Abstract Percolation threshold is an important phenomenon to be addressed when producing nanocomposites, especially because the literature suggests a depression of properties near this region. In this study, epoxy matrix nanocomposites were produced with different volume fractions of multi-walled carbon nanotubes and were characterized according to their electrical, thermal, and mechanical properties. In addition, digital image correlation (DIC) was used to measure the strain of nanocomposites and to show how it behaves in different percolation states. Electrical conductivity indicated a percolation threshold near 0.22% v/v of nanoparticles. Differential scanning calorimetry analysis showed a depression followed by an increase in glass transition temperature near the percolation threshold. Tensile strength tests presented a depression followed by an increasing near percolation threshold. DIC images showed that nanocomposites present a different behavior when near the percolation threshold, with a more distributed strain over the surface of the sample under stress and fracture toughness decreased near the percolation threshold.

RESUMO: Este estudo tem por objetivo avaliar as propriedades tecnológicas de painéis de madeira produzidos com partículas de bambu da espécie Phyllostachysedulis, e do gênero tradicionalmente utilizado pelo setor para a produção dos painéis particulados no Brasil, o Pinus spp. As varas de bambu com três anos de idade foram coletadas em Frei Rogério, no estado de Santa Catarina, Brasil, sendo transformadas em partículas em um moinho. As partículas de Pinus spp. foram coletadas no processo produtivo da Empresa Bonet Madeiras e Papéis Ltda em Santa Cecília, Santa Catarina. A empresa utiliza toras provenientes do desbaste de reflorestamentos de Pinus taeda e Pinus elliottii com oito anos de idade, sem distinção de espécies. O experimento foi composto por cinco tratamentos com mistura das partículas de bambu e de madeira em diferentes proporções ((T1)100:0%; (T2)75:25%; (T3)50:50%; (T4)25:75%; (T5)0:100%). Os painéis foram produzidos com densidade nominal de 700 kg / m³ e ciclo de prensagem de 160 ºC e 40 kgf/cm2 por oito minutos. Os resultados para as propriedades físicas e mecânicas dos painéis foram avaliados por meio da Análise da Variância e do Teste de Tukey a 95% de probabilidade. Os resultados evidenciaram que o bambu apresenta potencial para a produção de painéis de partículas. O resultado mais promissor foi encontrado com a adição de 50% de bambu na composição do painel (T3), principalmente quanto a estabilidade dimensional e aos valores de resistência e rigidez. Os valores para ligação interna apresentaram-se significativamente menores com adição de mais de 25% de partículas de bambu.

ABSTRACT: This paper aimed to evaluate the technological properties of particleboards produced with particles of unconventional species, bamboo of the species Phyllostachys edulis, and of the genus traditionally used by the sector for the production of the particulate panels in Brazil, Pinus spp.The bamboo splints of 3 years old were collected in Frei Rogério, Santa Catarina, being transformed into particles in a mill hammer, while the particles of Pinus spp. were collected from the industrial process of MDP production in Bonet Madeiras e Papéis Ltda Company in Santa Cecília, Santa Catarina. The company used eight-year-old logs of P. taeda and P. elliottii from the thinning process, without distinction of the species. The experiment was composed of five compositions with mixing the bamboo and wood particles in different proportions ((T1)100:0%; (T2)75:25%; (T3)50:50%; (T4)25:75%; (T5)0:100%). The panels were produced nominal density of 700 kg / m³ and pressing cycle of 160ºC and 40 kgf/cm² for 8 minutes. Results reporting physical and mechanical properties of panels were evaluated through Analysis of Variance and Tukey´s Test at 95% probability. The results evidenced that bamboo particles presented potential for the production of particleboard. The most promising results were presented with the addition of 50% of bamboo in the panel composition (T3), mainly by means observed for dimensional stability, as for strength and stiffness. Values of internal bond presented significantly lower averages with the addition of more than 25% of bamboo.

RESUMO: A peletização de resíduos florestais e agrícolas tem sido uma alternativa na obtenção de produtos com maior valor agregado para a geração de energia, pois muitos resíduos podem ser utilizados neste processo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade energética dos pellets produzidos com resíduos florestais e agrícolas como matéria-prima e verificar a viabilidade de uso da análise termogravimétrica (TGA) e análise termogravimétrica diferencial (DTG) para caracterizar o comportamento dos pellets durante o processo de combustão. Foram utilizados quatro resíduos: (1) partículas de Pinus spp., (2) resíduos de poda de maçã, (3) ramos secos aciculados de Araucaria angustifolia e (4) falhas de pinhão de A. angustifolia. Foram determinadas a composição química das matérias-primas e analisadas suas propriedades físicas e energéticas, bem como a análise imediata dos pellets. As amostras foram submetidas ao TGA com uma taxa de aquecimento de 20ºC min-1 da temperatura ambiente a 1000ºC, em atmosfera de N2. As curvas termogravimétricas permitiram a avaliação da perda de massa em função da temperatura. O DTG permitiu a avaliação da taxa de perda de massa. A variação na composição química de cada resíduo foi determinante para caracterizar cada estágio da degradação térmica. Os estágios e os eventos de degradação estavam intimamente ligados à natureza química e energética das amostras. O uso de TGA, para caracterizar a degradação térmica dos pellets produzidos com diferentes resíduos florestais e agrícolas, se mostrou eficiente para quantificar e qualificar os eventos que ocorreram em cada estágio de combustão desses biocombustíveis.

ABSTRACT: The pelleting of forest and agricultural materials, mainly because many residues from both industries can be used in this process, has been an alternative in obtaining added value products to energy generation. Thus, the aim of this study was to evaluate the energy quality of the pellets produced from forest and agricultural residues as raw materials and to verify the utility of the thermogravimetric analysis (TGA) and the differential thermogravimetric analysis (DTG) in characterizing the behavior of the pellets during the combustion process. Four residues were used: (1) Pinus spp. woodchips, (2) apple pruning residues, (3) aciculated dry branches of Araucaria angustifolia and (4) A. angustifolia empty-seeds. Chemical composition of the raw materials was determined and the physical and energetic properties of the pellets were analysed. Plus, the proximate analysis of the pellets was carried out. The samples were submitted to TGA with a heating rate of 20ºC min-1 from room temperature to 1000ºC, in a N2 atmosphere. The variation of chemical composition of each residue was determinant in the characterization of each stage of the thermal degradation. Stages and events of the degradation were closely linked to the chemical and energetic nature of the samples. Use of TGA to characterize the thermal degradation of the pellets produced with different forest and agricultural residues was demonstrated as an efficient technique to quantify and qualify the events that occurred in each stage of the combustion of these biofuels.