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Accelerated aging effects on carbon fiber/epoxy composites
(Elsevier, 2017-02-01) Barbosa, Ana Paula Cysne; Fulco, Ana Paula Pereira; Guerra, Érick Stéfano Silveira; Arakaki, Franscisco K.; Tosatto, Marcio; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Melo, José Daniel Diniz
The influence of operational environments on the long-term durability of structural components fabricated with carbon fiber reinforced composites is an ongoing concern. Exposures to ultraviolet radiation, temperature cycles and moisture are known to degrade the polymeric matrix. In this work, carbon-epoxy composites were subjected to accelerated aging in an aging chamber with controlled conditions of temperature, humidity and UV-radiation. Changes within the material are evaluated by Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy, Dynamic Mechanical Analysis (DMA), interlaminar shear strength and compressive strength, Scanning Electron Microscopy (SEM), and also in terms of mass variation. Although significant changes in mechanical properties were not observed, the effects of accelerated aging on the composite material were evidenced by mass loss, fiber exposure, chemical alterations, increased crack density in interlaminar shear tests and fiber buckling in fractured specimens after compression testin
Avaliação da condutividade elétrica de uma amostra de óxido de grafeno reduzido visando seu potencial para aplicação em tintas condutoras
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-08) Paula, Ygor Matheus Pereira de; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Silveira Júnior, Luiz Gonzaga de Queiroz; Mendes, Armando Monte
O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, constitui um material bidimensional com uma vasta gama de propriedades e grande potencial para as mais diversas aplicações. Um dos métodos de síntese mais utilizado é a esfoliação química (método de Tour), conhecido por garantir a obtenção de uma maior quantidade de óxido de grafeno (GO), contribuindo para solucionar um dos maiores problemas na síntese de grafeno, que é a dificuldade em produzi-lo em larga escala. O GO sintetizado via esfoliação química apresenta propriedades isolantes, porém, comprovou-se que a condutividade elétrica pode ser recuperada se os grupos funcionais forem eliminados da sua estrutura por meio da redução térmica do GO a fim de se obter o óxido de grafeno reduzido (rGO). O rGO traz consigo a recuperação das propriedades prejudicadas devido ao processo de esfoliação química, dessa forma, este pode vir a apresentar grande potencial para aplicações envolvendo condutividade elétrica. Atualmente, a gama de aplicações das tintas condutoras vêm crescendo, sendo o seu principal intuito a inserção de um material condutor, garantindo a condutividade necessária para tal aplicação. Tendo isso em vista, o presente trabalho teve como intuito principal, a síntese de GO utilizando o método de esfoliação química e da produção de rGO por meio da redução térmica do GO sintetizado, a fim de avaliar não só a qualidade dos materiais obtidos, mas também sua capacidade como possíveis agentes condutores. Os resultados obtidos por meio da espectroscopia Raman e difração de raios-x (DRX), confirmaram que a síntese e a redução do material ocorreram de forma satisfatória. De acordo com a análise de MEV, a superfície da amostra torna-se corrugada devido ao escape de grupos funcionais durante o processo de redução e, a partir da visualização da seção transversal, fica evidente a presença das folhas individuais de grafeno. Em contrapartida, a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), mostrou que a redução realizada não foi tão eficaz como o esperado.
Avaliação da estrutura de tecidos técnicos como elemento reforçante em compósitos poliméricos sistema poliéster isoftálico
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-07-23) Melo, Alan Jones Lira de; Nagem, Danilo Alves Pinto; Fonseca, Viviane Muniz; ; http://lattes.cnpq.br/1977121411791179; ; http://lattes.cnpq.br/5934458385325202; ; http://lattes.cnpq.br/9318807288397858; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Souza Júnior, Caubi Ferreira; ; http://lattes.cnpq.br/5346630547885521
Os materiais denominados de tecidos técnicos podem ser definidos como estruturas projetadas e desenvolvidas com a função de atender a requisitos funcionais específicos de diversos setores da indústria com aplicações específicas. Nesse sentido, este trabalho apresenta o desenvolvimento e a fabricação de compósito polimérico com resina poliéster isoftálico. O reforço do compósito é uma estrutura de tecido têxtil técnico confeccionado com fibras de alto desempenho de aramida (Kevlar 49) e fibra de vidro E. Os tecidos são fabricados pelo mesmo método, com o objetivo do aprimorar a resistência a tração do material compósito polimérico resultante. Os tecidos, foram desenvolvidos em escala laboratorial com baixa gramatura e composição diferenciada de aramida (100%), híbrido 1 fibra de aramida/vidro (65/35%) e híbrido 2 fibra de aramida/vidro (85/15%) para utilização como elemento reforçante em compósitos com matriz de poliéster insaturada isoftálico. Os compósitos poliméricos produzidos foram ensaiados em tração uniaxial e sua superfície de fratura avaliada por MEV. A proposta do trabalho é caracterizar o desempenho dos compósitos poliméricos elaborados, identificando as alterações e baseando-se na resistência ao ensaio de tração correspondente a comportamento mecânico. Os objetivos são verificar a potencialidade da utilização desta estrutura de reforço, juntamente com a utilização das fibras de alto desempenho e a resina, em termos de trabalhabilidade e resistência mecânica; verificar a aderência da fibra à matriz e a superfície de fratura através de microscopia eletrônica de varredura e determinação de resistência à ruptura por ensaio de tração. Os resultados indicam que, em um estudo comparativo para a resposta dos ensaios mecânicos de tração uniaxial há resistência à ruptura dos compósitos e a eficiência da baixa porcentagem do elemento de reforço, sendo uma estrutura de tecido têxtil técnico que apresenta característica de leveza e baixa gramatura adicionada nos compósitos poliméricos
