Resumo em Português:

O grafite é a fonte mais abundante e de baixo custo para obtenção de grafeno. Para sua produção e aplicação em nanocompósitos em escala industrial, o método de redução do óxido de grafite (OG) tem sido o mais utilizado. A oxidação do grafite promove a introdução de grupos funcionais na sua estrutura lamelar que causam o afastamento dos planos cristalinos do grafite, produzindo assim o OG. Sua redução pode ser realizada tanto por métodos químicos quanto térmicos, a qual remove parcialmente os grupos funcionais introduzidos na oxidação, fazendo com que a estrutura grafítica seja também parcialmente reestabelecida. Várias matrizes poliméricas estão sendo utilizadas na produção de nanocompósitos com grafeno, dentre elas as resinas epoxídicas. Um dos desafios é proporcionar a dispersão total do nanoreforço na matriz e promover uma forte adesão interfacial matriz/nanoreforço para se obter melhores propriedades finais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar as propriedades morfológicas, mecânicas e térmicas de nanocompósitos de matriz epoxídica à base de éter diglicidílico do bisfenol A (DGEBA) com reforços produzidos a partir do grafite natural, sendo estes o grafite sonificado (GS), OG e o OG expandido (OGE) na concentração de 0,1% m/m. O sistema contendo o OGE se mostrou o mais promissor na melhoria das propriedades mecânicas de sistemas com resina epoxídica, uma vez que apresentou um incremento de ~37% na resistência à tração. Não foram observadas alterações significativas na estabilidade térmica dos nanocompósitos, indicando que não se formam redes de percolação na concentração de reforço estudado.

Resumo em Inglês:

Graphite is the cheapest and the most abundant source to obtain graphene. For its production and application in nanocomposites in industrial scale, reduction of the graphite oxide (GO) has been the most used method lately. Graphite oxidation promotes the insertion of functional groups in its layers which lead to an increase in graphite interlayer distance, producing GO. The GO can be reduced either by chemical or thermal methods, which partially removes the functional groups inserted during oxidation, partially reestablishing the graphitic structure. Several polymer matrices have been utilized to produce graphene nanocomposites, including the epoxy resins. One of the challenges to produce polymer nanocomposites is the total dispersion of the nanofillers into the matrix and a strong matrix/nanofillers interfacial adhesion to obtain enhanced final properties. Therefore, the aim of this work was the characterization of morphological, mechanical and thermal properties of epoxy matrix based on diglycidyl ether of bisphenol-A (DGBEA) nanocomposites with reinforcements produced from natural graphite, such as sonicated graphite (SG), GO and expanded GO (EGO) at the concentrations of 0.1 wt%. The most promising system to enhance mechanical properties of epoxy resin nanocomposites was the EGO system, since it showed an increase of ~37% in tensile strength. The results showed no significant change on thermal stability of the nanocomposites indicating the absence of a percolation network with the amount of reinforcement studied.

Resumo em Português:

A utilização de macrofibras poliméricas está amplamente difundida no mercado brasileiro. Entretanto, a caracterização do comportamento mecânico de concretos reforçados com essas macrofibras ainda deve ser mais bem avaliada. Dentre os diversos métodos utilizados para essa finalidade, os ensaios realizados com sistema fechado de controle de velocidade de deslocamento fornecem resultados mais confiáveis. A principal vantagem conferida por esse sistema está na avaliação desses compósitos em baixo nível de fissuração, com maior nível de acurácia. O desempenho desses compósitos foi estudado segundo uma norma recente (ASTM C1609 - 2010) e outra que é uma referência tradicional no Brasil (JSCE-SF4 - 1984). Ambos os procedimentos prescrevem ensaios de flexão de corpos-de-prova prismáticos para determinação da resistência residual pós-fissuração e da tenacidade. Foram estudadas duas fibras: uma macrofibra de polipropileno, nas dosagens de 0,22, 0,33, 0,50, 0,66, 0,82 e 1,0% em volume, e outra de aço, nas dosagens de 0,19, 0,32 e 0,45% em volume. Foi utilizada uma matriz de concreto com resistência média à compressão de 35MPa. Foi verificado que a macrofibra polimérica pode proporcionar o mesmo nível de resistência residual que a fibra de aço, desde que sejam determinados teores com equivalência de desempenho em estudo de dosagem. Além disso, foi comprovada a maior precisão do ensaio utilizando-se a velocidade de deslocamento do corpo-de-prova como parâmetro de controle do ensaio, devido à redução da instabilidade pós-pico, que propiciou melhor avaliação da resistência residual do compósito nos níveis iniciais de deslocamento e fissuração da matriz.

