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Polímeros, Volume: 11, Número: 2, Publicado: 2001
  • Mensagem do presidente Seção Editorial

    Manrich, Silvio
  • Editorial Seção Editorial

  • A atividade de P&D na empresa: o caso da indústria petroquímica Seção Editorial

    Resumo em Português:

    Dados recentes publicados sobre o desempenho brasileiro no campo de desenvolvimento científico-tecnológico, numa análise comparativa com outros países como EUA, Japão, Canadá, Coréia do Sul e alguns países da Europa, constatam que existe um descompasso entre o progresso da ciência e a virtual estagnação da tecnologia no Brasil, que contribui para a falta de competitividade requerida pela globalização. Nesta matéria jornalística, dando ênfase a função de P&D e suas vantagens para a competitividade das empresas, é traçado o perfil de investimentos nas atividades de pesquisa e desenvolvimento de algumas empresas brasileiras do setor petroquímico na década de 90. São mostrados os benefícios e a importância da interação entre as empresas e universidades e institutos de pesquisa no desenvolvimento das empresas, através de atividades de P&D.
  • Notícias de eventos Seção Editorial

  • Copolimerização micelar de poli(acrilamida-g-óxido de propileno): avaliação reológica e caracterização de suas soluções Seção Técnica

    Sadicoff, Bianca L.; Brandão, Edimir M.; Lucas, Elizabete F.; Amorim, Marcia C. V.

    Resumo em Português:

    Copolímeros graftizados de poliacrilamida e poli(óxido de propileno) (PPO) foram sintetizados via técnica de polimerização micelar. Foram investigadas as mudanças de viscosidade das suas soluções frente à variação do teor de monômero hidrófobo incorporado ao copolímero, adição de sal e de tensoativo. O maior teor de grupos hidrófobos resultou em aumento da viscosidade aparente das soluções poliméricas. A adição de sal provocou maior interação entre os grupos hidrófobos verificada pela desestabilização do sistema polimérico. A adição de tensoativos gerou decréscimo das viscosidades reduzidas das soluções poliméricas. Os copolímeros obtidos foram caracterizados, qualitativamente, por espectrometria de absorção na região do infravermelho (FTIR).

    Resumo em Inglês:

    Graft copolymers of polyacrylamide and poly(propylene oxide) (PPO) were synthesized by a micellar copolymerization technique. The rheological properties of the copolymers solutions were evaluated and compared with literature data for solutions of the same copolymers, synthesized by solution polymerization. The effect of hydrophobe content, salt addition and surfactant addition on the rheological properties were also investigated. Increasing hydrophobe content resulted in higher solution viscosities in the semi-dilute regime. Upon addition of salts, the hydrophobic groups associated to minimize their exposure to water. In the semi-dilute region, higher contents of surfactant added resulted in lower reduced viscosities of the polymer solutions. The copolymers were qualitatively characterized by infra-red spectrometry (IR).
  • Modificação da rugosidade de fibras de carbono por método químico para aplicação em compósitos poliméricos Seção Técnica

    Burakowski, Liliana; Rezende, Mirabel C.

    Resumo em Português:

    O presente trabalho aborda o tratamento superficial de fibras de carbono por ácidos clorídrico e nítrico, visando o aumento controlado da rugosidade superficial da fibra e assim melhorar a ligação fibra/matriz no processamento de compósitos poliméricos reforçados com fibras longas. Foram utilizadas fibras de carbono com size, da empresa Toray. Essas foram tratadas com os ácidos clorídrico e nítrico, a 103°C, em concentrações de 35,5 % e 97 %, em massa, respectivamente, em tempos de exposição de 5, 10, 20, 30, 40 e 60 minutos. As fibras modificadas quimicamente foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e por ensaios mecânicos de tração e os dados foram tratados pelo método estatístico de Weibull. Os resultados mostram que os tratamentos empregados modificam a superfície da fibra e que períodos de tratamento superiores a 20 minutos as danificam, degradando de maneira significativa as suas propriedades mecânicas.