Avaliação do desempenho anticorrosivo de revestimentos de epóxi contendo microcápsulas poliméricas de poli(ureiaformaldeído) (PUF) preenchidas com 5-etilideno-2-norboneno (ENB)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-17) Moreira, Vandicleya Alves; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Castro, Nicolau Apoena; http://lattes.cnpq.br/3740711945494961; https://orcid.org/0000-0002-4261-1331; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; https://orcid.org/0009-0009-1395-4253; http://lattes.cnpq.br/2826911178541780; Schiavon, Maria Ingrid Rocha Barbosa
A corrosão dos metais é um dos principais desafios enfrentados pela indústria, podendo causar graves falhas estruturais e grandes prejuízos econômicos. Um dos métodos de prevenção contra a corrosão mais empregados são os revestimentos anticorrosivos, que podem ser do tipo inorgânico, orgânico ou híbrido. Os revestimentos orgânicos apresentam vantagens como fácil aplicação e um bom custo-benefício, porém, esses revestimentos são suscetíveis a danos causados por fatores mecânicos ou ambientais, que podem comprometer a proteção por barreira contra a corrosão. Para contornar esse problema, revestimentos anticorrosivos contendo materiais autorreparáveis, como as microcápsulas poliméricas, vêm sendo desenvolvidos nos últimos anos. Neste trabalho, microcápsulas de poli(ureiaformaldeído) (PUF) preenchidas com 5-etilideno-2-norboneno (ENB) previamente sintetizadas por polimerização in situ, em 11 condições de síntese resultantes de um planejamento fatorial completo, foram aplicadas em revestimentos à base de epóxi para avaliação da eficiência anticorrosiva em substratos metálicos. Os revestimentos contendo as microcápsulas foram aplicados em substratos de aço, previamente limpos e preparados, pelo método de dip coating. As propriedades anticorrosivas dos revestimentos e o desempenho das microcápsulas foram avaliados mediante ensaio de corrosão por imersão em solução salina, após a simulação de danos por meio de riscos. Os resultados do ensaio de corrosão mostraram melhores desempenhos para os revestimentos contendo as microcápsulas obtidas nas condições de síntese PUF/ENB 1 e PUF/ENB 9. Análises por estereoscopia e microscopia óptica apresentaram boas dispersões dessas microcápsulas nas regiões dos riscos, o que contribuiu para o melhor desempenho dos revestimentos. Análises por microscopia eletrônica de varredura apresentaram maiores detalhes da interface entre revestimento e substrato metálico e reforçaram o que havia sido observado nos resultados de ensaio de corrosão.
Blendas de Poli (B-Hidroxibutirato) e Poli (Butileno-Adipatotereftalato) e seus compósitos com babaçu: efeito da composição e das condições de processamento
(2019-02-19) Costa, Anna Raffaela de Matos; Ito, Edson Noriyuki; Carvalho, Laura Hecker de; ; ; ; Leite, Amanda Melissa Damião; ; Medeiros, Eliton Souto de; ; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do;
Neste trabalho, blendas de poli (β-hidroxibutirato) (PHB) e poli (butileno adipatotereftalato) (PBAT) e seus compósitos com fibras extraídas do epicarpo e mesocarpo do babaçu (Attalea sp.) foram investigados. O efeito das condições de processamento nas propriedades reológicas, térmicas e morfológicas dos compósitos em função do tipo e teor de carga foi avaliado. As blendas PHB/PBAT foram processadas em misturador interno, caracterizadas por reometria de torque e o comportamento de cristalização e fusão foram analisados por calorimetria exploratória diferencial (DSC). Compósitos, contendo três blendas distintas como matriz, e teores 10 e 20% em massa dos dois tipos de carga, foram processados em um misturador interno de laboratório e caracterizados por reometria de torque. A taxa de degradação, estimada pela redução do torque e da massa molar durante o processamento, foi analisada em função da composição da blenda, do tipo (epicarpo ou mesocarpo) e do teor de carga incorporado. A interface das blendas e dos compósitos foi analisada por microscopia eletrônica de varredura, enquanto a microscopia óptica foi usada para revelar a distribuição e grau de dispersão da fase dispersa. Os resultados de DSC evidenciaram que o PBAT cristalizou completamente durante o resfriamento enquanto o PHB e a blenda PHB/PBAT mostraram cristalização incompleta a partir do fundido, sendo o processo completado durante a fase de reaquecimento. Estas características são independentes da taxa de aquecimento, mas são as mesmas para os componentes puros e para a blenda 50 % em massa. Modelos macrocinéticos clássicos de Pseudo-Avrami, Ozawa e Mo foram usados para descrever a evolução do processo de cristalização a partir do fundido. Os resultados sugeriram que nenhum dos três modelos cinéticos clássicos testados foi capaz de prever com precisão os dados experimentais para a blenda PHB/PBAT. Alguns modelos são utilizáveis - como ferramentas preditivas - para os componentes puros (Ozawa para PHB, Mo para PBAT) com uma faixa de validade reduzida. Os resultados de reometria de torque mostraram que o PHB degradou mais rapidamente durante o processamento do que o PBAT e que a combinação de PHB com PBAT, proporcionou uma proteção significativa contra a degradação excessiva do PHB. Observou-se que tanto a presença quanto o nível dos dois tipos de carga, aumentaram a degradação incipiente da mistura. As imagens obtidas por microscopia óptica (MO) mostraram distribuição uniforme do reforço na matriz em todos os casos, sem aglomerados. A morfologia da superfície da fratura por MEV indicou melhor adesão matriz/fibra em misturas ricas em PHB e em compósitos com epicarpo do babaçu.
