4 tratamentos: controle e com diferentes cargas de álcool furfurílico (10%, 25% e 50%). Determinaram-se às propriedades tecnológicas conforme descrito nas normas ASTM D 2395-17 (2017) e ASTM D 143-94 (2014). Verificou-se que para as propriedades mecânicas, a resistência à compressão paralela às fibras, em que o parâmetro MOE teve um acréscimo significativo para todos os tratamentos em relação ao grupo controle, em destaque especial para o tratamento (TF25%), para o MOR obteve-se valores superiores, porém sem diferenças significativas. Em relação a dureza Janka, a tensão máxima no plano anatômico transversal, constatou-se valores superiores se comparados ao controle, com destaque o tratamento (TF50%), o qual demonstrou maiores valores com diferença significativa. Para o plano tangencial não foram constatadas diferenças significativas, se mantendo praticamente constantes os valores médios entre os tratamentos e o controle. Para flexão estática, MOR e MOE, não se observaram diferenças significativas, sendo essas propriedades analisadas com testes ANOVA com significância de 5%. Com isso pode-se concluir que a impregnação com álcool furfurílico foi eficaz, devido às melhorias de desempenho mecânico observado. Visto o potencial da furfurilação empregada na madeira com base nestes resultados, sugere-se mais pesquisar neste campo de modo a fomentar maiores informações sobre a utilização deste tratamento em madeira.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Pinus wood presents undesirable characteristics that can be attenuated with the application of treatments, in which the furfurylation is highlighted. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of impregnation of furfuryl alcohol on the physical and mechanical properties of Pinus elliottii wood. For this, 4 treatments were used: control and with different loads of furfuryl alcohol (10%, 25% and 50%). The properties were determined as described in ASTM D 2395-17 (2017) and ASTM D 143-94 (2014). It was verified that, for the mechanical properties, the compression resistance parallel to the fibers, in which the MOE parameter had a significant increase for all the treatments in relation to the control group, especially for treatment (TF25%), for the MOR, higher values were obtained, but without significant differences. Regarding Janka hardness, the maximum tension in the transverse anatomical plane, higher values were observed when compared to the control, with emphasis on treatment (TF50%), which showed higher values with significant difference. For the tangential plane, no significant differences were observed, maintaining the average values between the treatments and the control practically constant. For static flexion, MOR and MOE, no significant differences were observed, these properties being analyzed with ANOVA tests with significance of 5%. With this it can be concluded that the impregnation with furfuryl alcohol was effective, due to improvements in mechanical de-performance observed. Considering the potential of furfurylation employed in wood based on these results, it is suggested to do more research in this field in order to promote more information on the use of this wood treatment.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A purification procedure of polymethacrylamide (PMAm) based on the urea feature of being a powerful Hbond breaker is proposed here. Polymethacrylamide was synthesized in water and the final product presents itself as an insoluble gel what is an obstacle to purification. This physical gel, kept together by numerous interchain H-bonds between amide groups in the polymer, is dismantle by a urea solution (4 mol.L-1) making the polymer soluble. Methanol is then used to precipitate the polymer, keeping urea, water and methacrylamide in the methanolic phase. FTIR, TGA, GPC and HPLC were used to characterize the final product and to prove the efficiency and convenience of this method. The procedure proposed here has presented a good recovery of the polymer and can be considered more convenient, less time-consuming and efficient than others such as dialysis.

Resumo em Português:

RESUMO O processo de retificação possui como características o bom acabamento superficial e alta precisão dimensional e geométrica. Assim, peças usinadas por este processo possuem um alto valor agregado por se tratar de um processo de acabamento que é comumente realizado nas últimas etapas da fabricação. Um fator limitador do processo de retificação é a quantidade de calor gerada, a qual é minimizada pela aplicação de fluidos de corte. Os fluidos utilizados, na maior parte dos casos são poluentes e contém substâncias que são nocivas à saúde e ao meio ambiente, além do mesmo possuir um alto custo de compra, manutenção e descarte. Visando reduzir a quantidade de fluido utilizada durante o processo de retificação, o presente trabalho foi desenvolvido. O seu principal objetivo é melhorar a técnica da mínima quantidade de lubrificação através da aplicação combinada com ar comprimido a baixa temperatura. Esta aplicação visa aumentar o efeito de refrigeração e assim minimizar a geração de calor na região de corte. Para avaliar a eficácia da técnica foram analisados os parâmetros de rugosidade, circularidade, desgaste do rebolo e potência consumida durante a usinagem. Estes valores foram medidos para três métodos distintos de aplicação de fluidos de corte durante o processo de retificação, a fim de compará-los. A técnica de lubri-refrigeração convencional obteve melhores resultados para os parâmetros analisados, ficando a técnica de CAMQL (mínima quantidade de fluido combinado com a aplicação de ar comprimido resfriado) com resultados intermediários e a técnica de MQL (mínima quantidade de lubrificação) com os piores resultados obtidos em todos os parâmetros. A técnica proposta de redução de quantidade de fluido utilizada atingiu, em geral, resultados positivos, provando a viabilidade da mesma para a retificação do aço AISI 4340 utilizando rebolo de CBN, o Nitreto Cúbico de Boro, um superabrasivo com capacidade de corte inferior apenas ao diamante.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The grinding process provides us with good surface finish and good dimensional and geometric precision. Also, ground pieces have a high added value due to this process being a finishing one and is commonly carried out in the last stages of manufacture. A limiting factor for grinding is the great amount of heat generated, which is better removed from the cutting zone by the application of cutting fluids. The fluid used, in most of cases, are pollutants and contain substances that are harmful both to workers and environment, besides having a high cost of purchase, maintenance and disposal. In order to reduce the amount of fluid used during grinding, the present work was developed. Its main objective is to improve the technique of minimum quantity of lubrication (MQL) by combining it with the application of compressed cold air. This aims to increase the cooling effect and yet minimize the heat concentration in the cutting zone. To evaluate the effectiveness of the technique, the parameters of roughness, circularity, grinding wheel wear and power consumption during machining were analyzed. These values were measured for three different methods of application of cutting fluids during grinding to compare. The conventional flood application obtained the best results for the parameters analyzed while CAMQL (cold air minimum quantity lubrication) presents intermediate results and MQL (minimum quantity lubrication) the worst results obtained in all analyzed parameters. The proposed technique of reducing the amount of fluid used has generally been positive, proving its feasibility for the grinding of AISI 4340 steel using CBN grinding wheel with CBN being Cubic Boron Nitride, a superabrasive material.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho teve como finalidade avaliar a influência do tamanho médio dos grãos na susceptibilidade à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L, cujo material é bastante utilizado em juntas soldadas, em temperatura ambiente e em baixíssimas temperaturas (condições criogênicas) por apresentar excelente resistência à corrosão e boa ductilidade. Para tanto, amostras foram simuladas termicamente em uma Gleeble 3800 nas temperaturas de 900 °C e 1200 °C sob o tempo de permanência de 0, 5, 20 e 100 segundos, controlando a taxa de resfriamento para em torno de 20 ºC/s e sendo em seguida submetidas à análise de metalografia e de corrosão por técnicas eletroquímicas de polarização linear, usando uma solução de 3,5% de cloreto de sódio (NaCl). Além disso, foram realizados ensaios por análise de Raios-x nas amostras de maior e menor susceptibilidade à corrosão para verificação microestrutural. Os resultados mostraram que as amostras submetidas a 1200 ºC apresentaram um aumento no tamanho médio dos grãos em relação às amostras de 900 ºC, tendo uma menor susceptibilidade à corrosão, exceto para a condição de 1200 ºC a 100 s. Entretanto nas amostras com 1200 ºC a 100 s foram constatados carbonetos por análise de Raios-x e por fim, foi observado o fenômeno de corrosão por pite em todas as amostras.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The purpose of this work was to evaluate the influence of the average grain size on the corrosion susceptibility of AISI 316L austenitic stainless steel, which is widely used in welded joints, at room temperature and at very low temperatures (cryogenic conditions) because it has excellent corrosion resistance and good ductility. For this, samples were thermally simulated on a Gleeble 3800 at temperatures of 900°C and 1200°C under the residence time of 0, 5, 20 and 100 seconds, controlling the cooling rate to around 20°C/s followed by metallography and corrosion analysis using linear polarization electrochemical techniques using a solution of 3,5% sodium chloride (NaCl). In addition, tests were performed by x-ray analysis on samples of greater and lesser susceptibility to corrosion for microstructural verification. The results showed that the samples submitted to 1200ºC presented a bigger increase in the average grain size in relation to the samples of 900ºC, having a lower susceptibility to corrosion, except for the condition of 1200ºC to 100s. However in the samples with 1200ºC to 100s, carbides were detected by X-ray analysis and finally, the corrosion phenomena were observed by pitting in all samples.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Friction between the interface workpiece and tooling has considerable importance in sheet metal forming operations; an accurate description of the friction is necessary to analyze and design new workpieces and tooling. This work suggests a methodology to determine and evaluate the mean coefficient of friction (COF) using the Finite Element Method (FEM) through Dynaform for the aluminum alloy AA1100. The results indicate that this methodology is consistent with reality. It is also observed that the software tends to diverge from the measured results because the software considers the COF to be constant along the process. Despite this trend, the greatest distance between the maximum drawing force given by the measurement and the numeric simulation was not high: it was approximately 6%. Workpiece strain measurements were collected to compare with the numerical simulation results, and it was observed that they are generally in agreement.

