Resumo em Português:

Misturas de PS/EVA, preparadas sob diferentes condições numa câmara de mistura interna, foram avaliadas quanto ao grau de continuidade ou co-continuidade de fases. Três técnicas foram empregadas: ensaio de extração seletiva, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA). As diferentes temperaturas empregadas no processamento das misturas afetam substancialmente a faixa de co-continuidade e o ponto de percolação. Pôde-se observar que temperaturas mais altas de processamento acarretam num estreitamento da faixa de co-continuidade. As misturas PS/EVA na composição 60/40 %vol apresentaram uma morfologia do tipo co-contínua, independente da temperatura empregada no processamento ou do tipo de EVA. Na composição complementar, PS/EVA (40/60 % vol), a morfologia passa a ser dependente tanto da temperatura de processamento como do tipo de EVA empregado. As morfologias obtidas por SEM confirmaram os resultados obtidos nos ensaios de extração seletiva. A técnica de DMTA mostrou ser uma boa alternativa para correlacionar estrutura molecular e morfologia.

Resumo em Inglês:

Polystyrene/ethylene <FONT FACE=Symbol>¾</FONT> vinyl acetate (EVA) copolymer blends were prepared in an internal mixer with the purpose of investigating the cocontinuous range. The effect of the processing temperature and the chemical composition of the EVA component was studied by scanning electron microscopy (SEM), selective extraction experiments and dynamic mechanical analyses (DMTA). A decrease of mixing temperature and an increase of vinyl acetate content in the EVA component resulted in a shift of the percolation threshold of dispersed PS to lower concentrations. The range where cocontinuous structure can be found depends upon the processing temperature and the EVA nature. The results obtained from selective extraction experiments are in agreement with those obtained from SEM. The changes in phase morphology with the composition and temperature processing was also confirmed by DMTA results.

Resumo em Português:

As cargas são fundamentais em composições elastoméricas sendo classificadas, segundo desempenho mecânico, em reforçadoras ou não. O negro de fumo é a carga de reforço mais utilizada nessas composições, não só pelas excelentes propriedades que confere ao artefato, mas também pelo baixo preço e facilidade de processamento. As propriedades dinâmico-mecânicas de sistemas poliméricos são modificadas pela adição de cargas, o que acarreta mudanças nos módulos elástico (E') e viscoso (E"), bem como na razão entre eles, isto é, a tangente de perda (tan delta). Neste trabalho, são estudadas as propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas de composições de policloropreno (CR) com negro de fumo (NF). O teor de negro de fumo incorporado variou entre 0 e 45 phr. A composição contendo 40 phr de carga apresentou o melhor conjunto das propriedades estudadas.

Resumo em Inglês:

Often used in elastomeric compositions, fillers can be classified, according to their mechanical performance, as reinforcing or non-reinforcing fillers. Carbon black is the most used reinforcing filler in rubber compositions, either because of the excellent properties it confers to the rubber article, or due to its low cost and easy processing. When added to polymer systems, fillers are known to cause a considerable change in both dynamic moduli, viscous (E") and elastic (E'), and also in the loss factor (tan delta), which is the ratio between those two parameters. In this work, the mechanical and dynamic mechanical properties of compositions of chloroprene rubber (CR) with carbon black (CB) were investigated. The filler content varied from 0 to 45 phr. The composition containing 40 phr of carbon black showed the best set of results.

Resumo em Português:

Compósitos termoplásticos a partir de poliamidas 6 e 6,6 e tecido de fibras de carbono com 40, 50 e 60 % em volume de reforço foram processados via moldagem por compressão a quente e caracterizados por ensaios mecânicos destrutivos (cisalhamento interlaminar em três pontos (short-beam), cisalhamento interlaminar por compressão (CST) e ensaios de mecânica da fratura) e por inspeção não-destrutiva (ultra-som e microscopias óptica e eletrônica de varredura). Os resultados obtidos mostraram que os compósitos termoplásticos processados apresentaram uma distribuição homogênea do polímero no reforço. Entretanto, nos compósitos com maior quantidade de poliamida (40 % de reforço) foram observadas regiões ricas em matriz entre as camadas de tecido. Os ensaios de mecânica da fratura (DCB e ENF) e de cisalhamento interlaminar em três pontos não apresentaram falha interlaminar, não sendo observada a propagação de trincas de forma homogênea e retilínea no interior do material. Em função destes resultados foi utilizado o ensaio de cisalhamento por compressão, desenvolvido no Institute of Polymer Research Dresden da Alemanha, que permitiu uma caracterização mais precisa dos compósitos termoplásticos estudados. Foi observado também, a partir dos ensaios de CST, que os compósitos obtidos da poliamida 6,6 apresentaram um aumento no valor do cisalhamento interlaminar de até 20 % com o aumento do volume de fibras.