Caracterização das propriedades superficiais de nanocompósito polímeroargila montmorilonítica funcionalizada
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-06-02) Azevedo, Arthur Gabriel Bezerra de; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; ; ; Araújo, Vinícius Dantas de;
Nanocompósitos de matriz polimérica termofixa e carga inorgânica nanoestruturada vêm apresentando maior demanda industrial nos últimos anos. As pesquisas recentes nesta área buscam incorporação de carga a baixas porcentagens de massa (inferiores a 5%) visando maximizar propriedades do nanocompósito sem prejudicar fatores como tenacidade. Neste trabalho, nanocompósitos polímero-argila foram produzidos a partir de resina epóxi e uma argila montmorilonítica. Um teor de 3% em massa de argila foi incorporado na resina através de dispersão em acetona, agitação mecânica e aplicação de vácuo. Os nanocompósitos obtidos foram depositados na forma de filmes, em placas de aço inox. A argila comercial Cloisite 10A foi tratada utilizando-se etilenoglicol para remoção de compostos interlamelares e esfoliação da estrutura. O material foi funcionalizado com três diferentes agentes de acoplamento, denominados silanos, (3- Aminopropil)triethoxisilano (APTES), Trietoxivinilsilano (TEVS) e 3- (Trimetoxisilil) propil metacrilato (MEMO). Os minerais modificados foram avaliados por intermédio de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise de área superficial específica pelo método BET. As análises sugerem que os materiais obtidos apresentaram estrutura esfoliada antes da incorporação na resina, com os agentes silanos incorporados no espaço interlamelar do argilomineral, o que foi observado por meio da significativa modificação no espaçamento basal de sua estrutura e alteração de área superficial específica. As análises de microscopia de força atômica (AFM) e ângulo de contato realizadas nos nanocompósitos obtidos indicaram que a presença dos agentes de acoplamento ocasionou mudanças superficiais nos nanocompósitos, variando sua rugosidade e obtendo-se um aumento de aproximadamente 45% no ângulo de contato para o nanocompósito contendo TEVS. Os materiais modificados com MEMO apresentaram alterações no ângulo de contato. Para o nanocompósito contendo APTES, as análises indicaram uma tendência ao aumento de hidrofilicidade.
Caracterização de poliacrilamida parcialmente hidrolisada em regime concentrado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-12-20) Gomes, Marcos Paulo Salgado; Costa, Marta; ; http://lattes.cnpq.br/7623147392470166; ; http://lattes.cnpq.br/1249221192414664; Pereira, Márcia Rodrigues; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788568T8; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Santana, Hosiberto Batista de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4796950P7
A poliacrilamida parcialmente hidrolisada (HPAM) é um copolímero formado por acrilamida e acrilato de sódio. Em função de sua ampla faixa de aplicação existem diferentes métodos para a sua quantificação e caracterização em solução. A avaliação de C* é importante para descrever a transição do regime diluído para o semi diluído, isto é, quando a solução terá sua viscosidade característica, em concentrações acima de C*. Este trabalho descreve a determinação da concentração crítica de overlap C* por potenciometria da poliacrilamida parcialmente hidrolisada HPAM em meio ácido. Baseando-se na lei de ação das massas e no tratamento adequado da constante de formação do agregado polimérico foram calculados a massa molar, grau de hidrólise e de polimerização da HPAM empregada. O ponto de inflexão foi determinado pelo método da interseção e a equação resultante do desenvolvimento matemático, satisfez estatisticamente os pontos experimentais, relacionando o número de mols de monômeros (n), constante de equilíbrio de formação do novelo (K*), pH do meio, C* e constante de acidez do polímero (Ka). Os parâmetros viscosimétricos de C* apresentaram uma diferença percentual em relação aos potenciométricos. Os resultados para determinação da C*, grau de copolimerização e massa molar se mostraram uma alternativa simples para caracterização de polímeros com monômeros protonáveis e solúveis em água
Desenvolvimento de bioblendas poliméricas a partir de gelatina bovina e de tilápia com amido de milho
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-08-15) Nunes, Yana Luck; Ito, Edson Noriyuki; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/5359167226273859; Souza, Bartolomeu Warlene Silva de; ; http://lattes.cnpq.br/4420376733052998; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Souza Filho, Men de Sá Moreira de; ; http://lattes.cnpq.br/4768901375579199
Com a necessidade da utilização de fontes alternativas ao petróleo, as matérias-primas naturais adquiriram uma importância especial ao lado das matérias-primas minerais, pois podem ser utilizadas na produção de biopolímeros. Como exemplo disso tem-se a gelatina, um biopolímero produzido a partir da desnaturação do colágeno de fontes animais, e o amido, um polissacarídeo abundante em diversas fontes vegetais, que apresentam diversas aplicações tecnológicas, sobretudo, na produção de filmes. O objetivo deste trabalho é produzir bioblendas poliméricas de gelatina e amido de milho utilizando dois tipos de gelatina: gelatina bovina comercial e gelatina obtida a partir de resíduos de carne mecanicamente separada de tilápia (Oreochromis niloticus). Para a extração da gelatina de tilápia foram realizados 3 pré-tratamentos distintos, seguidos da extração em água destilada sob aquecimento. As propriedades da gelatina extraída foram semelhantes às da gelatina bovina estudada, e as diferenças observadas podem ser justificadas pela diferença de processos de extração e de fontes de obtenção. Foram produzidas blendas de gelatina e amido de milho comercial em uma câmara