Mantas não tecidas de nanofibras de três polímeros biodegradáveis poli(ácido láctico), PDLLA, poli(Ε-caprolactona), PCL, e poli(butileno adipato-co-tereftalato), PBAT e seus nanocompósitos com uma nanoargila montmorilonita (MMT) foram produzidas por eletrofiação. A morfologia, o comportamento térmico e a estrutura interna das nanofibras foram analisados por microscopia eletrônica de varredura e transmissão, calorimetria diferencial de varredura e difração de raios X, respectivamente. Observou-se que as nanofibras dos nanocompósitos possuíam diâmetros menores do que os correspondentes polímeros puros e que as nanofibras de PBAT puro e de PBAT/MMT apresentavam a menor cristalinidade de todas as mantas. A viabilidade celular de todas as nanofibras foi analisada pela técnica de redução do sal de tetrazolium pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase presente na matriz de mitocôndrias (teste MTT). Os resultados mostraram que nenhuma manta nanofibrílica apresentou toxicidade às células e que as nanofibras de PBAT puro e seu nanocompósito propiciaram ainda um ambiente mais favorável ao desenvolvimento celular de fibroblastos de cardiomiócitos do que as condições oferecidas pelo controles, provavelmente por apresentarem menores diâmetros e baixa cristalinidade em relação às demais nanofibras. Estes resultados mostram o potencial de uso destas mantas nanofibrílicas como suportes de crescimento celular.

Non-woven mats of nanofibers of three biodegradable polymers, viz. poly(lactic acid), PDLLA, poly(Ε-caprolactone), PCL, and poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT, and their nanocomposites with montmorillonite nanoclay (MMT) were produced by electrospinning. The morphology, thermal behavior and internal structure of the nanofibers were analyzed by scanning and transmission electron microscopy, differential scanning calorimetry and wide angle X-ray diffraction, respectively. The nanofibers of the nanocomposites had lower diameters than the nanofibers of the corresponding neat polymers, while the nanofibers from PBAT and PBAT/MMT were the least crystalline. The cell viability of all the nanofibers was analyzed by reduction of the tetrazolium salt by the pyruvate dehydrogenase enzymatic complex present in the mitochondria (MTT test). None of the nanofibers was toxic to the cells and the PBAT and PBAT/MMT nanofibers exhibited a more favorable environment for developing fibroblasts from cardiomyocytes than the control, probably due to their low crystallinity. These results demonstrated the potential use of nanofibers´ mats as scaffolds for cell growth.

A busca por fibras poliméricas com diâmetros na ordem de nanômetros tem sido alvo dos pesquisadores e das indústrias, sendo que essas fibras possuem diversas aplicações. Estas fibras podem ser produzidas pelo processo de eletrofiação a partir da solução polimérica. Neste trabalho, fibras de nanocompósitos de poliamida 6,6 e argila montmorilonita foram obtidas via mistura no estado fundido, seguida da eletrofiação da solução dessa mistura. Nanocompósitos com três diferentes concentrações de argila, 2, 3 e 4% em peso, foram obtidos via mistura no estado fundido, e soluções desses nanocompósitos em ácido fórmico foram preparadas em diferentes concentrações. A influência da adição de argila, da concentração da solução de nanocompósitos, da variação do campo elétrico aplicado sobre as propriedades das misturas, das soluções e finalmente sobre o diâmetro médio das fibras obtidas foi estudada. Medidas de difração de raios-x a altos ângulos (DRX) e de microscopia eletrônica de transmissão (MET) comprovaram que o processo de eletrofiação foi eficiente na manutenção da esfoliação da argila das fibras obtidas. Resultados de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de calorimetria de varredura diferencial (DSC) permitiram concluir que as fibras obtidas possuem diâmetros médios na ordem de nanômetros, são cilíndricas, não porosas, possuem baixo grau de cristalinidade e apresentam solvente residual. A adição de argila aumentou ligeiramente a viscosidade da solução e consequentemente um pequeno aumento do diâmetro médio das nanofibras foi observado. Por outro lado, um aumento do diâmetro médio das nanofibras com o aumento da concentração polimérica foi observado. Em relação ao campo elétrico aplicado notou-se uma tendência na diminuição do diâmetro médio das fibras à medida que este parâmetro diminui.

