Abstract Degradation kinetics is an important tool in order to understand and improve energy conversion and the final application of a material. Cellulose cryogels (CC) are a new class of materials that can be reinforced by several types of particle, including biochar. Apart from it, degradation kinetics and lifetime prediction of biomass cellulose cryogels reinforced by cellulose pyrolysis waste (BC) has been investigated using TG techniques and iso-conversional model free methods. Additionally, the same study was applied to cellulose cryogels reinforced by graphene nanoplatelets (NPG) to compare the behavior of a filler from waste (BC) and a noble filler (NPG). Furthermore, the influence of the addition of the fillers into the cellulose biomass were evaluated in terms of thermal stability and crystallinity. BC and GNP led to higher values of activation energies ( E a) calculated from model-free isoconversional methods and all samples degraded in two-steps. Finally, lifetime prediction was successfully applied and the CC cryogel became more stable over time, maintaining almost 80% of the mass for 1 year exposed at 180 °C. The results of this study shown that only cellulose biomass cryogels are more suitable to produce thermal insulators due to it higher thermal stability.

Neste trabalho foi avaliada a influência do tratamento alcalino na fibra de bananeira (FB) e seu uso como agente de reforço em compósitos expandidos de poli(etileno-co-acetato de vinila) - EVA. O processo de mistura dos compósitos ocorreu em um misturador de rolos aberto e após conformados e expandidos em uma prensa aquecida com moldes de volumes variáveis. Os compósitos foram avaliados por suas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas. Os resultados indicam que o tratamento alcalino promove a extração de componentes menos estáveis na FB, tais como a lignina, hemicelulose, ceras e óleos de baixo peso molecular. O uso da FB nos compósitos proporciona um decréscimo das propriedades mecânicas de resistência à tração e rasgo em relação ao EVA puro devido a moderadas propriedades de interface polímero-fibra. Nos compósitos expandidos, as propriedades mecânicas decrescem com a diminuição da densidade em função da maior presença de espaços vazios no interior dos compósitos, porém as propriedades mecânicas específicas de resistência ao rasgo apresentaram melhores resultados com 10 pcr de FB em todos os moldes utilizados.

In this work the influence of alkaline treatment on banana fiber (BF) and its use as reinforcement agent in expanded composites of poly(ethylene-co-vinyl acetate) - EVA were assessed. The mixing process for the composite was performed in an open roll mill, with composites being then shaped and expanded in a thermal press using variable volume molds. The composites were evaluated as for their mechanical, thermal and morphological properties. The results indicate that the alkali treatment promotes the extraction of less stable BF components such as lignin, hemicellulose, waxes and low molecular weight oils. The use of BF in the composites imparts reduction in mechanical properties of tensile and tear strength compared to neat EVA, owing to the moderate properties of the polymer-fiber interface. In expanded composites, the mechanical properties decreased with the reduction in density due to a higher amount of void spaces within the composites. However, the specific mechanical properties of tear strength showed improved results with 10 phr BF in all molds.

A substituição da tecnologia CRT (cathode ray tube) utilizada em televisores e monitores, há mais de 60 anos, pelas novas tecnologias de Plasma, LCD (liquid crystal display) e LED (light-emitting diode) tem gerado grande quantidade de resíduos. Não existem estatísticas oficiais da quantidade de resíduos gerados no Brasil, contudo, para alguns países, como os EUA, a China e Taiwan, estimam-se descartes anuais de 3,2 milhões, 5 milhões e 1 milhão de televisores e monitores, respectivamente. Os monitores são compostos por polímeros, metais e cerâmicas, incluindo alguns materiais tóxicos. Este trabalho está focado na caracterização e reciclagem da carcaça polimérica dos monitores CRT. Foram coletados monitores danificados ou obsoletos e as carcaças foram separadas por marca, caracterizadas, cominuídas e injetadas para obter corpos de provas para os ensaios mecânicos. A caracterização mostrou que as carcaças, independentemente da marca, utilizam o mesmo material polimérico, o ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno). Os resultados dos ensaios mecânicos apresentaram variações nas diferentes marcas, provavelmente por possuírem composições diferenciadas. Esta variação também foi verificada analisando a superfície de fratura dos corpos de prova após o ensaio de tração. Com base nos resultados pode-se concluir que o material reciclado apresentou desempenho mecânico satisfatório, viabilizando tecnicamente a sua reciclagem.

The cathode ray tube (CRT) technology-used in televisions and monitors for more than 60 years-has generated a lot of waste, now that is has been replaced by newer technologies such as plasma, liquid crystal display (LCD), and light-emitting diodes (LED). There are no official statistics on the amount of waste generated in Brazil; however, for some countries, such as the United States, China, and Taiwan, the estimated annual disposal of televisions and monitors is 3.2 million, 5 million, and 1 million, respectively. Monitors mainly contain polymers, metals, and ceramics, some of which may be hazardous. This work is focused on characterization and recycling of polymeric frames of CRT monitors. Monitors, damaged and obsolete, were collected and separated by brand, comminuted, and then injected to obtain the samples to be used in mechanical tests. The results pointed to the same polymeric material being used, viz. acrylonitrile butadiene styrene (ABS), regardless of the brand. The mechanical properties varied across different brands, probably because of different compositions. This variation was also observed in the analysis of the fracture surface of the samples after the tensile test. On the basis of the results, it can be concluded that the recycled material showed satisfactory mechanical performance, enabling recycling technically.

Compósitos ternários de resíduos pós-consumo de polipropileno (PP), poliestireno de alto impacto (HIPS) e carbonato de cálcio (CaCO3) foram preparados para obter filmes de papel sintético e avaliar suas propriedades térmicas e mecânicas. Estes filmes compósitos altamente carregados com 10, 20 e 30 % em peso de CaCO3 foram extrudados na extrusora sopro de filme (matriz tubular), em duas condições de velocidade da rosca: 32 e 51 rpm. A orientação dos filmes compósitos foi determinada por meio dos parâmetros das razões de processo: Rl (ao longo da direção da máquina), Rt (na direção transversal da máquina) e Rc (razão entre R L/Rt). Ensaios de caracterização por Calorimetria diferencial de varredura (DSC) e resistência à tração e ao rasgo foram usados para estudar as propriedades térmicas e mecânicas dos filmes, observando-se a dependência da composição e do grau de orientação. Resultados da análise térmica por DSC indicaram que a concentração de carga, assim como a orientação do filme, exerce pouca influência tanto na temperatura de fusão Tm quanto no grau de cristalinidade. Resultados do ensaio de tração mostraram que o módulo de elasticidade dos filmes compósitos com maior concentração de carga diminui na direção longitudinal e aumenta na transversal. Quanto à resistência ao rasgo, o efeito do aumento da concentração de carga e de orientação foi o de incrementar essa propriedade.

Ternary composites from post-consumer waste of polypropylene (PP), high impact polystyrene (HIPS) and calcium carbonate (CaCO3) were prepared to obtain films of synthetic paper and to evaluate their thermal and mechanical properties. These composites filled with 10, 20 and 30 % wt of CaCO3 were film blown extruded under two conditions of screw rotation: 32 and 51 rpm. The composite film orientation was determined with the parameters along the longitudinal axis (Rl), transverse axis (Rt) and Rl/Rt ratio (Rc). Differential scanning calorimetry (DSC) and tensile and tear strength tests were used to study the thermal and mechanical properties of the films, showing their dependence on composition and orientation degree. Composite films with higher filler concentration exhibited a decreased tensile strength, but a less significant effect on tensile modulus. The tear strength was strongly dependent on the degree of film orientation.