de mistura de um reômetro de torque tipo Haake com o objetivo de avaliar o comportamento de mistura da gelatina com o amido. Posteriormente, após definidos os parâmetros de mistura, realizou-se a extrusão das blendas de gelatina de tilápia e amido de milho. As propriedades físico-químicas, reológicas e morfológicas das blendas de gelatina com amido termoplástico foram estudadas. Observou-se que diversas propriedades variam linearmente com o aumento da concentração de um dos componentes. As blendas produzidas se mostraram imiscíveis, e, dentre as duas gelatinas, a gelatina de tilápia apresentou uma melhor adesão interfacial com o amido de milho. Quanto à morfologia, as gelatinas formaram a fase dispersa em todas as composições estudadas, mesmo nas composições ricas em amido. Conclui-se que o procedimento para a extração da gelatina de tilápia é vantajoso e viável, sendo possível o aumento de sua escala para um reator de 30 litros com rendimento satisfatório. Foi possível produzir, com sucesso, as bioblendas de gelatina bovina /amido de milho e de gelatina de tilápia/amido de milho, e as condições de processamento utilizadas foram adequadas
Desenvolvimento de sistema de atomização de solução polimérica em meio circulante para obtenção de partículas nano
(2018-02-08) Pereira, André Anderson Costa; Oliveira, Jackson Araújo de; Sousa, Elisa Maria Bittencourt Dutra de; ; ; ; Moriyama, André Luis Lopes; ; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; Costa Neto, Bento Pereira da; ; Cellet, Thelma Sley Pacheco;
Partículas poliméricas formadas em escala nanométrica são de fundamental interesse atualmente, principalmente quando utilizadas como sistemas carreadores na liberação controlada de fármacos, cosméticos e nutracêuticos, bem como no recobrimento de matérias com propriedades magnéticas. O presente estudo tem como objetivo desenvolver um sistema para produção de partículas de poli (metacrilato de metila) (PMMA) e policaprolactona (PCL) a partir da atomização de solução polimérica em meio antisolvente. Neste sistema, soluções poliméricas em diferentes solventes são preparadas e atomizadas na forma de um spray. As gotículas geradas com a atomização entram em contato com um líquido antisolvente que provoca a precipitação e formação das partículas poliméricas. Neste trabalho, experimentos usando o sistema proposto foram realizados em diferentes condições operacionais e as partículas obtidas foram analisadas por espalhamento dinâmico de luz (Dynamic Light Scattering - DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que é possível obter partículas com características de nanoesferas/nanocápsulas e nanofibras com distribuição de tamanho na faixa de 50 a 5000 nm. Também foi possível observar que as variáveis do processo como a natureza do polímero, o tipo de solvente (acetona, acetato de etila, álcool etílico, álcool isopropílico e álcool propílico), a pressão da atomização (0,25 – 3 bar) e a temperatura do líquido antisolvente (10 – 40°C) afetam diretamente a morfologia e a distribuição de tamanho de partícula (DTP). Além disso, foi avaliado o potencial de encapsulamento do sistema proposto. Óleo de algodão e aluminato de ferro (espinélio inverso) foram utilizados como material a ser encapsulado. As partículas produzidas nesta avaliação foram analisadas por DLS, MET, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR) e difração de raios X (DRX) para a verificação do encapsulamento. De acordo com estes resultados, constatou-se a formação de partículas carreadoras, com características de nanocápsulas e nanoesferas. Ou seja, o material encapsulado pode ser encontrado dentro da partícula polimérica ou aderido a superfície da mesma, respectivamente.
Desenvolvimento e caracterização de blendas acrílicas e estirênicas com MBS
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-13) Damasceno, Igor Zumba; Ito, Edson Noriyuki; https://orcid.org/0000-0001-7784-9035; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; http://lattes.cnpq.br/3931434534451724; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Leite, Amanda Melissa Damiao; Mattos, Adriano Lincoln Albuquerque; Reinaldo, Juciklécia da Silva
Neste trabalho foi investigado a influência da estrutura química do copolímero metacrilato de metila-butadieno-estireno (MBS) em misturas físicas com o poli(metacrilato de metila) (PMMA), poliestireno (PS) e o copolímero estirenoacrilonitrila (SAN). As blendas poliméricas foram produzidas em uma extrusora dupla rosca e, em seguida, os corpos de prova foram confeccionados por moldagem por injeção. Os resultados das propriedades ópticas mostraram uma transparência superior a 75% e 90%, respectivamente, para as blendas com PS e SAN. As blendas desenvolvidas com PMMA apresentaram opacidade para todas as composições. A espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) apresentou as bandas características das estruturas químicas específicas das blendas poliméricas. Os espectros não evidenciaram mudança conformacional ou estrutural nas blendas poliméricas, não sendo observadas a presença de novas bandas de absorção. A caracterização termogravimétrica (TG) mostrou que as blendas com matrizes estirênicas (PS e SAN) apresentaram maior estabilidade térmica do que a blenda de matriz acrílica (PMMA). A caracterização mecânica mostrou que as blendas com 30% de MBS apresentaram um ganho substancial no módulo de elasticidade. Os resultados reológicos na região da viscoelasticidade linear apresentaram mudanças significativas na região terminal relacionada a presença do MBS. As caracterizações morfológicas mostraram a imiscibilidade das blendas PMMA/MBS e SAN/MBS, evidenciado pela presença de domínios da fase dispersa, enquanto a blenda PS/MBS mostrou-se miscível.
Desenvolvimento e caracterização de compósitos poli(tereftalato de etileno) reciclado (PET reciclado) com flocos de vidro.