The search for polymeric fibers with diameters in the scale of nanometers has been the great objective of researchers and industry, since these fibers have many applications. They can be produced by an electrospinning process from a polymeric solution. In this work, nanocomposites´ fibers of polyamide 66 and montmorillonite clay were obtained by melt mixing, following by electrospinning of the solution. Nanocomposites with three different clay concentrations, 2, 3 and 4 wt.%, were obtained by melt mixing, and solutions of these nanocomposites in formic acid were prepared at different concentrations. The influence of the clay addition, nanocomposites´ solution concentration, variation of the applied electric field on the mixture and solutions properties and on the average diameter of the nanofibers was studied. Wide-angle X-ray (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM) measurements showed that the process of electrospinning was efficient in the maintenance of the clay exfoliation in the fibers. Results of scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) showed that the fibers had average diameters of the order of nanometers, were cylindrical and not porous, having low degree of crystallinity and residual solvent. The addition of clay increased slightly the viscosity of the polymeric solution, which increased the nanofibers average diameter. It was also observed that the increase in the fiber diameters was proportional to the increase of the polymer concentration in the solution. Regarding the applied electric field, it was observed a tendency to reduction in the average diameter of the fibers with the reduction of this parameter.

Neste trabalho, as propriedades reológicas de blendas de PEAD virgem e PEAD reciclado, em diferentes porcentagens, foram avaliadas em regime permanente, transiente e dinâmico de cisalhamento utilizando-se reometria cone-placa e reometria capilar. Embalagens de PEAD pós-consumo foram coletadas e submetidas aos processos básicos de recuperação de plásticos: lavagem, moagem e secagem. Formulações, previamente estabilizadas, contendo 0, 25, 50, 75 e 100% de material reciclado, adicionado à resina virgem, foram reprocessadas por extrusão e posterior injeção. Das medidas das propriedades reológicas foi possível concluir que a incorporação de material reciclado proveniente de resíduo pós-consumo à resina virgem promove, neste caso, uma diminuição da massa molar e aumento na sua distribuição. Além disso, um estudo das propriedades reológicas permite a predição de seu comportamento frente ao processamento de resinas recicladas pós-consumo.

In this study, the incorporation of a high density polyethylene (HDPE) resin in a virgin resin was assessed by means of its rheological properties with the use of shear steady, transient and dynamic flows using cone and plate and capillary rheometry. HDPE post-consumer packaging was collected and submitted to a basic process of plastic recovering: washing, grinding, and drying. The formulations had 0, 25, 50, 75 and 100% of recycled material added to the virgin resin, and were reprocessed by extrusion and injection molding with stabilization. From the rheological measurements it was concluded that the incorporation of the recycled material from post-consumer packaging to the virgin resin produced, in this case, a decrease in the molar mass and an increase in its distribution. Therefore, the rheological properties allow the prediction of the processing behavior of post-consumer recycled materials.

Neste trabalho, avaliou-se a influência do perfil de velocidades de injeção utilizado durante a etapa de preenchimento na orientação molecular da fase cristalina, de amostras de polipropileno moldadas por injeção. As medidas de orientação molecular foram realizadas nas posições central e lateral da superfície de corpos-de-prova de tração injetados, utilizando figuras de pólo obtidas por difração de raios x de altos ângulos. Os resultados demonstraram que as variações na orientação molecular dos cristalitos de polipropileno estão relacionadas aos diferentes perfis de velocidades de injeção utilizados durante o processamento, sendo que um aumento na velocidade leva a um aumento do grau de orientação. Observou-se que a estrutura cristalina das moléculas do polipropileno apresenta orientação bimodal e que o grau de orientação médio é maior na posição lateral do que na posição central.

In this work, the influence of the injection velocity profile on the crystalline phase molecular orientation of injection molded polypropylene samples has been evaluated. The molecular orientation has been evaluated both in the central and lateral positions on the surface of the injected tension specimens, using x-ray pole figures. The results demonstrated that the variations in molecular orientation of polypropylene crystallites were correlated to the different velocity profiles employed during the processing, showing that an increase in the velocity increases the orientation degree. It has been observed that the crystalline structure of the polypropylene molecules shows bimodal orientation and that the orientation degree at the lateral position is higher than that at the central position.