Resumo em Inglês:

Thermoplastics composites of polyamide 6 and 6.6 reinforced with carbon fiber fabric were obtained by compression molding and characterized by destructive (short-beam, compression shear (CST) and fracture mechanics testing) as well as by non-destructive inspection (ultrasound analysis, optical and scanning electron microscopy). The results show that, in general, the matrix was homogeneously distributed about the reinforcing fabric. However, for the composites with higher polyamide content (>50%) matrix-rich regions were observed between the fabric layers. Fracture mechanics (DCB and ENF) as well as short-beam testing did not show evidence of inter-laminar failure as there were non-homogeneous linear crack propagation patterns in the composites investigated. As a result, a compression shear test (CST), developed in the Institute of Polymer Research in Dresden, Germany, was conducted. This test allowed a more precise characterization of the thermoplastic composites studied here.

Resumo em Inglês:

The development of polymer resins can benefit from the application of neural networks, using its great ability to correlate inputs and outputs. In this work we have developed a procedure that uses neural networks to correlate the end-user properties of a polymer with the polymerization reactor's operational condition that will produce that desired polymer. This procedure is aimed at speeding up the development of new resins and help finding the appropriate operational conditions to produce a given polymer resin; reducing experimentation, pilot plant tests and therefore time and money spent on development. The procedure shown in this paper can predict the reactor's operational condition with an error lower than 5%.

Resumo em Português:

Os estudos relacionados ao processo de fabricação de fibras de carbono indicam que a etapa de estabilização termo-oxidativa das fibras precursoras é limitante, envolvendo reações químicas complexas e mudanças na estrutura física das fibras. Com o objetivo de se conhecer melhor a etapa de estabilização e eliminar gastos em testes experimentais, a modelagem e a simulação surgem para tentar otimizar este processo. Apresenta-se neste trabalho um modelo matemático para a etapa de estabilização de uma fita de fibras de poliacrilonitrila. As equações do modelo descrevem as principais reações químicas de estabilização, a difusão de oxigênio e a transferência de calor na fita. Para a resolução do modelo foi desenvolvido um programa computacional na linguagem Fortran, utilizando os métodos de Colocação Ortogonal e Runge<FONT FACE=Symbol>¾</FONT> Kutta Semi-implícito. Foram obtidos resultados de temperaturas e concentrações na fita de fibras de poliacrilonitrila em função do tempo de estabilização e da posição na espessura da fita. Estes resultados foram analisados e comparados com os simulados em um feixe de fibras de poliacrilonitrila e indicaram que a transferência de calor na fita é melhor do que no feixe e conseqüentemente as reações exotérmicas são mais controladas.

Resumo em Inglês:

Stabilization is one of the expensive and critical steps in the manufacture of carbon fibers. It involves complex chemical reactions and physical structure changes. Modeling and simulation are successfully utilized in order to know the stabilization behavior and minimize the cost of experimental tests. In this work a mathematical model of stabilization step is presented for a polyacrylonitrile strip. Differential equations describe the chemical reactions, oxygen diffusion and heat transfer occurring inside the strip. They are resolved by Orthogonal Collocation and Semi implicit Runge - Kutta Method. The results of temperatures and concentrations profiles as a function of the stabilization time are analyzed and compared with a simulation obtained for a bundle of polyacrylonitrile fibers. This investigation indicates that heat transfer in the strip is better than in the bundle and consequently the exothermic reactions are controlled.