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-07-29) Moura, Márcio Cleto Soares de; Ito, Edson Noriyuki; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/6836764301864738; Barbosa, Josiane Dantas Viana; ; http://lattes.cnpq.br/2990931894696551; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Souza Filho, Men de Sá Moreira de; ; http://lattes.cnpq.br/4768901375579199; Silva, Wanderson Santana da;
A crescente preocupação com a gestão de resíduos sólidos, observada na última década, em virtude de sua enorme quantidade e impacto ambiental, tem motivado a busca por processos de reciclagem, onde estes resíduos podem ser reprocessados de modo a gerarem novos produtos, ampliando o ciclo dos materiais e energia neles contidos. Dentre os resíduos poliméricos, destaca-se o poli(tereftalato de etileno) (PET). O PET é utilizado em embalagens de alimentos, preferencialmente, no envase de bebidas carbonatadas. A reintegração do PET pós-consumo ao meio produtivo pode ser considerada uma ação mitigatória dos impactos ambientais causados por estes resíduos e já é realizada por meio da obtenção de diversos produtos diferentes ao da origem, ou seja, embalagens para alimento, com taxas de reciclagem crescente a cada ano. Este trabalho focou o desenvolvimento e a caracterização mecânica, térmica, termo-mecânica, termo-dinâmico-mecânica e morfológica do PET reciclado processado e dos compósitos de PET reciclado com flocos de vidro na fração em peso de 5%, 10% e 20% processados em uma extrusora rosca simples, utilizando as seguintes técnicas de análise: termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), tração uniaxial, impacto Izod, dureza Rockwel, temperatura de amolecimento Vicat, índice de fluidez, taxa de queima, análise termo-dinâmico-mecânica (DMTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados das análises térmicas e das propriedades mecânicas conduziram a uma avaliação positiva, pois nos termogramas as adições dos flocos de vidro mostraram comportamento crescente nas temperaturas inicial de decomposição térmica e de fusão cristalina, além disso, observou-se comportamento crescente no desempenho mecânico dos compósitos poliméricos, cuja estrutura morfológica foi observada por MEV, verificando uma boa distribuição dos flocos de vidro, apresentando diferença na orientação no centro e na camada superficial do corpo de prova dos compósitos com 10 e 20% de flocos de vidro. Nos resultados de DMTA os valores de Tg dos compósitos obtidos a partir do pico de tan ä, apresentaram pequenas reduções, devido a pobre adesão interfacial entre o PET reciclado e os flocos de vidro.
Desevolvimento de nanocompósitos de poli(metacrilato de metila)/argila processados por mistura no estado fundido
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-10-15) Medeiros, Antonio Marcos de; Ito, Edson Noriyuki; Melo, José Daniel Diniz; ; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/8341121345351326; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Araújo, Edcleide Maria; ; http://lattes.cnpq.br/1097999681102529
Nanocompósitos de poli(metacrilato de metila) (PMMA) foram preparados a partir da técnica de mistura no estado fundido com argila rica em montmorilonita (MMT). A argila in natura foi inicialmente tratada com ácido acrílico para facilitar a dispersão na matriz polimérica. Depois, foi preparado um concentrado de PMMA e argila que foi combinado com o PMMA puro e submetido ao processo de extrusão realizado em extrusoras monorosca e dupla rosca com posterior injeção. Nanocompósitos foram processados com 1, 3, 5 e 8% em massa de argila. O efeito do cisalhamento sobre a morfologia dos nanocompósitos foi avaliado por DRX, MEV e MET. Para avaliar o efeito da adição de argila na matriz de PMMA foram investigadas propriedades térmicas e mecânicas, através de análises de TG, DSC, HDT, VICAT, tração e impacto. Ensaios de inflamabilidade foram também realizados para investigar o efeito da adição de argila sobre as propriedades de retardo de chama. As análises morfológicas mostraram a presença de aglomerados de argila distribuídos na matriz de PMMA, o que resultou na redução de propriedades como estabilidade térmica, resistência mecânica e ao impacto, e elevou a taxa de queima para os materiais processados por ambas as rotas de extrusão
Development of ZnO/PDMS nanocomposite with photocatalytic/ hydrophobic multifunction
(Chemical Physics Letters, 2020-02) Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Santiago, Anderson de Azevedo Gomes; Gondima, Juliane Germano de Souza; Tranquilin, Ricardo Luis; Silva, Fabio S. da; Fernandez, Fernando Ferreira; Motta, Fabiana Villela da; Delmonte, Maurício Roberto Bomio
The polydimethylsiloxane (PDMS)/ZnO nanocomposite coatings were deposited on the borosilicate substrate by spray method. ZnO nanoparticles were synthesized by polyol method and further surface modification by functionalization with [(3-Aminopropyl)triethoxysilane] (APTS) in different concentrations (0.5, 1.0, and 1.5 ml). The results showed that there is an influence in the exposure to UV radiation and a decrease in the temperature, consequently presenting decreases in the contact angle of ZnO/PDMS nanocomposites. The 0.5 ml of APTS was the best design for ZnO/PDMS nanocomposite with photocatalytic and hydrophobic characteristics, showing a contact angle of 117° and 25% of MB discoloration in 90 min
Efeito da adição do poli(etileno acrilato de metila) (ema) e da fibra de linter de algodão nas propriedades do poli(tereftalato de etileno) reciclado (petrec)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-12-28) Pereira, Laurenice Martins; Ito, Edson Noriyuki; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/4565222846393256; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; Bibbo, Ana Carolina Corrêa; ; http://lattes.cnpq.br/3369858890068027