    Resumo em Inglês:

    The present work concerns the surface treatment of carbon fibers using hydrochloric and nitric acids treatment, so as to control the increase in surface roughness in order to improve the fiber/matrix interface of long fiber reinforced polymer composites. Sized carbon fibers from Toray were used. The samples were treated using hot hydrochloric and nitric acids (103°C) in concentrations of 35.5% and 97%, by weight respectively, at exposition times of 5, 10, 20, 30, 40 and 60 minutes. The chemically treated fibers were characterized by scanning electronic microscopy and tensile strength tests, assisted by Weibull statistics. It was found that the treatments employed modify the surface of the fibers and exposition periods longer than 20 minutes cause considerable degradation of their mechanical properties.
  • Características e propriedades de quitosanas purificadas nas formas neutra, acetato e cloridrato Seção Técnica

    Signini, Roberta; Campana Filho, Sérgio P.

    Resumo em Português:

    Quitosanas comercial e purificadas nas formas neutra, acetato e cloridrato foram caracterizadas e comparadas quanto a solubilidade, hidrofilicidade, morfologia de suas superfícies e cristalinidade. As amostras bruta e purificada na forma neutra apresentam características e propriedades semelhantes, mas as formas salinas, principalmente cloridratos de quitosana, são diferentes. As morfologias das superfícies da amostra comercial e das formas purificadas são semelhantes, mas cloridrato de quitosana obtido por liofilização apresenta poros que não são observados nas outras amostras. Quitosanas comercial e purificada na forma neutra não são solúveis em água, mas acetato de quitosana é parcialmente solúvel. Essas três formas de quitosana apresentam hidrofilicidades e cristalinidades semelhantes, mas nos casos dos cloridratos a presença de cargas e de contra-íons provenientes de um ácido forte aumenta a hidrofilicidade, confere hidrossolubilidade e altera significativamente as interações inter e intracadeias, modificando o empacotamento no estado sólido e resultando em importante decréscimo de cristalinidade. No caso de acetato de quitosana é observado que os cristalitos são menores, o que pode ser atribuído à protonação parcial dos grupos amino e à presença de ânions acetato.

    Resumo em Inglês:

    Commercial chitosan is purified in the neutral form and as chitosan acetate and chitosan hydrochloride. These samples were characterized and compared with respect to solubility, hydrophilicity, surface's morphology and crystallinity. Commercial chitosan and its neutral purified form present similar characteristics and properties but the saline purified forms, mainly the chitosan hydrochlorides, are quite different from them. The surface morphologies of the former samples are similar but that of the lyophilized chitosan hydrochloride presents pores which are not observed in the other samples. Commercial chitosan and its neutral purified form are not soluble in pure water but chitosan acetate is partially soluble. These samples present similar hydrophylicities and crystallinities but in the cases of the chitosan hydrochlorides the presence of charges and of counter ions from a strong acid enhances the hydrophilicity, promotes solubility in water and significantly alters the interactions inter and intrachains, modifying the packing in the solid state and drastically reducing the crystallinity. In the case of chitosan acetate it is observed that the crystallites are smaller probably due to the partial protonation of amine groups and to the presence of acetate anions.
  • Formação de membranas planas celulósicas por espalhamento duplo para os processos de nanofiltração e osmose inversa Seção Técnica

    Carvalho, Roberto B. de; Borges, Cristiano P.; Nobrega, Ronaldo

    Resumo em Português:

    No presente trabalho é estudado o preparo de membranas anisotrópicas compostas, em uma única etapa, para os processos de NF e OI, através do espalhamento simultâneo de duas soluções poliméricas [acetato de celulose - AC/formamida/acetona (26,3/23,7/50 % p/p) e AC/poli(vinil pirrolidona) - PVP/N,N-dimetilformamida - DMF (15/10/75 % p/p)]. A precipitação das soluções, em água destilada, foi acompanhada por medidas de transmitância de luz. Estudou-se a influência das condições de preparo das membranas, na sua morfologia e nas suas propriedades de transporte (fluxo de permeado e retenção de solutos - Polietilenoglicol (PEG) para a NF e NaCl para a OI). Realizou-se também um tratamento térmico nas diferentes membranas produzidas. Os resultados mostraram que é possível obter membranas celulósicas com total aderência das diferentes camadas, a qual pode ser atribuída às condições de transferência de massa que retardam a precipitação na região próxima à interface das soluções espalhadas simultaneamente. Com relação aos testes de OI e NF, as membranas desenvolvidas apresentaram valores de fluxo permeado (7 - 465 L/h.m²) dentro da faixa das membranas comerciais, retenção salina (NaCl) entre 24-63 % e retenção do PEG entre 53-82 %, mostrando o potencial de aplicação destas membranas.

    Resumo em Inglês:

    The purpose of this work is to investigate the preparation of composite anisotropic membranes in a single stage, through the technique of simultaneous casting of two polymer solutions (cellulose acetate (CA)/acetone/formamide (26.3/50/23.7 % w/w) and CA/polyvinylpyrrolidone/dimethyl formamide (15/10/75 % w/w)). The precipitation of the solutions was followed using light transmission experiments. The effect of the exposition period precipitation bath on the membrane properties is also reported. All the membranes were characterized by scanning electron microscopy and by permeation experiments. The RO and NF experiments are carried out using 5,000 mug/g (ppm) of NaCl aqueous solution and 5 g/L of polyethyleneglycol (PEG), 6 KDa, aqueous solution, respectively. Moreover, to reduce defects in the upper layer, the membranes were immersed in a water bath at 90°C for 60 minutes. The membrane morphology analysis indicates that is possible to obtain complete adhesion of the two layers. This result is related to the mass transfer conditions, which should delay the precipitation in the regions near the polymer solutions interface. Regarding the performance of the membranes in RO and NF experiments, the permeate fluxes are comparable to those observed with commercial membranes (7--465 L/h.m²). The solute retention varied in the range of 24 to 63% for NaCl, and in the range of 53 to 82% for PEG. These results point out the potential of technical scale application of the double layer membranes.
  • Misturas NR/SBR: modos de preparação e propriedades Seção Técnica

    Visconte, Leila L. Y.; Martins, Agnes F.; Nunes, Regina C. R.; Suarez, João C. M.

    Resumo em Português:

    Aplicações de artefatos de borracha muitas vezes requerem um conjunto de propriedades que não podem ser fornecidas por um único elastômero sendo, então necessário, que misturas de dois ou mais polímeros sejam empregadas. Nesses casos, os demais ingredientes que normalmente são adicionados, distribuem-se de modo diferente dependendo de sua afinidade com cada uma das borrachas. O grau de dispersão de cada um desses ingredientes em cada fase elastomérica irá influenciar a velocidade e o grau de vulcanização e, certamente, terá conseqüências sobre o desempenho do composto final. Neste trabalho, a borracha natural (NR) foi misturada ao elastômero de butadieno-estireno (SBR) na proporção de 1:1 em peso. As composições foram preparadas em misturador de cilindros, segundo a norma ASTM D 3182, empregando-se quatro maneiras distintas para a incorporação dos aditivos. Após a vulcanização foram estudadas propriedades mecânicas, como resistências à tração e ao rasgamento e dureza, propriedades termo-dinâmico-mecânicas e a morfologia de cada uma das composições. As propriedades mecânicas foram avaliadas de acordo com as normas ASTM específicas para cada ensaio. Os resultados mostram que, apesar de se usar a mesma formulação, o modo de preparo tem grande influência sobre as propriedades, o que é detectável pelas propriedades mecânicas e pela análise morfológica, e evidenciado através de testes sensíveis, como o dinâmico-mecânico. No caso da mistura NR/SBR as melhores propriedades são obtidas quando é favorecida a vulcanização da borracha que, isoladamente, apresenta propriedades inferiores.