Resumo em Português:

Propriedades mecânicas de recobrimentos a base de epóxi para aplicação in situ em dutos de transporte na indústria petrolífera foram avaliadas. Os recobrimentos foram aplicados sobre substratos de aço carbono submetidos a dois diferentes padrões de tratamento superficial (ST3 e SA2½) e avaliou-se a influência do mesmo em propriedades tais como adesão, impacto, dureza e desgaste do material. Observou-se que a falha de adesão ocorre por diferentes mecanismos dependendo do material do recobrimento e da preparação da superfície. Desgaste ocorre basicamente por mecanismo abrasivo embora se tenha observado desgaste adesivo significativo em alguns casos, dependendo do material e do padrão de tratamento da superfície. Resultados de microdureza indicaram, como esperado, ser esta uma propriedade inerente ao material, não sendo afetada pelo padrão de limpeza da superfície

Resumo em Inglês:

Mechanical properties of epoxy based coating materials suitable for in-situ internal application in gas/oil pipelines were studied. Coatings were applied on carbon steel substrates submitted to two different surface preparation procedures (ST3 and SA2½) and the effect from surface treatment on coating adhesion, impact, hardness and wear was evaluated. It was found that adhesion failure occurs through distinct mechanisms depending on coating material and surface preparation. Wear occurs mostly by abrasive mechanism, although adhesive wear was found to be significant in some cases also depending on material and surface. Microhardness, as expected, was found to be a coating property not unaffected by surface treatment.

Resumo em Português:

O contraste de fase em microscopia de força atômica no modo de contato periódico é determinado pela topografia, viscoelasticidade e pelas propriedades adesivas das amostras. A maximização da quantidade de informação extraída das imagens exige que o procedimento de aquisição seja previamente definido através da escolha adequada do ângulo de fase entre a onda aplicada ao cristal piezoelétrico, que provoca a oscilação da sonda, e a onda gerada pela resposta do fotodetector. O efeito da topografia no contraste de fase é minimizado somente se as duas senóides (oscilação da sonda e resposta do fotodetector) forem ortogonais. Escolhendo teta = -90°, os domínios brilhantes na imagem são mais dissipativos que os domínios escuros, porém o oposto é observado usando teta = +90°. Esta regra é obtida da análise de operação do instrumento, e é experimentalmente verificada com uma amostra preparada pelo recobrimento parcial de uma superfície de mica com um filme de borracha natural. Três diferentes filmes foram analisados e revelaram diferentes padrões de domínios: domínios duros em uma matriz mole são observados em um látex copolimérico sintético, enquanto que um filme de borracha natural apresenta domínios moles em uma matriz mais dura, e um filme compósito de borracha natural com polifosfato de sódio é formado por domínios duros e moles, interpenetrantes.

Resumo em Inglês:

Phase contrast in periodic contact mode-AFM is determined by topographic, viscoelastic as well as adhesive properties of the samples. Image interpretation is not straightforward, unless the image acquisition procedure is previously well defined, making an adequate choice of the phase angle q between the wave applied to the driving piezo and the wave from the photodetector output. The effect of topography on phase contrast is minimum only if the two senoidal waves (probe oscillation and phododetector response) are ortogonal. By choosing theta = -90°, brighter domains in the image are more dissipative than darker domains, but the opposite is observed using theta = +90°. This rule is obtained from a simple analysis of the instrument operation, and it is experimentally verified with a sample prepared by partially coating a mica sheet with a natural rubber film cast from solution. Three different latex films were imaged and revealed different domain patterns: harder domains in a softer matrix are observed in a synthetic copolymer latex, while the natural rubber latex (NRL) has softer domains in a harder continuum, and a NRL-sodium polyphosphate composite film is formed by interpenetrating harder and softer domains.

Resumo em Português:

Hoje em dia não se discute mais a importância da Pesquisa e Desenvolvimento para a sobrevivência e longevidade de uma Empresa. Todo tipo de indústria sente o impacto do aumento da competição e da velocidade dos avanços tecnológicos. Entretanto, os recursos estão escassos, tanto para as despesas necessárias às atividades de negócio quanto para a pesquisa, o que deixa os gerentes com a difícil tarefa de decidir onde os recursos serão aplicados. Anos atrás, quando os recursos eram (aparentemente) ilimitados a força que impulsionava a pesquisa era o desafio da descoberta do novo. A complexidade do processo, os intricados métodos de análise, a quebra de barreiras do conhecimento, alimentavam as mentes dos cientistas. Depois da pesquisa, os profissionais de marketing deveriam encontrar mercados para os novos produtos. Atualmente a pesquisa de mercado, as ferramentas de análise de negócio e outros aspectos outrora desconhecidos dos cientistas dominam as mesas dos gerentes. Este artigo descreve três diferentes abordagens na distribuição de recursos para pesquisa e resume alguns dos princípios que ajudam as empresas a funcionar melhor.