O desenvolvimento de novos materiais para atender as necessidades dos avanços tecnológicos é um desafio enfrentado por pesquisadores de todo o mundo. No que diz respeito aos materiais poliméricos, estratégias como a confecção de blendas e compósitos são alternativas promissoras para atender a demanda por materiais com propriedades diferentes das encontradas nos polímeros convencionais. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da adição do copolímero poli(etileno-acrilato de metila) (EMA) e da fibra de linter de algodão (LB) nas propriedades do poli(tereftalato de etileno) reciclado (PETrec). Para isto, foram desenvolvidos a blenda PETrec/EMA e o compósito da blenda PETrec/EMA/LB. Com o intuito de melhorar as propriedades destes materiais foram adicionados agentes compatibilizantes: terpolímero etileno-acrilato de metila-metacrilato de glicidila (EMA-GMA) e o polietileno enxertado com anidrido maléico (PE-g-MA). As misturas foram produzidas por meio de uma extrusora monorosca e, em seguida, moldados por injeção. As caracterizações realizadas foram termogravimetria (TG), medida de índice de fluidez (MFI), reometria de torque, determinação da densidade por picnometria, ensaio de tração uniaxial e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados reológicos mostraram que a adição do copolímero EMA aumentou a viscosidade da mistura e o LB reduziu a viscosidade da blenda PETrec/EMA. A análise por MEV da blenda binária mostrou baixa adesão interfacial entre a matriz de PETrec e a fase dispersa de EMA, assim como no compósito da blenda PETrec/EMA/LB, também observou-se uma baixa adesão com a fibra de LB. Os ensaios de tração mostraram que o aumento da porcentagem de EMA diminuiu a resistência máxima e o módulo de elasticidade, e, para as formulações com menor porcentagem de EMA verificou-se um aumento do alongamento na ruptura. O compósito da blenda apresentou um aumento na resistência máxima e no módulo de elasticidade, e uma redução no alongamento de ruptura. As formulações da blenda com menores porcentagens de EMA apresentaram propriedades mecânicas melhores, que corrobora com as análises de tamanho de partícula que mostraram que estas formulações apresentaram menor diâmetro médio de fase dispersa. Os resultados de ensaios mecânicos do compósito da blenda mostraram que essa mistura resultou em um material com maior resistência mecânica e rigidez do que a blenda PETrec/EMA, cujas propriedades foram reduzidas em função da fase borrachosa EMA. O uso do EMA-GMA foi eficiente na redução do tamanho de partículas da fase dispersa do EMA na blenda PETrec/EMA e o PE-g-MA apresentou indício de reação com o LB e mistura física com o EMA
Efeito da adição dos azocorantes DR73 e DB79 nas propriedades do poli(metacrilato de metila)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-02-10) Rêgo, José Káio Max Alves do; Ito, Edson Noriyuki; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; http://lattes.cnpq.br/4409025248163428; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/2210294844801469; Silva, Djalma Ribeiro da; ; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; Graeff, Carlos Frederico de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/5268607684223281
Atualmente novos materiais poliméricos vêm sendo desenvolvidos, visando substituir outras classes de materiais tradicionalmente empregados. O uso de corantes possibilita ampliar e diversificar as possibilidades de aplicações no desenvolvimento desses novos materiais. Neste trabalho foi estudado o comportamento e a capacidade de tingimento dos azocorantes: Azul Disperso 79 (DB79) e o Vermelho Disperso 73 (DR73), em uma matriz de poli(metacrilato de metila) (PMMA). Duas formas de misturas foram utilizadas na produção dos concentrados: na primeira, em reômetro de torque e na segunda, em solução. O processamento por extrusão-sopro do PMMA foi realizado neste trabalho com intuito de avaliar suas aplicações na forma de filmes poliméricos. Análises térmicas foram realizadas por termogravimetria para avaliar a estabilidade térmica dos polímeros e dos azocorantes. Análises por colorimetria foram obtidas por meio do acompanhamento das mudanças espectrais associadas ao processo de isomerização cis/trans/anti dos azocorantes. Os dados de colorimetria foram tratados e avaliados segundo o sistema de cores RGB e CIEL*ab, por meio do acompanhamento da mudança de coloração em função do tempo. As propriedades mecânicas, caracterizadas por meio de ensaios de tração uniaxial, foram avaliadas e correlacionadas com a presença e quantidade de azocorantes na constituição das amostras. Análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas nas superfícies das amostras para verificar a dispersão dos corantes no final do processo de mistura. Verificou-se que a produção de PMMA/azocorantes é possível e viável e as misturas produzidas apresentaram sinergia de propriedades para utilização em diversas aplicações
Efeito da incorporação de corantes fotocromáticos em matriz de poli (metacrilato de metila)
(2016-05-20) Rêgo, José Kaio Max Alves do; Ito, Edson Noriyuki; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; ; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ; http://lattes.cnpq.br/2210294844801469; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; ; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; Agrawal, Pankaj; ; http://lattes.cnpq.br/0196840493849504; Melo, Tomás Jeferson Alves de; ; http://lattes.cnpq.br/8562091525519918
Com o avanço das novas tecnologias surgem necessidades por materiais com propriedades e características especificas para atender a uma demanda ainda em crescimento. Os polímeros como uma das principais fontes para atender a essa demanda, possibilitam a combinação com outros polímeros e/ou aditivos, o que permitem ampliar e diversificar suas aplicações. O objetivo deste trabalho foi estudar as influências secundárias dos corantes azoaromáticos (Vermelho Disperso 1 (DR1), Vermelho Disperso 73 (DR73), Azul Disperso 79 (DB79) e Preto Disperso 3 (DBL3)) e antraquinônicos (Violeta Disperso 31 (DV31)), quando misturados ao poli(metacrilato de metila) (PMMA). Esses materiais foram processados em extrusora de rosca dupla e, posteriormente, conformados em uma extrusora de rosca simples com matriz de fita plana ou moldados por injeção. Foram realizadas as caracterizações química (FTIR), física (colorimetria, UV-Vis e densidade), térmica (TG e DSC), reológica (índice de fluidez, reometria de torque e reometria de placas a baixas taxas) e mecânica (tração e impacto) dessas