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RESUMO A indústria automobilística vem investindo em novos processos de fabricação que melhoram a produtividade sem perda da qualidade. Entretanto, a presença de tensões residuais, geradas em todos os processos de fabricação, constitui um dos grandes problemas encontrados na indústria metal mecânica, pois estas podem se somar às tensões de carregamento externo e causar falhas catastróficas em equipamentos e componentes. Sendo a soldagem um dos processos de fabricação mais utilizados atualmente, é necessário entender como os parâmetros de soldagem impactam na natureza e magnitude das tensões residuais geradas. Em alguns processos de soldagem são utilizados gases de proteção, que podem influenciar a condutividade do arco elétrico e, consequentemente, afetar o comportamento das tensões residuais nas juntas soldadas. Neste trabalho foi realizado um estudo experimental sobre a influência do percentual de CO2 dos gases de proteção com base em argônio, nas tensões residuais geradas em juntas de aço avançado de alta resistência DP600, soldadas pelo processo GMAW (amplamente utilizado na indústria automobilística). As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X, pelo método do sen2ψ. A avaliação microestrutural foi realizada através de microscopia óptica. Os resultados mostraram que as tensões residuais têm natureza trativa, da ordem de 120 MPa, em todas amostras que utilizaram gás de proteção com menor percentual de CO2.

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ABSTRACT The automotive industry has been investing in new manufacturing processes that improve productivity without loss of quality. However, the presence of residual stress (RS), generated in all manufacturing processes, is one of the major problems encountered in the metalworking industry, since these can add up to external loading stresses and cause catastrophic failures in equipment and components. Since welding is one of the most widely used manufacturing processes, it is necessary to know how the welding parameters impact on the nature and magnitude of the residual stresses generated. The shielding gases are used in some welding processes and can be influence the conductivity of the electric arc, which can be affected the residual stresses behavior in the welded joints. In this work an experimental study was carried out about the influence of the percentage of CO2 on the argon-based shielding gases in the residual stresses generated on joints of high strength steel DP600 welded by GMAW process (widely used in the automotive industry). The residual stresses were measured by X-ray diffraction by the sin2ψ method. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) was made. The results showed that the residual stresses have a tensile nature, of the order of 120 MPa, in all samples, which used shielding gas with a lower percentage of CO2.

Resumo em Português:

RESUMO Blindagens balísticas são projetadas a resistir determinadas ameaças, que dependem da aplicação. Estas ameaças podem ser geradas por projéteis de armas de fogo ou estilhaços provenientes de explosões com diferentes energias cinéticas. Os materiais normalmente utilizados para este propósito são metálicos, não metálicos e compósitos, sendo seu desempenho avaliado por ensaios dinâmicos, tais como o realizado na Barra Hopkinson de Pressão e os balísticos no nível de proteção pretendido. Entretanto, o material pode ser previamente avaliado por ensaios mecânicos tradicionais, como por exemplo, ensaio de impacto e de dureza superficial, classificando-o como material passível de ser usado em proteção balística. Além disto, no processo de fabricação em série de viaturas militares de combate, o controle de qualidade dos materiais utilizados pode ser realizado através dos ensaios mecânicos citados, indicando se este atende os requisitos estabelecidos. Devido sua relação custo/resistência balística, o aço ainda é o material mais utilizado na confecção de viaturas de combate. Algumas normas internacionais indicam as propriedades mecânicas mínimas, necessárias a uma determinada ameaça, que o material deve possuir para assegurar o seu desempenho balístico. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar a adequabilidade de um aço de alta dureza, produzido por siderúrgicas Brasileiras, proposto para a fabricação de viaturas militares com nível de proteção até a munição 7,62 mm, através do ensaio de impacto, dureza e dobramento segundo o estabelecido na norma MIL-DTL-46100E. A análise da superfície de fratura, das amostras ensaiadas por impacto Charpy, foi realizada com o objetivo de correlacionar as propriedades mecânicas do material com o modo de fratura dos mesmos. Os resultados obtidos e as caracterizações da superfície de fratura sugerem que este aço não possui o comportamento mecânico adequado para o uso em viaturas de combate, porém sendo necessária a comprovação através do ensaio balístico.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Ballistic armors are designed to resist specific threats, which depend on the application. These threats can be generated by firearm projectiles or fragments from explosions with different kinetic energies. The materials usually used for this purpose are metallic, nonmetallic and composite, being evaluated by dynamic tests, such as the Hopkinson Pressure Bar and the ballistic ones at the desired level of protection. However, the material can be previously evaluated by traditional mechanical tests, such as impact and surface hardness tests, classifying it as a material that can be used in ballistic protection. Also, during of serial production of military combat vehicles, the quality control of the applied material can be done by mechanical tests like the mentioned above to verify compliance with the established requirements. Due to its cost / ballistic resistance ratio, steel is still the most used material to produce of combat vehicles. There are international standards that show the minimum mechanical properties that a steel need to get specific ballistic protection. The objective of this work was to evaluate the compliance of a high hardness steel, produced by Brazilian steel company, proposed for the production of military vehicles with protection level up to ammunition 7.62 mm, through the impact, hardness and bending tests with the MIL-DTL-46100E. The analysis of the fracture surface of the samples tested by Charpy impact was carried out to correlate the mechanical properties of the material with the fracture mode. The results obtained and the characterization of the fracture surface suggest that the studied steel does not have the mechanical behavior suitable for the use in combat vehicles, been necessary to prove it through the ballistic test.

Resumo em Português:

RESUMO No presente trabalho procurou-se compreender os fenômenos associados à usinagem do aço ABNT 4340 utilizando ferramentas de corte de metal duro e cermet, ambas com geometria do quebra-cavaco para usinagem leve (LP) e média (MP). Nesse sentido, analisou-se a influência da variação do avanço, quebracavaco e o material da ferramenta de corte nos parâmetros de resposta do processo, força de corte, rugosidade, forma do cavaco e análise das superfícies de saída e de folga dos insertos durante a operação de torneamento. Inicialmente, um planejamento fatorial completo 23 foi empregado para análise da força de corte e rugosidade. Em relação à análise da força de corte, a análise de variância (ANOVA) indicou que o material da ferramenta de corte e o avanço afetaram significativamente a força de corte, sendo os menores valores alcançados com a ferramenta de corte cermet e o menor nível de avanço. Quanto à rugosidade Rq, diferentes níveis de materiais de ferramenta ou quebra-cavacos não foram suficientes para alterar significativamente o valor de Rq. Em relação ao cavaco, o avanço e o tipo de quebra-cavaco influenciaram na sua forma. Como última análise, para os parâmetros de corte estabelecidos e percurso de corte, não foi possível identificar desgaste nas ferramentas de corte, no entanto, a análise por EDS apontou a adesão de material nas superfícies de folga e de saída para ambas ferramentas avaliadas.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In the present work the aim was to understand the phenomena associated with the machining of ABNT 4340 steel using carbide and cermet cutting tools, both with chipper geometry for light (LP) and medium machining (MP). In this sense, the influence of the variation of the feed rate, the chip breaker and the cutting tool material on the parameters of process response, shear force, shear strength, chip form and analysis of the outlet and gap surfaces of the inserts during the turning operation. Initially, a complete factorial design 23 was used for analysis of shear strength and roughness. In relation to the shear force analysis, the analysis of variance (ANOVA) indicated that the cutting tool material and the feed significantly affected the cutting force, the lowest values being obtained with the cermet cutting tool and the lowest level of advancement. As for Rq roughness, different levels of tool materials or chip breakers were not sufficient to significantly alter the value of Rq. In relation to the chip, the advance and the type of chipbreaker influenced its shape. As a last analysis, it was not possible to identify wear on the cutting tools, for the established cutting parameters and cut path, however, the EDS analysis pointed to the adhesion of material to the clearance and exit surfaces for both tools evaluated.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The use of Ti-Ni memory alloys covers several fields of application such as medicine, dentistry, actuators, sensors among others. Because of the thermomechanical behavior of these materials, they are an object of continuous studies and their properties are related to the occurrence of thermoelastic martensitic phase transformations. The thermal analyzes were performed using dilatometry and differential scanning calorimetry to determine the temperatures that occurred transformations during the cooling and heating, as well as to evaluate the influence of the thermal treatments performed by dilatometry. The thermomechanical behavior was also evaluated by the internal friction that measured behavior damping considering the structural and microstructural changes. The calorimetry measurements indicated suppression of the R phase through decomposition of precipitates of Ti3N4after the thermal treatments, that were corroborated by dilatometry and microhardness. This phase was also studied by the technique of internal friction, which showed that the mechanical damping coefficient increased as a function of temperature, due to the movement of the defects induced by tension.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Rolling and recrystallization of pure zirconium and zircaloy-4 have been studied comparatively in this paper. For the as-received condition, zirconium presented a recrystallized microstructure and the alloy a typical basketweave microstructure. Comparative rolling tests were performed, and reduction limit curves as a function of the rolling temperature were determined. At room temperature, pure Zr shows substantial plasticity and the alloy presents low ductility and many cracks. The ductility of both materials increases significantly with an increase in rolling temperature at the range between 300 and 500ºC. In static recrystallization studies, samples of the two materials with similar recrystallized grain size were cold-rolled with a thickness reduction of 55%. During annealing, pure Zr and the alloy soften by recovery and recrystallization, however the relative contribution of recovery is lesser pronounced in the alloy, for which the recrystallization temperature increases by about 60°C.