Resumo em Inglês:

Nowadays the importance of Research and Development to a Company survival and longevity is well known. Virtually every industry feels the impact of increased competition and the fast pace of technology change. However, resources are getting scarce, both for doing business and research as well, leaving managers with the tough job of selecting which project will get funding. Years ago, when money was (seemingly) unlimited the driving force to research was the challenge of inventing something new. The process complexity, the intricate analysis methods, the breaking of new frontiers were the food for the scientists inquiring minds. Then marketing professionals had to work to find or create market. Now market research, business analysis tools and other aspects once unknown to scientists rule. This article describes three approaches to research funding and summarizes some of the principles that help corporations to do a better job.

Resumo em Português:

Misturas elastoméricas condutoras de eletricidade envolvendo copolímero tribloco poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) e polianilina dopada com ácido dodecilbenzenosulfônico (Pani.DBSA) foram obtidas por polimerização "in situ". Os filmes obtidos por moldagem por compressão mostraram baixo limiar de percolação, apresentando valores de condutividade semelhantes aos encontrados para o polímero condutor puro com cerca de 20 % em massa de Pani.DBSA. A caracterização das misturas por análise termodinâmico-mecânica (DMTA) evidenciou uma ligeira interação da Pani.DBSA com ambas fases do copolímero SBS. Na região borrachosa, o módulo da mistura aumenta com o aumento do conteúdo de Pani. No entanto, existe uma progressiva queda no fator de amortecimento ("damping") com o aumento da concentração de Pani. A energia de ativação, Ea, do processo de transição vítreo-borrachoso de ambas fases do SBS foi calculada, utilizando a equação de Arrhenius com os dados obtidos tanto por DMTA como por análise termodielétrica (DETA). A caracterização dielétrica não proporcionou informações a respeito da localização da Pani.DBSA na matriz de SBS. No entanto, observou-se o fenômeno de polarização interfacial entre a Pani e o SBS. Uma morfologia do tipo microtubos foi observada para Pani.DBSA na mistura SBS/Pani.DBSA, utilizando-se a técnica de microscopia eletrônica de varredura.

Resumo em Inglês:

Conducting rubbery blends of styrene-butadiene-styrene (SBS) triblock copolymer and polyaniline doped with dodecylbenzenesulfonic acid (Pani.DBSA) were produced by "in situ" polymerization. The films obtained by compression-molding display low percolation threshold with conductivity values similar to that found for pure Pani.DBSA with only 20 wt% of Pani.DBSA in the SBS/Pani.DBSA blend. The dynamic-mechanical characterization demonstrated that PAni.DBSA presents a slight interaction with both phases of the SBS copolymer. In the rubbery region, the modulus of the blend increases with the increase of the Pani content. The values of Tg of the polybutadiene block were not affected by the addition of Pani. However, there is a progressive drop of the damping values with the increase of Pani concentration. The activation energy Ea for the glass transition process for both SBS phases was calculated from DMTA and DETA results, using the Arrhenius equation. From DMTA data, it is found that Ea corresponding to the PB segment of SBS presents a slight increase with the addition of Pani.DBSA, whereas the Ea corresponding to the PS segment increases substantially with the presence of Pani.DBSA. These results were also confirmed by DETA. The dielectric characterization does not provide conclusive information concerning the preferential localization of Pani.DBSA, but gives some information about interfacial polarization between the Pani and SBS in this blend. The formation of microtubules was observed by scanning electron microscopy in the SBS/Pani.DBSA blends.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta os resultados analíticos da determinação de elementos químicos em materiais plásticos metalizados, obtidos por análise por ativação com nêutrons (NAA) e os resultados da identificação de polímeros por espectroscopia no infravermelho (IR) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram coletadas amostras de plásticos metalizados de embalagens de alimentos e cosméticos. Os resultados dos testes IR e DSC indicaram que os tipos de polímeros usados em plásticos metalizados são polietileno, polipropileno, poli(tereftalato de etileno) e poliestireno. A NAA consistiu em irradiar as amostras e padrões com fluxo de nêutrons térmicos do reator nuclear IEA-R1, seguido da medida da atividade dos raios gama induzidos usando um detector de Germânio hiperpuro acoplado ao espectrômetro de raios gama. Elementos tóxicos como arsênio, cádmio, cromo, níquel e antimônio assim como elementos não tóxicos como bário, cálcio, cobalto, ferro, escândio, selênio e zinco foram determinados e suas concentrações apresentaram grande variabilidade entre as amostras. A análise de polímeros e elementos tóxicos é de grande interesse para o desenvolvimento de processos adequados e seguros para reciclagem e incineração de embalagens plásticas metalizadas, sem causar danos ao ambiente.