misturas. A colorimetria e a espectroscopia de UV-Vis permitiram correlacionar os comprimentos de onda absorvidos e a cor aparente apresentada pelos corantes, quando incorporados ao polímero, além dos comprimentos de onda favoráveis ao processo de hibridização do corante. O espectrômetro no infravermelho e os estudos reológicos das misturas apresentaram indícios de reações do PMMA com os corantes que contenham na sua composição hidroxila e amina. Verificou-se também a importância das técnicas de análise térmicas para os corantes, na detecção das temperaturas transição vítrea (Tg), fusão (Tm), evaporCom o avanço das novas tecnologias surgem necessidades por materiais com propriedades e características especificas para atender a uma demanda ainda em crescimento. Os polímeros como uma das principais fontes para atender a essa demanda, possibilitam a combinação com outros polímeros e/ou aditivos, o que permitem ampliar e diversificar suas aplicações. O objetivo deste trabalho foi estudar as influências secundárias dos corantes azoaromáticos (Vermelho Disperso 1 (DR1), Vermelho Disperso 73 (DR73), Azul Disperso 79 (DB79) e Preto Disperso 3 (DBL3)) e antraquinônicos (Violeta Disperso 31 (DV31)), quando misturados ao poli(metacrilato de metila) (PMMA). Esses materiais foram processados em extrusora de rosca dupla e, posteriormente, conformados em uma extrusora de rosca simples com matriz de fita plana ou moldados por injeção. Foram realizadas as caracterizações química (FTIR), física (colorimetria, UV-Vis e densidade), térmica (TG e DSC), reológica (índice de fluidez, reometria de torque e reometria de placas a baixas taxas) e mecânica (tração e impacto) dessas misturas. A colorimetria e a espectroscopia de UV-Vis permitiram correlacionar os comprimentos de onda absorvidos e a cor aparente apresentada pelos corantes, quando incorporados ao polímero, além dos comprimentos de onda favoráveis ao processo de hibridização do corante. O espectrômetro no infravermelho e os estudos reológicos das misturas apresentaram indícios de reações do PMMA com os corantes que contenham na sua composição hidroxila e amina. Verificou-se também a importância das técnicas de análise térmicas para os corantes, na detecção das temperaturas transição vítrea (Tg), fusão (Tm), evaporação de umidade molecular (Te) e da massa real dos corantes. Os corantes apresentaram grande influência na viscosidade do polímero, provocando mudanças na viscosidade máxima e final com o aumento da concentração de corante no PMMA, mesmo a baixas concentrações, apresentaram indicio de reações intermoleculares do tipo polímero-corante (PMMA/DR1, PMMA/DB79 e PMMA/DBL3) sem influência significativa nas propriedades mecânicas e polímero-corante-polímero (PMMA/DV31) com a diminuição da resistência ao impacto Izod. O uso de corantes azoaromáticos e antraquinônicos apresentaram influencia não só nas propriedades ópticas do polímero, como também na sua estabilidade e comportamento reológico quando misturados ao PMMA.ação de umidade molecular (Te) e da massa real dos corantes. Os corantes apresentaram grande influência na viscosidade do polímero, provocando mudanças na viscosidade máxima e final com o aumento da concentração de corante no PMMA, mesmo a baixas concentrações, apresentaram indicio de reações intermoleculares do tipo polímero-corante (PMMA/DR1, PMMA/DB79 e PMMA/DBL3) sem influência significativa nas propriedades mecânicas e polímero-corante-polímero (PMMA/DV31) com a diminuição da resistência ao impacto Izod. O uso de corantes azoaromáticos e antraquinônicos apresentaram influencia não só nas propriedades ópticas do polímero, como também na sua estabilidade e comportamento reológico quando misturados ao PMMA.
Efeito da incorporação de sílica tratada com aminosilano nos nanocompósitos PMMA/SAN/Sílica
(2017-08-30) Silva, Erik dos Santos; Ito, Edson Noriyuki; https://orcid.org/0000-0001-7784-9035; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; https://orcid.org/0000-0002-7542-1489; http://lattes.cnpq.br/8732219549722665; Leite, Amanda Melissa Damião; https://orcid.org/0000-0003-1597-4230; http://lattes.cnpq.br/3077817092155432; Ueki, Marcelo Massayoshi; https://orcid.org/0000-0003-1874-2312; http://lattes.cnpq.br/2893590781444170; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Melo, Tomás Jeferson Alves de; https://orcid.org/0000-0002-5879-6764; http://lattes.cnpq.br/8562091525519918
A pesquisa em nanocompósitos de polímeros e sílica tornou-se foco de muitos pesquisadores nos últimos anos devido às excelentes propriedades apresentadas quando comparadas aos componentes individuais. Neste trabalho foi realizado um tratamento de modificação superficial da sílica com 3-aminopropiltrietóxisilano (APTES) para incorporação na blenda poli(metacrilato de metila)/poli(estireno-co-acrilonitrila) (PMMA/SAN) por meio de processamento em extrusora dupla rosca. Foi avaliado o efeito da adição de nanopartículas de sílica com e sem modificação superficial na estrutura e propriedades da blenda PMMA/SAN, com objetivo de promover melhores propriedades mecânicas, sem comprometer a transparência dos materiais produzidos. Os materiais foram caracterizados por medidas de índice de fluidez (MFI), ensaios mecânicos de tração uniaxial, flexão em 3 pontos, dureza Rockwell M (HRM) e Shore D, impacto Izod, reometria de placas paralelas, microscopia eletrônica de transmissão (MET), ensaios de abrasão e risco. Os resultados reológicos indicaram que houve reação entre as nanopartículas de sílica tratadas com os polímeros puros e com a blenda PMMA/SAN, mostrando-se uma técnica útil para avaliar possíveis reações durante o processo de extrusão. Os nanocompósitos apresentaram um decréscimo nas propriedades de resistência máxima à tração, resistência ao impacto e alongamento na ruptura, se comparado a blenda PMMA/SAN, que apresentou sinergismo nas propriedades de resistência máxima à tração e alongamento na ruptura. Entretanto, as propriedades dos nanocompósitos com nanopartículas de sílica modificadas foram superiores aos nanocompósitos sem tratamento. A adição de sílica tratada promoveu um aumento no módulo de elasticidade, dureza, abrasão e risco dos nanocompósitos produzidos.