Resumo em Português:

RESUMO Este trabalho tem como objetivo analisar o processo de tixoforjamento em prensa excêntrica das ligas aeronáuticas AA7004 e AA7075 e compreender o comportamento do material semissólido durante o preenchimento da matriz através de análises microestruturais. As ligas foram submetidas a tratamentos térmicos de globularização pelo tempo de 210 s e fração líquida de 55% e na sequência tixoforjadas. As temperaturas de trabalho foram determinadas via ensaios de DSC (differential scanning calorimetry). O tratamento térmico de globularização tem como objetivo efetuar a globularização parcial ou total das ligas, permitindo analisar a evolução microestrutural. A força máxima aplicada no ensaio de tixoforjamento foi de aproximadamente 500 kg, sendo que a capacidade da prensa excêntrica segundo seu fabricante é de 25 toneladas, demonstrando que a carga utilizada para a realização dos ensaios foi irrisória em comparação com a capacidade do equipamento. O produto final apresentou total preenchimento da matriz e qualidade dimensional. A região localizada no centro da peça, onde ocorreu a maior deformação apresentou grãos deformados e menores em relação às outras regiões, a saber, a liga AA7004 apresentou tamanho de grãos de 142 µm e a liga AA7075 apresentou tamanho de grãos de 105 µm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this work was to analyze the thixoforging process in an eccentric press of the AA7004 and AA7075 aeronautical alloys and to understand the behavior of the semisolid material during the filling of the die through microstructural analysis. The alloys were subjected to globularization heat treatments for 210 seconds and liquid fraction of 55% and in the sequence thixoforged. Working temperatures were determined via DSC tests (differential scanning calorimetry). The globularization heat treatments aim to effect the partial or total globularization of the alloys, allowing the analysis of microstructural evolution. The maximum force applied in the thixoforging process was approximately 500 kg, and the capacity of the eccentric press according to its manufacturer is 25 tons, demonstrating that the force used to perform the tests was negligible compared of the capacity of the equipment. The thixoforged final product presented total filling of the die and dimensional quality. The part in the center of the final product, where the biggest deformation occurred, presented deformed and smaller grains in relation to the other parts, namely the AA7004 alloy presented a grain size of 142 µm and the AA7075 alloy presented a grain size of 105 µm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The effects of quenching process on microstructure and hardness of High-Boron High-Speed Steel (HB-HSS) containing 0.4%C-6.0%Cr-4.0%Mo-1.0%V-1.0%Si-0.5Mn-x%B-y%Al (x=1.0, 1.5, 2.0, y=1.0, 2.0, 3.0) were investigated by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Rockwell hardness tester. The experimental results indicate that the quenching microstructure of HB-HSS consists of α-Fe, M2(B, C), M7(B, C)3 and a few of M23(C, B)6 。With the increase of quenching temperature, the net structure of borocarbides is damaged and the borocarbides are evenly distributed in the matrix. When the quenching temperature is 1050 °C, the Rockwell hardness of HB-HSS increases with the increase of boron content. The Rockwell hardness of HB-HSS decreases with the increase of aluminum content. When the quenching temperature is 1050 °C, the aluminum content is 1.0% and boron content is 1.0%-2.0%, the combination of the microstructure and the hardness of HB-HSS is the best.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN El presente trabajo reporta el efecto de la concentración (0,60-0,98 µM) de ácido ascórbico sobre la razón de aspecto (RA) de nanorods de oro con bandas de plasmón longitudinal (PL) en el infrarrojo cercano (958 – 1085 nm), crecidos por ruta química mediado por semillas. Como agente precursor se usó ácido cloroáurico tri-hidratado (HAuCl4.3H2O) obtenido a partir de oro metálico de alta pureza (99.99%) disuelto agua regia. Como agentes surfactantes fueron utilizados cloruro de bencildimetilhexadecilamonio (BDAC) y bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) a una razón molar de 0,75 (BDAC/CTAB). Imágenes por microscopia electrónica de barrido implementado con un detector de electrones transmitidos y los espectros de absorción, revelaron que la RA se alcanza un máximo de 7,3 y una banda de PL de 1085 nm para una concentración crítica de ácido ascórbico de 0,75 µM, equivalente a una razón molar de AA/Au3+ de 1,5. Mayor incremento de ácido ascórbico hasta 0,98 µM, la RA disminuye hasta 6 y consecuentemente, su banda de PL disminuye hasta 958 nm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The present work reports the ascorbic acid effect (0,60-0,98 µM) on the aspect ratio (AR) of gold nanorods with bands of longitudinal plasmon (LP) in the near infrared (958 -1085 nm), grown by seed-mediated chemical route. Cloroauric acid-1mM as precursor agent was used, obtained from a stock solution prepared by dissolving metallic gold (99,99%) in aqua regia. Benzyldimethylhexadecylammonium chloride (BDAC) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) at molar ratio 0,75 (BDAC/CTAB) as surfactants were used. Scanning electron microscopy images implemented with a transmitted electron detector and absorption spectra revealed that the AR reaches a maximum of 7,3 and a band of PL of 1085 nm for a critical concentration of ascorbic acid of 0,68 µM, equivalent to a molar AA/Au3+ of 1,5. As ascorbic acid increase to 0,98 µM, the AR decreases up to 6 and consequently, its PL band decreases up to 958 nm.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This work studies the high temperature corrosion behavior of new heat-resistant steel with salt coating method of 75%Na2SO4+25%NaCl coating on the steel surface at 700ºC. The chemical composition of corrosion products and surface morphology of the corrosion layer were analyzed using X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and investigate the effect of Cu content on high temperature corrosion behavior of heat resistant steel. The results show that the thermal corrosion kinetics curve of tested steel follows the parabolic law and the surface is composed of Fe2O3 and FeCr2O4. The corrosion layer were divided into two layers, the outer layer was loose and porous while the inner layer was dense and continuous. The structure of the oxide film consists of various protective oxide films; with increasing of Cu content, the high-temperature corrosion resistance of heat-resistant steel was improved and the thickness of the corrosion layer was decreased which led to improving the bonding strength between the inner layer and the matrix. The results of EDS analysis shows that Cu elements can promote the outward diffusion of Cr elements to oxidation of the steel to form a Cr2O3 protective oxide film for preventing the diffusion of chlorine elements, oxygen elements into the interior toward the steel with slow down the process of "activation oxidation", reduce the sensitivity of intergranular corrosion and achieve the function of protecting materials.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT In this paper, the aim was to determine if ASC91 (9 % Al, 1 % Cu) could be replaced with ASC73 (7 % Al, 3 % Cu) aluminium alloy, with presumably improved machinability due to lower silicon content (9 to 7 %) and retained mechanical properties due to a higher copper content (1 to 3 %). The test samples were excised from cylinder heads produced by the lost-foam casting technique in industrial conditions. The tensile properties (proof strength, ultimate tensile strength, elongation and modulus of elasticity), fatigue performance, microstructure and machinability of two as-cast aluminium alloys were examined. The results of the fatigue tests were statistically analyzed using the stair-case method described in the UNI 3964 standard. Tensile properties of the ASC91 were higher, while fatigue properties were higher in the ASC73 alloy. The resultant force was lower for the ASC73, while roughness was lower for the ASC73 alloy, if the feed per tooth is higher than 0.21 mm/t. Two main factors that influence such behaviour are the amount of eutectic silicon and the α-solid solution adhesion to the cutting tool.