Resumo em Inglês:

Synthetic macrofibers are commonly used in Brazilian market. However, the characterization of the mechanical behavior of reinforced concretes with these macrofibers still hast to be better evaluated. Among the many methods used to this purpose the tests performed under closed-loop displacement control provide more reliable results. The main advantage of that system is in a more accurate evaluation of these composites at low levels of crack opening. In this study, the performance of these composites was examined according to a recent standard (ASTM C1609 - 2010) and a more traditional one, which is reference in Brazil (JSCE-SF4 - 1984). Both procedures prescribe flexural tests in prismatic specimens for the determination of post-crack residual strength and toughness. Two fibers were analyzed: a polypropylene macrofiber, used in the dosages of 0.22, 0.33, 0.50, 0.66, 0.82 and 1.0 in volume percentage, and a steel fiber, in the dosages of 0.19, 0.32 and 0.45 in volume percentage. A matrix of average compressive strength of 35MPa was used. It was observed that the synthetic macrofiber can provide the same level of residual strength as the steel fiber, as long as the equivalence of the dosages of each fiber is taken into account. Besides that, great efficiency and accuracy were obtained using the net displacement of the specimen as the controlled variable, due to the reduction of post-peak instability. Therefore, the determination of the residual strength of the composite in the initial levels of displacement and cracking of the matrix was better achieved.

Resumo em Português:

No presente trabalho, considera-se o estudo do potencial de utilização de resíduos da casca de amendoim, com o intuito de agregar valor a este material, por meio da fabricação de painéis de partículas aglomeradas com resina ureia-formaldeído, prensados à temperatura de 100 ºC. A qualidade dos painéis foi avaliada com base nas prescrições do documento normativo ASTM D 1037:2006 por meio de ensaios físico-mecânicos de densidade, inchamento em espessura, absorção de água e flexão estática. Os painéis avaliados apresentaram densidade média variando de 0,69 a 0,83 g cm-3, MOR 4,37 a 5,34 MPa e MOE 590 a 700 MPa, para painéis com e sem tratamento preservativo. É possível afirmar, baseando-se no documento normativo ANSI A208.1:1993, que o material apresenta potencial para utilização em ambientes internos, como revestimento superficial de residências, construções agrícolas, setor moveleiro e decorativo. Recomenda-se a intervenção no processo de fabricação do painel, para melhorar as propriedades mecânicas e possibilitar o uso estrutural do material.

Resumo em Inglês:

In this study, the potential use of residues of peanut husks was verified, in order to add value to these materials through the manufacture of panels of particleboards. For this procedure, it was used urea-formaldehyde resin and the panels were mechanical pressed at a temperature of 100 ºC. The quality of the panels was evaluated based on the prescriptions of the normative document ASTM D 1037:2006, through physical and mechanical tests of characteristics, such as: density, swelling in thickness, water absorption and static bending. The panels evaluated showed bulk density varying between 0,69 a 0,83 g cm-3, MOR and MOE between 4,37 - 5,34 MPa and 590 - 700 MPa respectively, for panels with and without preservative treatment. It is possible to claim, based in the normative document ANSI A208.1:1993, that the material presents a potential for use in internal areas as superficial covering of residential buildings, agricultural buildings, furniture and decorative sectors. Intervention in the board production process is recommended, in order to improve the mechanical properties of the material and enable its structural use.

Resumo em Português:

Os óxidos mistos SiO2/MxOy obtidos pelo processo sol-gel, designados de compósitos, normalmente aliam as propriedades mecânicas e químicas da sílica gel com as propriedades químicas do óxido metálico (MxOy), apresentando propriedades tais como: elevado grau de dispersão e homogeneidade das partículas do óxido metálico na matriz de sílica, assim como elevada resistência mecânica e química. O objetivo deste trabalho foi o de preparar e caracterizar materiais do sistema SiO2/Mn xOy, obtidos pelo processo sol-gel, utilizando diferentes concentrações dos precursores de Mn (II), acetato ou nitrato. A técnica de fluorescência de raios X (FRX) mostrou que a concentração do óxido metálico nos materiais é dependente do precursor utilizado e da sua concentração no meio reacional, variando de 9,4% até 20,9% em massa. A maior concentração de óxido de manganês foi obtida quando se utilizou como precursor o (CH3CO2)2Mn.4H2O. Os espectros de infravermelho indicam que a rede de SiO2 é pouco perturbada pelo aumento da quantidade de óxido de manganês, sugerindo que o Mn xOy está disperso na superfície da matriz de sílica. Os difratogramas de raiosX (DRX) mostram que os materiais apresentam baixa cristalinidade. No entanto, observa-se uma mudança no DRX em 2θ = 35,7º quando o material é aquecido a 400 0C, provavelmente devido à formação de cristalitos de Mn3O4. O método de síntese proposto para os materiais SiO2/Mn xOy é reprodutível. A aplicação destes materiais como eletrodos para a redução de O2 foi avaliada e observou-se que a atividade eletrocatalítica desses materiais pode ser aumentada através do seu aquecimento a 400 0C.