Efeitos do envelhecimento acelerado e de agente de autorreparo em um compósito de fibra de vidro – epóxi aplicado como reparo de dutos da Indústria petrolífera
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-07) Veloso, Taynnara Mendes; Barbosa, Ana Paula Cysne; http://lattes.cnpq.br/2076286476400453; Campos Júnior, José Ribamar; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do
A indústria petrolífera mundial emprega em todos os setores de processo, desde a fase de exploração da reserva até a distribuição do produto refinado, dutos metálicos para transportar fluidos, os quais, por serem de caráter corrosivo, causam danos internos à estrutura metálica. Outrossim, o ambiente ao qual os oleodutos e gasodutos são sujeitos os danificam externamente. Como recurso para prolongar a vida útil mediante as condições expostas, os materiais compósitos têm sido utilizados como reparo de dutos de petróleo e gás natural desde a década de 90, em razão de apresentarem elevada resistência química e desempenho térmico e mecânico. No entanto, estudos sobre os efeitos do envelhecimento desses reparos são escassos, outrora fundamentais para a aplicação dos mesmos. Ademais, a utilização de materiais capazes de se autorreparar é outra alternativa promissora na busca do aumento da vida útil, unido à redução de custos associados à manutenção desses reparos durante o serviço. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos do envelhecimento acelerado em um compósito de fibra de vidro com matriz polimérica epóxi, aplicado como reparo de dutos petrolíferos, com e sem potenciais agentes de autorreparo, sujeito a imersão em água salina por 7 dias. O agente de autorreparo inserido no compósito deste trabalho é o poli(etileno-co-ácido-metacrílico) (EMAA), o qual foi adicionado em concentração de 3% em massa. Os ensaios conduzidos para estudar os efeitos do envelhecimento e da adição do agente de autorreparo foram: variação de massa, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e ensaio de permeabilidade.
Efeitos do envelhecimento natural em compósitos carbono-epóxi
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-05-16) Lira, Margareth Nascimento de; Barbosa, Ana Paula Cysne; Ferreira, Evans Paiva da Costa; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do
O envelhecimento de compósitos poliméricos envolve processos físicos e/ou químicos que são produzidos pela interação entre o material e o ambiente. Em nível molecular, tais fenômenos podem provocar alterações na estrutura química, na composição ou na estrutura física. Em nível macroscópico, essas mudanças podem alterar a geometria ou as propriedades físicas. Neste trabalho, compósitos de carbono-epóxi sofreram envelhecimento natural por um período de 90 dias. Os ensaios de análise dinâmico-mecânica (DMA), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizados para avaliar os efeitos físicos e químicos do envelhecimento no compósito. As amostras envelhecidas apresentaram redução na resistência ao cisalhamento interlaminar, ganho de massa, diminuição da Tg, exposição de fibras e mudança nos espectros de FTIR. Tais alterações sugerem efeitos degradativos advindos do ensaio de envelhecimento.
Effect of sintering parameters using the central composite design method, electronic structure and physical properties of yttria-partially stabilized ZrO2 commercial ceramics
(Sciendo, 2017-02-24) Paskocimas, Carlos Alberto; Mendes, A. M.; Nascimento, Maria Carolina Burgos Costa do; Araújo, V. D.; Motta, Fabiana Villela da; Acchar, Wilson; Silva, Elson Longo da; Delmonte, Maurício Roberto Bomio; Cavalcante, L. S.
In this work, the effect of sintering parameters on electronic structure and physical properties of yttria-partially stabilized ZrO2 (YPSZ) commercial ceramics has been studied using the central composite design (CCD) method. The CCD method allows using empirical modelling with better fitting, by considering the interaction between both factors. Different temperature ranges and sintering times for processing of YPSZ ceramics have been used in order to evaluate the grain growth, hardness and volumetric shrinkage by the CCD method. X-ray diffraction patterns and Rietveld refinement data indicate that non-sintered YPSZ ceramics exhibits two phases related to tetragonal and monoclinic structures, while the sintered YPSZ ceramics exhibits a single phase related to a tetragonal structure. Moreover, the monoclinic structure presents zirconium (Zr) atoms coordinated to seven oxygen (O) atoms, while in the tetragonal structure Zr atoms are coordinated to eight O atoms. Field emission scanning electron microscopy images were employed to monitor the sintering and growth process. In addition, the response surfaces obtained from calculations presented the effect of thermal and kinetic variables on the physical properties such as average grain size, volumetric shrinkage and hardness of YPSZ ceramics

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