    Resumo em Inglês:

    Frequently a set of properties required for a given application cannot be accomplished by only one elastomer and, thus, mixtures of two or more polymers must be employed. In these cases, the other ingredients normally added are dispersed differently, depending on their affinity to each polymer. The degree of dispersion each additive experiences in each elastomeric phase will influence the rate and the degree of vulcanization and will certainly have consequences on the performance of the final product. In this work, natural rubber (NR) was mixed to butadiene-styrene elastomer (SBR) in a 50:50 w/w ratio. The compositions were prepared in a two-roll mill, according to ASTM D3182, introducing the additives in four different modes. After vulcanization, the mixes were investigated as for their mechanical (stress and tear strengths and hardness), dynamic mechanical thermal and morphological analysis. Mechanical properties were evaluated according to ASTM procedures, specific for each test. The results show that, although having been prepared following the same formulation, the properties of these mixtures are influenced by the preparation mode, which could be detected by mechanical and morphological analysis and evidenced through more sensitive methods as DMTA. For NR/SBR blends, the best properties are achieved when one favours the vulcanization of the rubber with inferior properties, that is, SBR.
  • Biodegradabilidade e propriedades mecânicas de novas misturas poliméricas Seção Técnica

    Rosa, Derval S.; Franco, Bruno L. M.; Calil, Maria Regina

    Resumo em Português:

    O plástico tem sido cada vez mais usado em nosso cotidiano em diversos tipos de produtos: garrafas, embalagens, automóveis, etc. Diversas alternativas têm sido buscadas para minimizar o impacto ambiental causado pelos polímeros convencionais. Uma importante alternativa é o uso de polímeros biodegradáveis, que podem ser degradados pela ação de microorganismos, tais como bactérias, fungos ou algas. As aplicações tecnológicas de polímeros biodegradáveis normalmente requerem melhorias nas suas propriedades mecânicas. Neste contexto, novas misturas poliméricas vêm sendo obtidas para aplicações inovadoras e mais baratas. Neste trabalho, será apresentada a metodologia de preparação de novas misturas poliméricas, contendo diferentes teores de amido, com Policaprolactona (PCL), Polihidróxibutirato (PHB) e um copolímero Poli(hidróxibutirato-co-valerato) (PHBV). A resistência à tração das blendas com 50% em massa de amido é 35% e 60% menor do que a dos polímeros PCL e PHBV puros, respectivamente. Quando expostas a microorganismos em lodo ativado, as misturas de PCL ou PHBV com maiores dosagens de amido apresentam maiores taxas de degradação.

    Resumo em Inglês:

    Plastics are finding increasing application in our daily life, in products such as bottles and automobiles, for packing, etc. Several possibilities have been considered to minimize the environmental impact caused by the use of conventional polymers. An important alternative is the biodegradable polymer, which can be degraded through the action of naturally occurring microorganisms, such as bacteria, fungi or algae. Technological applications of biodegradable polymers usually require improvements on their mechanical properties. In this context, novel polymer blends have been obtained for inexpensive applications. In the present work, the methodology of preparation of new polymer blends is described. The blends contain different quantities of starch, with Poly (e-caprolactone)-(PCL), Poly (ß-hydroxybutyrate)-(PHB) and Poly (ß-hydroxybutyrate-co-b-hydroxyvalerate)-(PHBV). The resistance to the tensile strength of the blends with 50% in mass of starch was 35% and 60% lower than for the pure PCL and PHBV, respectively. Upon exposure to microorganisms in activated mud, the mixtures of PCL or PHBV with larger amounts of starch display higher rates of degradation.
  • Propriedades mecânicas e resistência à chama de composições SBR/negro de fumo/hidróxido de alumínio Seção Técnica

    Siqueira, Bernardo G.; Visconte, Leila L. Y.; Nunes, Regina C. R.; Siqueira Fº, Antônio S. de; Gallo, Jorge

    Resumo em Português:

    Foram desenvolvidas formulações vulcanizáveis com o elastômero SBR (copolímero de butadieno-estireno) para a obtenção de materiais com alto desempenho mecânico, resistência à inflamabilidade e baixo custo. Além dos aditivos convencionais para elastômeros diênicos, como óxido de zinco, ácido esteárico, enxofre, negro de fumo (NF) e o acelerador TBBS (N-t-butil-2benzotiazol-sulfenamida), o hidróxido de alumínio (ATH) foi utilizado como agente anti-chama e supressor de fumaça. Para atingir os objetivos propostos, foram usadas quantidades variadas da relação ATH/NF em formulações de SBR. Os diferentes compósitos foram caracterizados quanto aos seguintes ensaios: resistência à tração, resistência ao rasgamento, dureza, deformação permanente à compressão (DPC), resiliência, resistência à chama e índice limite de oxigênio (LOI). Os resultados obtidos permitiram concluir que, com base na formulação utilizada para SBR, os compósitos finais contendo negro de fumo na faixa de 25 a 50 phr (partes por cem partes de borracha), e o hidróxido de alumínio acima de 125 phr, caracterizaram-se como de alto desempenho mecânico, com resistência à chama e, como conseqüência da grande quantidade de carga incorporada, de baixo custo.

    Resumo em Inglês:

    Vulcanizable SBR (butadiene-styrene copolymer) formulations were developed with the objective to obtain high mechanical performance materials with flame resistance and low cost. Aluminum hydroxide (ATH) was used as anti-flame and smoke suppressor agent in addition to the conventional additives used in diene elastomers like zinc oxide, stearic acid, sulfur, carbon black (NF) and TBBS (N-t-butyl-2-benzothiazole sulfenamide) accelerator. To reach the proposed goal, different amounts of ATH/NF ratio were used in these formulations. The resulting composites were characterized by the following tests: tensile strength, tear resistance, hardness, compression set, flame resistance and limiting oxygen index (LOI). Based upon the results obtained with the formulations used for SBR, it was possible to conclude that carbon black in the range of 25-50 phr and aluminum hydroxide in amounts higher than 125 phr, characterize the final composites as having high mechanical performance, flame resistance and low cost, as a consequence of the large quantity of incorporated filler.
  • Comportamento de cilindros de carbono/epóxi submetidos a cargas compressivas axiais Seção Técnica

    Gonçalves, Adriano; Almeida, Sérgio F. M.; Levy Neto, Flaminio

    Resumo em Português:

    Para estruturas utilizadas no setor aeroespacial, os requisitos de baixo peso, alta resistência e rigidez, além de estabilidade dimensional, têm propiciado o aumento da utilização de materiais compósitos nas suas manufaturas. Em particular, cascas cilíndricas ou estruturas construídas pela junção de cilindros de paredes finas, confeccionadas em fibra de carbono e resina epóxi, são amplamente utilizadas neste tipo de aplicação. Neste trabalho, um programa experimental foi desenvolvido para determinar as tensões de falha, os módulos de elasticidade e o modo de falha de 47 cilindros com diâmetro interno de 40 mm e espessura nominal de 0,6 mm (com exceção de 2 corpos de prova), fabricados em carbono/epóxi, quando submetidos a cargas compressivas uniaxiais. Os espécimes testados possuíam diferentes razões entre comprimento e diâmetro (variando de 2,50 a 11,25) e seqüências de laminação variadas (orientações de camadas). Os resultados dos ensaios foram comparados aos obtidos em análises realizadas com programas de elementos finitos e os fatores que influenciaram o comportamento mecânico destes cilindros foram analisados.

    Resumo em Inglês:

    The requirements of low weight and dimensional stability, combined with high strength and stiffness, for aerospace structures has prompted an increasing use of fiber reinforced materials in manufacturing such structures. In particular, carbon/epoxy cylinders have been widely used in aerospace applications. In this work, an experimental program was developed to determine failure loads, modulus of elasticity and failure modes of 47 carbon/epoxy cylinders shells under compressive loads. The specimens tested had several different length/diameter (from 2.50 to 11.25) ratios and laminate lay-up. These results were compared to the analytical results from finite element code and the most important factors influencing the mechanical behavior of this type of structure were analyzed.
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