Resumo em Português:

RESUMO Silanos são compostos organo funcionais utilizados como agentes de acoplamentos entre interfaces orgânicoinorgânicas, com boas propriedades de adesão. Por esta razão, o uso de silanos como pré-tratamento para aços, vem ganhando espaço já que também são geradores de resíduos de menor toxidade ao meio ambiente e à saúde humana. Para melhorar a barreira de proteção do filme de silano e conferir propriedades de autorreparação, esses filmes podem ser modificados com íons cério. Assim, esse trabalho tem como objetivo avaliar a resistência à corrosão do filme de silanoviniltrimetoxisilano (VTMOS) modificado com íons Ce(III) ou íons Ce(IV) aplicado em aço carbono, utilizando a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), técnica de varredura por eletrodo vibratório (Scanning Vibrating Electrode Technique -SVET), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transformada de Fourier de espectroscopia na região do infravermelho (Fourier Transform Infrared Spectroscopy -FTIR). Os resultados mostraram que os filmes com adição de íons Ce(IV) apresentaram uma melhor resistência à corrosão se comparados aos filmes com íons Ce(III), isto porque o filme formado com a adição de íons Ce(IV) mostrou um melhor efeito barreira devido à uma maior reticulação do filme.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Silanes are organo functional compounds used as coupling agents between organic-inorganic interfaces, with good adhesion properties. For this reason, the use of silanes as pre-treatment for carbon steel is becoming more and more applicable , since they are also generators of less toxicity residues to the environmental and human health. In order to improve the barrier protection of the silane film and confer self-healing properties, these films can be modified by addition of cerium ions. Thus, these work aims to evaluate the corrosion resistance of vinythrimethoxysilane (VTMOS) film modified with Ce(III) ions or Ce(IV) ions for carbon steel, using the electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning vibrating electrode technique (SVET), scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results show that Ce(IV) ions addition improved better corrosion resistance than the films with Ce(III) ions. The higher barrier effect is since the film formed in the presence of Ce(IV) ions is better reticulated.

Resumo em Português:

RESUMO A superliga de níquel GTD111 é comumente utilizada na fabricação de pás de turbinas a gás, destinadas a geração de energia e aplicações aeronáuticas. O presente estudo investiga o comportamento desta superliga “como fornecida” pelo fabricante e previamente tratada termicamente à fim de diminuir o tamanho de γ’ e transformá-lo de morfologia esferoidal para cuboide. As amostras foram envelhecidas em laboratório e por fim submetidas ao tratamento térmico de rejuvenescimento com o objetivo de recuperar a microestrutura degradada. Para cada condição foi avaliada a microdureza, tamanho e percentual de γ’, através de microscopia eletrônica de varredura. Para a etapa de envelhecimento é apresentado um estudo da taxa de coalescimento medida à partir dos resultados de laboratório e a taxa calculada com base na teoria do coalescimento de γ’. São apresentadas as duas equações que descrevem a cinética de coalescimento de γ’ deste estudo e realizado um comparativo com outros autores que estudaram a mesma superliga. Os resultados mostraram que as amostras com tratamento térmico de rejuvenescimento prévio têm menor taxa de coalescimento quando comparadas ao estado inicial proveniente do processo de fundição da pá.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The nickel-based superalloy GTD111 is commonly used in the manufacture of gas turbines blades, for applications in power generation and aeronautics. The present study investigates this superalloys’s behavior “as provided” from the manufacturer and previously heat treated for γ’ size reduction and morphology changing from spheroidal to cuboid. The samples were aged in laboratory and then submitted to the rejuvenation heat treatment with the objective of recovering the degraded microstructure. For each condition, microhardness, γ’ size and percentage were evaluated using scanning electron microscopy. For the aging stage a study of γ’ coarsening rate measured from experimental results and the calculated rate from γ’ coarsening theory is presented. Two equations that describe the γ’ coarsening kinetics of this study are presented and compared with equations from others authors that studied the same superalloy. The results showed that samples previously heat treated (rejuvenated) have lower coarsening rate when compared to the initial state provided from the blade casting process.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Duplex stainless steels (DSS) are alloys with binary microstructure consisting of ferrite (δ) and austenite (γ), combining high mechanical properties and corrosion resistance by pitting and stress corrosion, due to the two phases austenite/ferrite. However, the formation of secondary and intermetallic phases, during solidification processes, heat treatment or welding in duplex steels tend to cause the degradation of its main properties. The present study aim to investigate the corrosion behaviour of UNS S82441 aged at 850°C for 30, 300 and 3000 minutes, due to the formation of sigma phase. Corrosion resistance evaluation was performed by means of stress corrosion testing, potenciodinamic polarization and mass loss. The microstructural characterization and morphology confirmed the presence of sigma phase in the UNS S82441 duplex stainless steel, and that the amount of this phase increases with the time of heat treatment of aging. The aging time influences negatively the corrosion resistance of this steel, with a gradual drop of up to 50% on passivation regime for the condition of aging at 850°C for 3000 minutes.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The pure copper wires were wiredrawn at cryogenic and room temperatures. After deformation they presented important and significant differences in their crystallographic textures and microstructures. Therefore, this study aimed to investigate the evolution of crystallographic texture of pure copper drawn at temperatures of 295 K and 77 K and correlated them to the deformation micromechanisms. For this, the X ray diffraction (XRD) and electron backscattered diffraction (EBSD) techniques were used. The results showed that, after the deformation, the samples drawn at both temperatures showed Copper {112}<111>, X {110}<111> and Brass {110}<112> components as the most intense. In samples drawn at cryogenic temperature there was also observed the appearance of a R{124}<211> component, typical of recrystallization and the presence of the γ fiber {111}<uvw>, typical of deformation twin.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT This study aims to investigate the effect of lime addition in cement mortar on corrosion resistance of carbon and galvanized steel reinforcements. Mixed mortars were studied containing three contents of lime (6.7, 13.3, and 26.3 wt.%). The water retention, incorporated air, and compression strength of reinforced mortars were determined. Immersion tests were performed using the reinforced mortars consisting of 12 cycles of immersion in a solution of 3.5% (wt./v) sodium chloride and drying in a stove at 60oC. Electrochemical impedance spectroscopy was used to monitoring reinforcement corrosion after cyclic tests. These measurements were repeated after 36 months of the cyclic immersion testing. After the cyclic immersion tests in a saline solution, the polarization resistance of carbon and galvanized steel reinforcement increased as the lime content in mortar increased, demonstrating the protective effect of lime. After 36 months, the polarization resistance of steels in mixed mortars with the highest lime content was the lowest. For the carbon and galvanized steel in cement and mixed mortars, the polarization resistance increased after 36 months of the cyclic test.

Resumo em Português:

RESUMO A fabricação do aço é um processo que requer enormes quantidades de recursos, como por exemplo combustíveis, minério de ferro, carvão, entre outros. Com a crescente preocupação com o meio ambiente, seja pelas cargas ambientais ou pelo aquecimento global, cresce também a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis. Portanto, para as indústrias do aço, torna-se importantíssima a conservação de energia, de forma que a recuperação de calor ganhe destaque. Este trabalho descreve a utilização de um conjunto Thermoelectric Generator (TEG) na recuperação de energia residual. Os módulos TEG, feitos de óxido de manganês e óxido de cálcio, convertem diretamente o calor das placas de aço 1045, ao final do processo de lingotamento contínuo, em energia elétrica. Cada módulo quadrado (lados de 64,5mm e espessura de 8,5mm) gera 12,3W quando a temperatura do lado quente é de 800⁰C e a do lado frio é de 50⁰C. Neste trabalho foi estimada a quantidade de energia possível de recuperar por este conjunto TEG. Para tanto, foram utilizadas simulações matemáticas e métodos de ajuste, avaliando assim os efeitos da temperatura, tempo e da espessura na geração de energia pelo conjunto TEG. Considerando o lingotamento contínuo de placas com 400 mm de espessura e 1050 ⁰ de temperatura, lingotada a uma velocidade de 0,3 m/min, foi estimado um fornecimento de energia elétrica capaz de abastecer 23 residências brasileiras de acordo com a média nacional de consumo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Steel manufacturing is a process that requires large investments in fuels, iron ore, coal, among others. As such, global concerns related to environment preservation increases. As a consequence, alternative technologies may emerge as adequate management platforms of the available resources. For steel industry the conservation of energy has a prime importance, making heat recovery a hot topic. This research work describes the use of a set of Thermoelectric Generator (TEG) in order to recover residual energy during continuous casting operations. The TEG modules are constituted by manganese and calcium oxides, which are able to convert heat from the 1045 carbon steel plates in the end of continuous casting process into electrical energy. Each square module measures 64.5 mm of side and 8.5mm of thickness, being able to generate 12.3W if hot side temperature is at 800ºC and cold side at 50ºC. In the present contribution, estimations of quantity of recovered energy are shown. Thermal simulations using the software Deform as well as fitting methods have been implemented and incorporated to each other so that the effects of temperature, time and plate thickness could be examined. Considering a plate of 1045 steel with 400 mm of thickness and temperature of 1050ºC, continuous casted at 0.3 m/min, it was estimated a recovered energy equivalent to the consumption of electrical energy of 23 average Brazilian residences was estimated.