Resumo em Inglês:

The mixed oxides SiO2/MxOy obtained by the sol-gel process, designated as composites, usually combine both mechanical and chemical properties of silica gel with the chemical properties of metal oxide (MxOy), showing properties such as: high degree of dispersion and homogeneity of metal oxide particles in the silica matrix, as well as high mechanical and chemical resistance. The goal of this work was to prepare and characterize materials in the system SiO2/Mn xOy obtained by the sol-gel process, using different concentrations of Mn (II) precursors (acetate or nitrate). The technique of X-ray fluorescence showed that the concentration of metal oxide in the materials is dependent on the precursor used and its concentration, ranging from 9.4% up to 20.9% by mass. The highest concentration of manganese oxide was obtained when (CH3CO2)2Mn.4H2O was used as precursor. The infrared spectra indicate that the network of SiO2 is not disturbed by the increase in the quantity of manganese oxide, suggesting that the Mn xOy is dispersed on the surface of the silica matrix. The X-ray diffraction showed the low crystallinity of these materials. However, there is a change in the XRD on 2θ = 35.7(0) when the material is heated to 400 0C, probably due to the formation of Mn3O4 crystallites. The proposed synthesis method for materials SiO2/Mn xOy is reproducible. Application of these materials as electrodes for the reduction of O2 was evaluated and it was found that the electrocatalytic activity of these materials can be increased by heating them at 400 0C.

Resumo em Português:

Nesse trabalho, estudou-se a modificação da superfície da liga Ti-6Al-4V pela irradiação com feixe de laser Nd:YAG, variando o espaçamento da matriz e mantendo-se constantes os demais parâmetros. Após a irradiação, as amostras foram imersas na solução SBF (Simulated Body Fluid) por 7 dias a 37 ºC, para a nucleação e formação das apatitas. Após o recobrimento, essas amostras foram submetidas a um tratamento térmico a 600 ºC. Resultados de difração de raiosX indicaram a formação de uma mistura de fases contendo hidroxiapatita e fosfato tricálcico. Análises no infravermelho constataram a presença de estiramentos referentes à hidroxiapatita. As micrografias mostraram que diferentes espaçamentos da matriz proporcionaram a formação de diferentes morfologias. O espaçamento de 0,01 cm induziu a formação de microesferas características da fase hidroxiapatita, enquanto, para o espaçamento 0,02 cm, apenas um recobrimento não homogêneo foi obtido. Portanto, a utilização de laser na produção de superfícies ativas para a deposição de biocerâmicas mostrou-se viável, e o substrato após o recobrimento final possui potencial para aplicações na área de implantes dentários.

Resumo em Inglês:

In this work, surface modification of the Ti-6Al-4V alloy by irradiation with a Nd:YAG laser beam was studied. The matrix spacing was varied and the other parameters were kept constant. After theirradiation, the samples were immersed into SBF solution (Simulated Body Fluid) for 7 days at 37 ° C for nucleation and formation of calcium phosphates. After this period, the samples were subjected to a heat treatment at 600 °C. X-ray diffraction results indicated the formation of a mixture of phases containing hydroxyapatite and tricalcium phosphate. Infrared analysis demonstrated the presence of bands related to hydroxyapatite. SEM micrographs showed that different matrix spacing used leads to the formation of different morphologies.The 0.01 cm spacing induced the formation of microspheres, characteristic of the hydroxyapatite phase, while for 0.02 cm spacing, only a non-homogeneous coating was obtained. Therefore, the use of laser in the production of active surfaces for deposition of bioceramics proved to be viable, and the final coating has potential for applications in the field of dental implants.

Resumo em Português:

Nas últimas décadas têm sido desenvolvidos novos materiais sintéticos que possuam biofuncionalidade e biocompatibilidade para que se tornem um biomaterial. Polímeros bioestáveis têm uso generalizado no campo biomédico, sendo que muitos avanços em biomateriais poliméricos têm ocorrido na busca de melhorias aos implantes cardiovasculares. Atualmente, os materiais sintéticos mais utilizados para a fabricação de próteses vasculares são o PET e o PTFE devido a sua estabilidade química após o implante. Neste trabalho é apresentado um estudo das propriedades térmicas e mecânicas de dispositivos comerciais à base de PET e PTFE, bem como sua citotoxicidade em células de fibroblastos de camundongos, 3T3-NIH, através de testes para a avaliação da viabilidade celular (teste VN e MTT). Estes materiais apresentaram grande estabilidade térmica (acima de 300 ºC), mesmo após 270 dias de degradação in vitro e um comportamento elástico (deformação máxima de 186±22% para o PET e de 65±19% para o PTFE). A viabilidade celular por VN e MTT do dispositivo de PTFE foi superior a 80%, permitindo classificar o mesmo como não citotóxico. No teste de VN, o dispositivo de PET não apresentou efeito citotóxico, contudo os resultados por MTT indicaram que o mesmo causa alteração da funcionalidade mitocondrial, independente da dose e tempo avaliados.