Resumo em Inglês:

This paper presents analytical results of metallized plastic materials obtained by neutron activation analysis (NAA) and the results of identification of polymers by infrared spectroscopy (IR) and differential scanning calorimetry (DSC). Metallized plastic samples were collected from packages of foodstuffs and cosmetics. Results of IR and DSC tests indicated that polyethylene, polypropylene, poly(ethylene terephthalate) and polystyrene are polymers used in metallized plastics. The NAA consisted of irradiating samples and standards with thermal neutron flux of the IEA-R1 nuclear reactor, followed by induced gamma ray activities measurements using a hyperpure germanium detector coupled to a gamma ray spectrometer. Toxic elements such as arsenic, cadmium, chromium, nickel, and antimony as well as non-toxic elements as barium, calcium, cobalt, iron, scandium, selenium and zinc were determined and their concentrations presented a large variability between the samples. The analyses of polymer and toxic elements are of great interest to develop adequate and safe processes for recycling or incineration of metallized plastic packages without causing damage to the environment.

Resumo em Português:

Compósitos condutores elétricos a base de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e negro de fumo modificado com polianilina (Eeonomer®) foram preparados através do processamento por fusão. Resultados de reometria de torque indicaram que a presença de polianilina no negro de fumo é vantajosa ao processamento por fusão, reduzindo a viscosidade do fundido em comparação com a aditivação com negro de fumo puro. Compósitos contendo acima de 5% em peso de Eeonomer® apresentaram condutividade da ordem de 10-2 S/cm. Esse valor se manteve estável mesmo após tratamento térmico a 150°C por 170 h em atmosfera ambiente. Análises por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difração de Raios-X mostraram que o tipo e a quantidade de Eeonomer®, assim como a taxa de resfriamento da amostra, podem afetar a temperatura de fusão, o grau de cristalinidade e a fase cristalina do PVDF presente no compósito.

Resumo em Inglês:

Conductive polymeric composites of poly(vinylidene fluoride) and carbon black modified with polyaniline were prepared via melting processing. The additivation with Eeonomers® is advantageous to the melt processing of the composites reducing the melt viscosity in comparison to the additivation with pure carbon black. The composites containing above 5%wt of Eeonomer® exhibited electrical conductivity around 10-2 S/cm, and this value remains constant even after thermal treatment at 150 ºC during 170 h room atmosphere. Differencial Scanning Calorimetry (DSC) and X-Ray diffraction analyses showed that composites containing the beta phase of PVDF could be obtained via quenching from the melt. It was also shown that the type and amount of Eeonomer® affect the crystallinity and the melting temperature of PVDF present in the composites.

Resumo em Português:

Uma metodologia é proposta para descrever a morfologia das partículas de polímero que são obtidas durante os momentos iniciais da polimerização de olefinas via catálise heterogênea. O método é baseado na análise matemática da capacidade da partícula em liberar a energia mecânica acumulada no seu interior devido à rápida produção de polímero. O balanço entre as quantidades de energia acumulada e liberada é calculado com o auxílio de um modelo dinâmico da reação de pré-polimerização. A combinação da metodologia proposta com o modelo dinâmico permitiu a análise dos mecanismos de fragmentação, indicando a morfologia da partícula de polímero produzida em função do tamanho da partícula e da temperatura do reator.

Resumo em Inglês:

A model-based methodology is proposed for describing the morphology of the polymer particles that are obtained during the very early stages of the olefin polymerization. The method is based on the analysis of the particle capacity to release the amount of energy that is accumulated in its interior during the polymerization, due to the fast polymer production. The balance between the accumulated and released amounts of energy is calculated with the help of a dynamic pre-polymerization reaction model. The combination of the fragmentation criteria and of the polymerization model allows the analysis of the prepolymerization step, indicating the morphology of the final polymer particles as a function of the catalyst particle diameter and reactor temperature.