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RESUMO Os problemas relacionados à corrosão são frequentes, podendo ocorrer nas mais variadas áreas, tais como, nas indústrias química, petroquímica, naval, de construção civil e automobilística, dentre outros setores produtivos. Portanto, métodos para prevenir a corrosão devem ser empregados para evitar a perda de materiais e o uso de revestimentos metálicos tem servido bastante a este propósito. A produção de revestimentos metálicos permite modificar a superfície do substrato levando à formação de um material funcional que apresenta as propriedades e características desejadas, no caso, resistência à corrosão. Contudo, esses revestimentos são geralmente produzidos usando banhos tóxicos a base de cianeto, o que eleva o custo do processo devido ao tratamento posterior dos rejeitos gerados. O presente trabalho propõe um estudo inicial para a produção de revestimentos de ligas de Cu-Sn com propriedades anticorrosivas, a partir de banho eletrolítico menos agressivo, apresentando diferentes concentrações iônicas de cobre e estanho. Os revestimentos foram eletrodepositados em substrato de aço-carbono, utilizando eletrólitos ácidos contendo CuCl2, SnCl2 e glicina. Estes revestimentos foram posteriormente caracterizados através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDS), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica. Os resultados de EIE mostraram que os filmes produzidos com maiores teores de cobre apresentaram um aumento nos valores da resistência de transferência de carga (Rtc). Contudo, os ensaios de polarização mostraram que estes filmes não atuaram como revestimentos protetores. As análises morfológicas evidenciaram a formação de revestimentos porosos, o que pode explicar seu pobre comportamento eletroquímico.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The problems related to corrosion are frequent and may occur in many areas, such as the chemical, petrochemical, naval, civil construction and automobile industries, among other productive sectors. Therefore, corrosion prevention methods should be employed to avoid loss of materials and the use of metallic coatings has served well for this purpose. The production of metallic coatings allows a modification on the substrate surface leading to the formation of a functional material that presents the desired properties and characteristics, in this case, corrosion resistance. However, these coatings are generally produced using toxic cyanide-based baths, which increases the cost of the process due to further treatment of the generated wastes. The present work proposes an initial study aiming at producing of Cu-Sn alloy coatings, with anticorrosive properties, originated from a less aggressive electrolytic bath, presenting different copper and tin ionic concentrations. The coatings were electrodeposited on carbon steel substrate using an acidic electrolyte containing CuCl2, SnCl2 and glycine. These coatings were further characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray spectroscopy energy dispersive (EDS), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization. The results of EIS showed that the films produced with higher copper contents presented an increase in the values of the charge transfer resistance (Rct). However, the polarization experiments showed that these films did not act as protective coatings. The morphological analysis evidenced the formation of porous coatings, which may explain their poor electrochemical behavior.

Resumo em Português:

RESUMO O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito do metal de adição na soldagem, e das microestruturas resultantes, na resistência ao desgaste de juntas soldadas de um aço estrutural ASTM A242, que possui resistência à corrosão atmosférica e é utilizado na fabricação de vagões destinados ao transporte de minério. As amostras foram soldadas através do processo GMAW (Gas Metal Arc Welding), utilizando dois metais de adição que apresentam resistências mecânicas diferentes, AWS ER70S-6 e AWS ER80S-G. A resistência ao desgaste das amostras foi avaliada através de ensaios de microdesgaste por deslizamento linear recíproco, a seco e em uma solução contendo 0,05M NaCl, em três regiões da junta soldada: metal base (MB), metal de solda (MS) e zona afetada pelo calor de grãos grosseiros (ZAC-GG). Após a soldagem, foi observado um aumento nos valores médios de durezas do MS e da ZAC em relação à dureza inicial do metal base. Os resultados dos ensaios de microdesgaste mostraram que o MB apresentou a menor resistência ao desgaste, possivelmente devido à sua microestrutura, que facilitou o desgaste por deformação plástica. A ZAC-GG apresentou a maior resistência ao desgaste entre as três regiões analisadas. Comparando os ensaios realizados nas condições a seco e em solução foi observada uma redução nos valores de coeficiente de atrito quando adicionada uma solução ao sistema, e uma perda de volume das trilhas mais acentuada. Observou-se que a utilização do metal de adição de menor resistência mecânica produziu juntas soldadas com resistência ao desgaste comparável às juntas obtidas com o arame de maior resistência.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of the present work was to evaluate the effect of the filler material in the welding and its resulting microstructures on the wear resistance of welded joints of a structural weathering steel ASTM A242 used in wagons for mining. The samples were welded using the GMAW (Gas Metal Arc Welding) process using two filler materials which have different mechanical strength, AWS ER70S-6 and AWS ER80S-G. The wear resistance of the samples was evaluated using a linearly reciprocating sliding microwear test, dry and in a solution containing 0.05M NaCl, in three regions of the welded joint: base metal (BM), weld metal (WM) and coarse grained heat affected zone (CGHAZ).After welding, it was observed an increase in the mean hardness values of the MS and ZAC in comparison to the initial hardness of base metal with the use of both filler metals, and the hardness values in each of these regions were similar. The results of the microwear tests showed that BM presented the lowest wear resistance, possibly due to its microstructure, which facilitated wear by plastic deformation. The CGHAZ showed the highest wear resistance. Comparing the tests carried out under the dry and in solution conditions, a reduction in the coefficient of friction was observed when the solution was added to the system, and the volume loss of the tracks was more pronounced. It was observed that the use of the lower mechanical strength filler material produced welded joints with wear resistance comparable to the joints obtained with the higher strength filler material.

Resumo em Português:

RESUMO O trabalho visa um estudo comparativo entre a eficiência do óleo de coco babaçu (Orbignya oleifera) utilizado como inibidor verde de corrosão e um inibidor comercial testados em aço ABNT 1020 em meio contendo ácido clorídrico. A avaliação foi realizada utilizando técnicas eletroquímicas de polarização linear aliado ao Método de Extrapolação de Tafel e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. As concentrações dos inibidores utilizadas foram 3, 4 e 5 g/L em solução contendo ácido clorídrico (HCl) 1M. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que o Orbignya oleifera atua como inibidor de adsorção e que sua eficiência de inibição (56,45%) é superior comparado a eficiência do inibidor comercial (36,08%) na concentração de 3 g/L, uma vez que apresentou maior resistência de transferência de carga (47,3Ω) em comparação ao inibidor HPAA (32,23Ω). Os resultados de polarização linear mostraram que o óleo de Orbignya oleífera aumentou a eficiência de inibição no aço ABNT 1020 em solução de HCl 1M nas concentração de 3 e 4 g/L. A máxima eficiência inibidora do Orbignya oleífera neste ensaio foi de 48%, que pode estar associada a composição química desse óleo, na qual consta a presença do ácido láurico com concentração de 47%, o que pode ter contribuído para uma camada de inibição mais eficiente.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The aim of this work is to compare the efficiency of babassu coconut oil (Orbignya oleifera) used as a green corrosion inhibitor and a commercial inhibitor tested on ABNT 1020 steel in hydrochloric acid medium. The search evaluation was accomplished with electromechanical techniques of linear polarizations and Tafel Extrapolation Method altogether with electrochemical impedance spectroscopy. The concentrations of the inhibitors were 3, 4 and 5 g/L in a solution of IM hydrochloric acid (HCI). The results of electrochemical impedance spectroscopy shows that Orbignya oleifera acts as an adsorption inhibitor and its inhibition efficiency value (56.45%) is higher when compared to the level of efficiency of the commercial inhibitor (36.08%) in the concentration of 3 g/L once that presented higher charge transfer resistance (47.3Ω) when compared to the HPAA (32.23Ω). The results of Linear Polarization Resistance shows Orbignya oleifera oil increased the inhibition efficiency in ABNT 1020 steel in 1M HCl solution at 3 and 4g/L concentrations. The level maximum inhibitory efficiency of Orbignya oleifera in this test was 48%. That percentage must be associated to chemical composition of that oil which contains lauric acid in a concentration of 47% - that probably contributed to a high efficiency of inhibition layer.