Resumo em Inglês:

In recent decades new synthetic materials have been developed with adequate biofunctionality and biocompatibility to become a biomaterial. Biostable polymers have widespread use in the biomedical field, and many advances in polymeric biomaterials have been made in the search for improvements to cardiovascular implants. Currently, the most commonly used synthetic materials for the production of vascular grafts are PTFE and PET, due to their chemical stability after implant. In this work, a study of the thermal and mechanical properties of the commercial devices based on PET and PTFE is reported, as well as their cytotoxicity in mouse fibroblast cells, 3T3- NIH, through tests for the evaluation of cell viability (MTT test and VN). These materials showed high thermal stability (over 300 ° C), even after 270 days in vitro degradation and elastic behavior (maximal strain value of 186±22% by PET and 65±19% by PTFE). Cell viability by VN and MTT of PTFE device was more than 80%, thus, classified as non-cytotoxic. For PET device, VN test showed no cytotoxic effect, however the results obtained by MTT indicated that it causes alteration of mitochondrial function, independent of dose and time measured.

Resumo em Português:

O presente trabalho teve por finalidade a síntese de nanopartículas de NiFe2O4 utilizando o método de sol-gel/combustão e combustão homogênea. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios X, ressonância magnética eletrônica (RME) e espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (IV-FT). As medidas de raios X foram usadas para caracterizar e estimar o tamanho médio dos cristalitos. Nos espectros de infravermelho, são observadas a formação da fase ferrítica e a influência do tamanho médio de cristalitos em todas as amostras que apresentaram alto grau de cristalinidade, já que a banda de infravermelho na faixa de 600-550 cm-1 é característica por sítios tetraédricos da ferrita. Os espectros de ressonância magnética eletrônica mostram que as partículas sintetizadas possuem dimensão nanométrica.

Resumo em Inglês:

This work aimed at the synthesis of NiFe2O4 nanoparticles using the methods of sol-gel combustion and homogeneous combustion. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), electron magnetic resonance (EMR) spectroscopy and Fourier transform infrared (FTIR). The X-ray measurements were used to characterize and estimate the average size of crystallites. In the infrared spectra the formation of ferrite phase and the influence of the average size of crystallites in all samples which exhibited a high degree of crystallinity are observed, since the infrared band in the range 550 - 600 cm-1 is characteristic of tetrahedral sites of the ferrite. The electron magnetic resonance spectra show that nanoscale particles were synthesized.

Resumo em Português:

O comportamento de fluidos de perfuração em altas temperaturas, particularmente aqueles à base de água, é imprevisível e, de fato, ainda não foi totalmente compreendido. Desta forma, otimizar a composição dos fluidos surge como um dos principais fatores para controle das suas propriedades, uma vez que as propriedades reológicas dos fluidos podem apresentar grandes diferenças à temperatura ambiente e no interior do poço. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de fluidos argilosos aditivados com polímeros e lubrificante em elevada temperatura. Para tanto, foram feitos estudos das propriedades reológicas, de filtração e pH. Os resultados evidenciaram que os fluidos estudados apresentaram baixos valores de propriedades reológicas e altos valores de propriedades de filtração. Mostraram também que o envelhecimento térmico ocasionou um processo de degradação dos aditivos utilizados, resultando na redução do pH e na caramelização dos fluidos.

Resumo em Inglês:

The behavior of drilling fluids at high temperatures, particularly those which are water based drilling fluids, is unpredictable and, , has not been totally understood. In this way, optimizing the composition of the fluids becomes one of the main factors for the control of their properties. This is so because the rheological properties of the drilling fluids can present great differences at ambient temperature and in the interior of the well. This work aimed to evaluate the behavior of clay drilling fluids with polymer and lubricant additives at high temperature. Therefore studies were performed on the rheological properties, filtration and pH. The results evidenced that the fluids studied presented low values for the rheological properties and high values for the filtration properties. In addition to that, thermal aging caused a degradation process of the additives used, mainly the xanthan gum, resulting in pH reduction and in the caramelization of the fluids.