Resumo em Português:

RESUMO Considerando a importância do desenvolvimento de novos materiais ao longo dos últimos anos; os pesquisadores vêm estudando soluções eficazes através do uso de revestimentos de alta dureza para aplicação em ferramentas de corte e matrizes de conformação. Revestimentos de carboneto de tungstênio (WC) são um dos mais utilizados em sistemas de geração de: energia, aeroespacial, automotivo e indústrias de transporte devido às suas propriedades, as quais, combinam alta dureza e resistência ao desgaste. O presente trabalho tem como objetivo verificar a melhoria das propriedades mecânicas do aço 4340 através da deposição de revestimento de WC pulverizado por pistola pneumática e posterior irradiação com laser de CO2. Os corpos de prova foram caracterizados por microscópio eletrônico de varredura, microscópio óptico e teste de microindentação (microdureza e medidas do módulo de elasticidade). Os resultados mostram que é possível obter revestimentos com alta dureza, sem poros e ligados metalurgicamente ao substrato.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Coatings are used to promote the thermal protection of metal alloys. In the aeronautical industry, the coatings used to protect the turbine blades are called Thermal Barrier Coatings (TBC). The use of NiCrAlY is an alternative as a bonding layer in coatings for turbine blades and it is possible to increase its useful life. This work aims to study the metallurgical bond between the 316-stainless steel substrate and the NiCrAlY coating which was sprayed through the High-Velocity Oxygen-Fuel (HVOF) and after irradiated by a CO2 laser beam with power of 125 W and speed of 50 mm/s. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and the semi-quantitative analysis energy dispersive spectroscopic (EDX) showed that the chemical composition of the coating and the substrate have maintained its original stoichiometry. The line scan analysis is a technique of the EDX to analyze the diffusion between the main chemical elements of 316 steel and NiCrAlY and X-ray diffraction by identifying the alumina AL2O3 phases on the sample surface and the results showed the metallurgical bond between substrate and coating.

Resumo em Português:

RESUMO O aço inoxidável austenítico 304L é suscetível à transformação martensítica induzida por deformação. Esta transformação de fases depende da temperatura, assim como do modo, taxa e nível de deformação. Neste trabalho as fases e tensões residuais de um aço TRIP 304L, em que a transformação martensítica foi induzida por laminação a frio, foram investigadas por difração de raios-X (DRX). As análises foram realizadas em diferentes espessuras das amostras. Os resultados mostraram que a composição de fases e as tensões residuais são fortemente dependentes da espessura das amostras. Todas as amostras apresentaram tensão residual compressiva.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The 304L austenitic stainless steel is susceptible to deformation induced martensitic transformation. This phase transformation depends on the temperature as well as on the mode, rate and level of deformation. In this work the phases and residual stresses of a 304L TRIP steel where martensitic transformation was induced by cold rolling were investigated by X-ray diffraction XRD. The analyses were performed for different sample thicknesses. The results showed that the phase composition and the residual stresses are strongly dependent on sample thickness. All samples showed a compressive residual stress.

Resumo em Português:

RESUMO O processo de furação por escoamento produz buchas para uniões removíveis que podem ser roscadas pelo processo de rosqueamento por conformação, reduzindo etapas da produção de componentes da indústria automobilística e em galpões da construção civil. Aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) são empregados em variadas aplicações na indústria de transformação. Os benefícios proporcionados por tais materiais tornam-se uma solução eficiente, pois sua alta resistência a frio possibilita a redução de peso em estruturas, além de manter as propriedades mecânicas requeridas. O presente estudo avaliou os processos de furação convencional e por escoamento em chapas de ARBL com 4,25 mm de espessura. Modelos de corpos de prova foram submetidos a carregamentos cíclicos, sem sofrer retrabalho após o furo, mantendo as características resultantes de cada processo. As superfícies fraturadas foram analisadas com microscópio eletrônico de varredura (MEV) para identificar o mecanismo de fratura nos diferentes processos de furação. As fractografias obtidas em ambos os processos indicaram que o mecanismo de falha ocorreu por fratura dúctil resultante da nucleação, crescimento e coalescência de microcavidades.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Flow drilling process produces bushes for removable joints that can be threaded by forming tapping process, reducing stages in production of components of automobile industry and in construction sheds. High strength and low alloy steels (HSLA) are employed on several applications in the processing industry. Benefits provided by these materials make them an efficient solution, since their high cold resistance allows reducing weight on structures, as well as maintaining the required mechanical properties. The present study evaluated the conventional and friction drilling processes in HSLA steel sheets with a thickness of 4.25 mm. Specimens were subjected to cyclic loadings, with no rework after holemaking, so the resultant characteristics of each process were maintained. Fractured surfaces were analyzed with a scanning electron microscope (SEM) to identify the fracture mechanism in different drilling processes. Fractographies obtained on both processes indicated that the failure mechanism occurred due to ductile fracture resulting from the nucleation, growth and coalescence of micro cavities.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Nowadays, it is hard to imagine modern industry without the manufacturing and design software aided by computer, known as CAD/CAM, once the search for excellence in complex geometry parts, reduced time, quality assurance and interchangeability is increasing. Within this quest, the CAD/CAM platform has become a significant factor in manufacturing, especially on complex surfaces parts, mainly because of superficial quality, reliability and product competitiveness. Defined as surface within one or more non-flat surfaces or non-square, usually represented by parametric models, the freeform surfaces are very complex, requiring the control of three or more axes simultaneously, making the CAM tool indispensable. Tests were carried out by milling of aspherical cavities, on VP100 steel samples, with cemented carbide ball nose inserts with TiAlN coating. Two cutting strategies – zig-zag and spiral – and two finishing (CAM) strategies – parallel plans and Z level – were also investigated. Final Surface quality, tool productivity and tool wear were related to machining time, surface roughness (Ra, Rz, Rku and Rsk) and tool wear (VBmax). Results showed that the chosen strategy (tool path) it is the main factor to productivity.

Resumo em Português:

RESUMO A soldagem de aços inoxidáveis duplex é uma operação crítica, devido aos ciclos térmicos aos quais o material é submetido, que podem favorecer a precipitação de fases deletérias. Nesse contexto, objetivo dessa pesquisa é analisar a influência da energia de soldagem na susceptibilidade à formação de fase sigma no aço duplex SAF2205. As chapas de SAF2205 foram soldadas pelo processo de soldagem GMAW, variando a energia de soldagem em 0,5kJ/mm, 1,0kJ/mm, 1,5 kJ/mm. O material foi analisado por microscopia óptica, DRX e microdureza Vickers. A análise da microestrutura das chapas evidenciou que quanto maior o aporte térmico utilizado na soldagem, maior é a quantidade de austenita e maior o tamanho do grão austenítico e ferrítico. Por meio do perfil de microdureza verificou-se que ocorre a redução da dureza na ZTA. Através do DRX foi determinada a presença de fase sigma nas regiões de solda para amostras soldadas com energia de soldagem de 1,0kJ/mm e 1,5 kJ/mm. Concluiu-se que pode-se utilizar nos processos de soldagem GMAW de aços inoxidáveis duplex SAF2205 com 4 mm de espessura aporte térmico próximo de 0,5 kJ/mm quando o objetivo for evitar a formação de fase sigma e aproximadamente igual a 1,5 kJ/mm quando o objetivo for manter percentual das fases na ZTA e ZF próximo ao do metal.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Welding of duplex stainless steels is a critical operation, due to the thermal cycling to which the material is subjected, which can favor the precipitation of deleterious phases. The purpose of this research is to analyze the influence of welding energy on susceptibility to sigma phase formation in SAF2205 duplex steel. The SAF2205 sheets were welded by the GMAW welding process, varying the welding energy by 0.5 kJ/mm, 1.0 kJ/mm, 1.5 kJ/mm. The material was analyzed by optical microscopy, XRD and Vickers microhardness. The analysis of the microstructure of the plates showed that the higher the thermal input used in the welding, the greater the amount of austenite and the larger the size of the austenitic and ferritic grains. By means of the microhardness profile it was verified that the reduction of the hardness in the ZTA occurs. Through the XRD, the presence of sigma phase was determined in the weld regions for samples welded with welding energy of 1.0 kJ/mm and 1.5 kJ/mm. It was concluded that in the GMAW welding processes of SAF2205 duplex stainless steels with a 4 mm thick thermal input close to 0.5 kJ/mm when the objective is to avoid the formation of sigma phase and approximately equal to 1.5 kJ/mm when the objective is to maintain percentage of the phases in the ZTA and ZF next to the metal.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT Austenitic stainless steel and nickel-base alloys welds are widely used in nuclear reactor components, plants of energy generation, chemical, and petrochemical industries, due to their high corrosion resistance. The post weld heat treatments (PWHT) are generally applied to welding in order to relieve the welding residual stress. The aim of this work was to evaluate the influence of different PWHT on corrosion behavior of a dissimilar weld joint of two AISI 316L austenitic stainless steel plates with a nickel-base alloy as filler material in saline environments. The material was submitted to heat treatments for three hours at 600, 700 and 800 °C. The weld joint was examined by optical microscopy to determine the effects of PWHT in the microstructure. The corrosion behavior of the samples before and after heat treatment was evaluated using cyclic potentiodynamic polarization (CPP) in sodium chloride solutions (19% v/v) and pH 4.0 at room temperature. Metallographic analyses showed that delta ferrite dissolute as PWHT temperature increased. CPP curves demonstrated an increase of pitting corrosion resistance as the PWHT temperature rises, although the pit size has been increased. The heat treated weld joint at 600 °C showed a similar corrosion resistance compared to as-welded material.

Resumo em Português:

RESUMO Um novo tratamento térmico tem sido pesquisado recentemente, cuja denominação é têmpera e partição (T&P), com o intuito de criar aços com austenita estável em sua microestrutura. Inicialmente, esse tratamento foi realizado em aços de alto silício, não obstante, seu potencial alcança outros diversos materiais como os de baixa liga contendo níquel ou manganês. O mesmo consiste em realizar a têmpera entre temperaturas inicial (Ms) e final (Mf) da transformação martensítica, seguidos por um reaquecimento a um estágio isotérmico durante um certo período. Neste trabalho, foi realizado a T&P no aço SAE 4340, austenitizados a 870 °C durante 30 min, então temperado em polímero ao patamar de 240 °C e por fim, particionado em três tempos distintos: 10 s, 30 s, e 90 s. Ainda, foi feito a têmpera e revenimento (TR) no mesmo material para comparações entre as microestruturas e propriedades mecânicas, através de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x (DRX), além de ensaios de microdureza Vickers. Observou-se uma microestrutura complexa nas amostras oriundas da T&P, diferentemente dos corpos de prova da TR. A partir do DRX, obteve-se indícios de que o tempo de 30 s para o processo de partição foi o mais efetivo em estabilizar a austenita retida. Soma-se a isso, a alta dureza alcançada, chegando ao nível de 696HV1.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT A new heat treatment has been recently researched, whose denomination is quenching and partitioning (Q&P), in order to stabilize the retained austenite in the microstructure of steels. Initially, this treatment was carried out on high-silicon-steels, although, its potential reaches other materials with low alloys containing nickel or manganese. The same is done to perform a quenching between the initial (Ms) and final (Mf) temperatures of martensitic transformation, followed by a reheating to a isothermal stage over a period of time. In this work, the Q&P was conducted on SAE 4340 steel, austenitized at 870 ° C for 30 min, then quenching in polymer up to 240 ° C and partitioned into three different times: 10 s, 30 s, and 90 s. Also, a quenching and tempering (TR) treatment was conduct on the same material to evaluate and compare the microstructures and mechanical properties obtained in both processes, through optical microscopy, scanning electron microscopy, x-ray diffraction (XRD), as well as Vickers microhardness tests. A complex microstructure was observed in the samples from Q&P, unlike TR specimens. From the XRD, indications was obtained that the time of 30 s for the partitioning process was the most effective in stabilizing the retained austenite. Added to this, the high hardness reached, 696HV1.

Resumo em Português:

RESUMO O encapsulamento de hastes de âncora em pasta de cimento reduz o contato dos materiais metálicos com os ambientes agressivos, em torres estaiadas de linhas de transmissão de energia elétrica. Contudo, ainda são reportados casos de falha prematura devido à corrosão do sistema de ancoragem. O íon cloreto é considerado um dos principais responsáveis pelo início e pela propagação da corrosão. Entretanto, existem muitas divergências em relação a concentração crítica de cloreto no solo e na pasta de cimento e a sua influência na formação dos produtos de corrosão. Neste estudo, o aço carbono 1040 foi exposto em laboratório a ambientes com diferentes concentrações de íons cloreto, 764 e 1764 mg/kg no solo, 2,0% e 3,5% na pasta de cimento, teores estes, baseados nos resultados analíticos obtidos em amostras de hastes e de seu entorno, retiradas do campo. A investigação do estado quanto à corrosão do metal em laboratório foi efetuada ao longo do tempo, pela medida do potencial de circuito aberto (OCP- “Open Circuit Potential”) e pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os produtos de corrosão foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, com análise química elementar (MEV/EDS) e difração de raios-X (DRX). Por meio da análise de EIE foi possível detectar a evolução do processo corrosivo do metal no solo e na pasta de cimento, mesmo sendo observadas diferentes formas de corrosão: generalizada no primeiro e localizada nesta última, respectivamente. Na avaliação dos produtos de corrosão, por MEV e DRX, foi inferida a presença de goetita, e calcita na superfície do aço exposto ao solo, e no encapsulado em pasta cimento foi possível visualizar os pites formados e as composições do seu entorno superficial. Esses resultados indicaram a necessidade da utilização de metais mais resistentes à corrosão em ambientes com íons cloreto, visando o aumento da durabilidade do sistema de ancoragem.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The encasement of anchor rods in cement paste reduces the contact of metal materials with aggressive environments in guyed power transmission line towers, however, many cases of premature failure due to corrosion of the anchorage systems are still reported. Chloride ions are considered to be one of the main factors responsible for the initiation and propagation of corrosion, however, there are many differences regarding the critical concentration of chloride in the soil and cement paste and their influence on the formation of corrosion products. In this study carbon steel 1040 was exposed in the laboratory to environments with different concentrations of chloride ions, 764 and 1764 mg/kg in the soil, 2.0% and 3.5% in the cement paste, based on the analytical results obtained in samples of rods and their surroundings, taken from the field. The investigation of the corrosion state of the metal in the laboratory was evaluated, over time, by the measurement of open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The corrosion products were characterized by scanning electron microscopy with elemental chemical analysis (SEM/EDS) and X-ray diffraction (XRD). By means of the EIS analysis, it was possible to detect the evolution of the corrosive process of the metal in the soil and cement paste, even though different forms of corrosion were observed: general in the soil and localized in the cement paste. Moreover, the evaluation of the corrosion products, by SEM and XRD, indicated the presence of goethite and calcite on the steel surface exposed to the soil, and in the steel encapsulated in cement paste it was possible to visualize the pits formed and the compositions of their surface surroundings. These results suggest to need to use corrosion resistant metals in environments with chloride ions, in order to increase the durability of the anchorage system.

Resumo em Português:

RESUMO O processo de nitretação que usa Usinagem por Descargas Elétricas é um método que associa a capacidade de usinar superfícies complexas com a obtenção de tratamento termoquímico de nitretação. A fonte de nitrogênio é proveniente da uréia, que compõe o fluido dielétrico juntamente com água deionizada. A liga de titânio Ti-6Al-4V possui larga aplicabilidade no mercado, principalmente, por apresentar excelentes propriedades mecânicas como alta resistência à tração e à corrosão, como também baixa densidade. Contudo, a liga não possui boa resistência ao desgaste por deslizamento, o que impede aplicá-la como matéria prima de peças sujeitas à estas condições. Dessa forma, a nitretação por descargas elétricas pode melhorar significativamente a resistência ao desgaste por deslizamento da liga de titânio. O equipamento utilizado nessa pesquisa foi uma máquina de eletroerosão por penetração. Adequações na máquina foram necessárias para que o fluído dielétrico utilizado não contaminasse o óleo mineral, fluído original do equipamento. Utilizou-se grafita como eletrodo ferramenta. Pó abrasivo de carbeto de silício SiC de granulometria de 600 mesh foi adicionado à solução aquosa, utilizada como fluído dielétrico, contendo uréia diluída em água deionizada. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de microscopia óptica, DRX, MEV, ensaio de microdureza Vickers e medição da rugosidade superficial. Os resultados obtidos mostraram formação de camadas superficiais enriquecidas por plasma eletrolítico com nitrogênio, formando o composto cerâmico TiN de elevada dureza. Essa camada possui espessura média 104 µm e sua formação encontra-se presente em toda a superfície da amostra. Foi constatado aumento da dureza superficial em relação ao material base em torno de 52% e uma redução da rugosidade em torno de 31%, quando comparado ao processo de nitretação por descargas elétricas, sem adição do pó abrasivo.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The nitriding process using Electric Discharge Machining is a method that associates the ability to process complex surfaces with the obtaining of thermochemical treatment of nitriding. The titanium alloy Ti-6Al-4V has a wide applicability in the market, mainly because it presents excellent mechanical properties like high tensile strength, corrosion as well as low density. However, the alloy does not have good resistance to sliding wear, which prevents it from being applied as a raw material for parts subject to these conditions. Therefore, electrical discharge nitriding can significantly improve the slip wear resistance of the titanium alloy. The equipment used in this research was a conventional sink EDM machine. Adequations in the machine were necessary so that the dielectric fluid used did not contaminate the mineral oil, original equipment fluid. The graphite electrode was used as a tool electrode. SiC silicon carbide abrasive powder of 600 mesh granulometry was added to the aqueous solution formed by deionized water and urea, used as dielectric fluid. The samples were characterized by optical microscopy, X-ray diffraction (XRD), SEM, Vickers microhardness test and surface roughness measurements. The results obtained showed the formation of superficial layers enriched by electrolytic plasma with nitrogen, forming the ceramic compound TiN of high hardness. This layer has an average thickness of 104µm and its formation is present on every surface of the sample. It was observed an increase of the surface hardness in relation to the base material around 52% and a reduction of the roughness around 31% when compared to the nitriding process by electric discharges, without addition of the abrasive powder.

Resumo em Espanhol:

RESUMEN El enfoque principal de este estudio es discutir la influencia de la longitud del proyectil en los resultados de un experimento de la barra Hopkinson de tracción (SHTB). Se han realizado simulaciones por medio de elementos finitos utilizando el software comercial ABAQUS en ensayos de tracción a altas velocidades de deformación en muestras de aleación de aluminio 7017T73 variando la longitud del proyectil. Los análisis por elementos finitos se han aplicado para simular los efectos de la variación de la longitud del proyectil en las mediciones obtenidas en las barras incidente, reflejada y transmitida. Se han obtenido diferentes velocidades de deformación, al variar la longitud del proyectil permaneciendo su velocidad constante. Los resultados de la simulación muestran que la longitud del proyectil tiene un efecto significativo en la tensión obtenida en la muestra y también en la curva de tensión-deformación. Se puede concluir que la longitud del proyectil es un factor que influye en los ensayos de tracción dinámica, ya que tiene un efecto significativo en la tensión obtenida dentro de la probeta. Las simulaciones también proporcionan información complementaria a los experimentos y una comprensión profunda del comportamiento de la probeta.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The focus of this study is to discuss the influence of the projectile’s length on the results of an experiment of the Hopkinson Traction Bar (SHTB). Simulations have been made by means of finite elements using the commercial software ABAQUS in tests of traction at high speeds of deformation in samples of aluminum alloy 7017T73 varying the length of the projectile. Finite element analyses have been applied to simulate the effects of the variation in the length of the projectile in the measurements obtained in the incident, reflected and transmitted rods. Different warp speeds have been obtained by varying the length of the projectile while remaining constant speed. The results of the simulation show that the length of the projectile has a significant effect on the tension obtained in the sample and on the curve of tension-deformation. It can be concluded that the length of the projectile is a factor influencing the tests of dynamic traction, since it has a significant effect on the tension obtained inside the specimen. The simulations also provide complementary information to the experiments and a thorough understanding of the specimen’s behavior.

Resumo em Português:

RESUMO A curva tensão-deformação do concreto é importante para o dimensionamento de estruturas, pois por meio dela é possível obter sua resistência à compressão, sua deformação de pico, o módulo de elasticidade e a tenacidade do concreto. Entretanto, essa é uma propriedade que não é comumente determinada nos ensaios de controle de qualidade do concreto, sendo normalmente controlada apenas a resistência à compressão. Contudo, quando se utiliza de métodos mais refinados para projeto de estruturas de concreto, como, por exemplo, a análise não linear física com o emprego do método dos elementos finitos, essa é uma propriedade fundamental para a análise da estrutura. Neste caso, a curva tensão-deformação à compressão deveria ser controlada em laboratório, mesmo quando se utiliza de curvas recomendadas em códigos de projeto. Deste modo, o objetivo deste artigo é apresentar uma metodologia para avaliação da curva completa tensão-deformação à compressão do concreto simples e reforçado com fibras de aço a partir de máquinas de ensaio de baixo custo, disponível na maioria dos laboratórios de controle de qualidade de concreto. Adicionalmente, é apresentada uma metodologia numérica para análise inversa da curva tensão-deformação à compressão com o objetivo de estimar parâmetros para modelagem de estruturas de concreto por meio da mecânica do Dano.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT The stress-strain diagram of concrete is important for the design of concrete structures because compressive strength, peak deformation, modulus of elasticity and toughness can be obtained from this diagram. However, the stress-strain relationship is not commonly determined in concrete quality control trials, and usually, only compressive strength is determined. However, when more refined methods are used for designing concrete structures, such as physical nonlinear analysis with the finite element method, the stress-strain diagram is fundamental for structure analysis. In this case, the compression strain-strain curve should be determined in a laboratory, even if recommended curves from design codes are used. Thus, the objective of this paper is to propose a methodology to evaluate the compressive strain-strain diagram of plain and steel fiber reinforced concretes using low-cost test machines available in most concrete control laboratories. In addition, a numerical method is presented for inverse analysis of the strain-strain diagram, with the objective of estimating parameters for modeling concrete structures by means of damage mechanics.

Resumo em Português:

RESUMO Com o presente estudo, objetivou-se comparar a técnica padrão do CXL com o tratamento utilizando a genipina como reticulante, com e sem desepitelização da córnea. Comparou-se propriedades químicas, mecânicas e morfológicas de córneas de suínos submetidas aos tratamentos de crosslinking com riboflavina egenipina, bem como comparar a citotoxicidade das soluções reticulantes, para possível aplicação no ceratocone. Para isso, as córneas foram divididas em quatro grupos: riboflavina e UVA conforme tratamento padrão, genipina com e sem desepitelização e controle sem reticulante. As córneas foram submetidas àscaracterizações de MO, MEV, ensaio de tração, dilatometria e intumescimento. A citotoxicidade foi realizada comparando o padrão com a genipina. Os resultados demonstram maior resistência à tração e maior grau de intumescimento quando a genipina foi aplicada após desepitelização da córnea. As inclinações descendentesna curva de dilatometria mostram-se lineares no UV-CXL e controle, e com a genipina, a contração tende a ficar mais acentuada em temperaturas maiores. Pela MEV foi verificada uma linha de demarcação no estroma corneano tratado com UV-CXL ou genipina e a MO exibiu padrões diversos de luz transmitida nos diferentesgrupos, demonstrando maior opacidade no UV-CXL. O crosslinking do colágeno corneano induzido pela genipina 0,1% produz aumento na resistência da córnea sem provocar opacidade corneana considerável, podendo ser útil no tratamento do ceratocone. O potencial de citotoxicidade aos fibroblastos se mostrou semelhante entre os métodos de reticulação.

Resumo em Inglês:

ABSTRACT With the present study, we aimed to compare the standard technique of CXL with the treatment using genipine as a crosslinker, with and without corneal de-epithelialization. The chemical, mechanical and morphological properties of pig corneas submitted to crosslinking treatments with riboflavin and genipine were compared, as well as to compare the cytotoxicity of the crosslinking solutions for possible application in keratoconus. The corneas were divided into four groups: riboflavin and UVA according to standard treatment,genipina with epithelium off, genipina with epithelium on and control without crosslinker. In this way, the corneas were submitted to the characterizations and analyzed by the following techniques: OM, SEM, traction test, dilatometry and swelling. The cytotoxicity analysis was performed comparing the standard treatment with genipine. The results demonstrate a greater tensile strength, as well as more swelling when genipine was applied to the epithelium off corneal surface. The downward slopes in the dilatometry curve are linear in the UV-CXL and control, and with genipine, the contraction tends to become more pronounced at higher temperatures. By MEV was able to demonstrate a dmarcation line in the corneal stroma treated with UV-CXL or genipine and OM exhibits different patterns of transmitted light in the different groups, demonstrating greater UV-CXL opacity. The corneal collagen crosslinking induced by 0.1% genipine produces an increase in corneal resistance without causing considerable corneal opacity and may be useful in the treatment of keratoconus. The potential for cytotoxicity to fibroblasts was similar between crosslinking methods.