Neste trabalho foi sintetizado o poli(álcool vinílico) (PVOH) através da hidrólise alcalina do poli (acetato de vinila). As mantas nanofibrílicas de PVOH foram processadas através da eletrofiação das soluções de PVOH/água e PVOH/água/cloreto de alumínio, ambos na concentração de 12,4% m/v. A morfologia das fibras foi analisada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). O grau de cristalinidade dos materiais foi medido por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difração raios x de alto ângulo (WAXD). Os efeitos da tensão elétrica aplicada e da presença de cloreto de alumínio foram verificados na morfologia e no diâmetro médio das fibras de PVOH. Os resultados obtidos mostraram que as fibras de PVOH na ausência do cloreto de alumínio apresentaram diâmetros maiores do que na presença do cloreto de alumínio devido à diferença observada na condutividade elétrica das soluções. Variando-se a tensão de 15 a 18 kV foi observado um decréscimo 140 nm no diâmetro médio das fibras. A cristalinidade das fibras eletrofiadas com sal e sem sal é menor do que para o PVOH isotrópico.

Poly(vinyl alcohol) (PVOH) was prepared by solution polymerization of vinyl acetate. PVOH nanofibers were produced by electrospinning in aqueous solution of 12.4% w/v with and without 1% v/v of aluminum chloride. The nanofiber morphology was observed using a scanning electron microscope (SEM). The degree of cristallinity was measured by differential scanning calorimetry (DSC) and wide-angle x ray diffraction (WAXD). The effects of electric voltage and the addition of aluminum chloride were verified on the morphology and average fiber diameter. The results showed that the PVOH nanofibers without aluminum chloride had diameters higher than the nanofibers prepared with the salt due to the different electrical conductivity of the solutions. A decrease of 140 nm on the average diameter fibers was observed when the voltage varied from 15 to 18 kV. The nanofibers crystallinity with and without salt was lower than the isotropic PVOH.

O propósito do presente trabalho foi testar a validade do Método da Curva Mestre para a determinação da constante de cristalização não-isotérmica de polipropilenos modificados com anidrido maleico e ácido acrílico. Experimentos de cristalização não-isotérmica foram realizados a diversas taxas de resfriamento por meio de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Para serem usadas no Método da Curva Mestre, as curvas originais obtidas em DSC foram corrigidas em termos da defasagem de temperatura entre a amostra polimérica e o forno do equipamento. A equação de Nakamura e a constante de cristalização determinada foram utilizadas para simular as curvas de cristalinidade relativa em função da temperatura para as diversas taxas de resfriamento. As curvas simuladas apresentaram boa concordância com as curvas experimentais para ambas as amostras de polipropileno modificado, mostrando que o Método da Curva Mestre pode ser empregado com sucesso para este polímero.

The purpose of the present work was to evaluate the Master Curve Approach in the determination of the non-isothermal crystallization constant, for samples of two modified polypropylenes (grafted maleic anhydride and grafted acrylic acid polypropylenes). Non-isothermal crystallization experiments were carried out in a differential scanning calorimeter, DSC, at several cooling rates. The original DSC curves were corrected for the temperature lag between the sample and the DSC furnace. The Nakamura equation and the non-isothermal crystallization constant obtained by the Master Curve Approach were employed to simulate the curves of relative crystallinity as a function of temperature, for the different cooling rates. The generated curves presented good agreement with the experimental data for both samples of grafted polypropylene, showing that the Master Curve Approach can be successfully employed for these polymers.

Devido a suas excelentes propriedades mecânicas o polietileno linear de baixa densidade, PELBD, tem ganhado cada vez mais importância na indústria de embalagens. Essas propriedades são resultado de sua estrutura molecular, da existência de ramificações curtas, SCB, e da distribuição dessas ramificações, DSCB. Junto com o peso molecular, PM, e sua distribuição, DPM, as ramificações curtas também afetam o processo de sopro de filmes influenciando na solidificação do filme até a linha de neve, já que a cinética de cristalização é dependente da distribuição destas ramificações. Assim, este trabalho teve como objetivo verificar a influência da DSCB do PELBD nas propriedades reológicas e óticas de filmes tubulares. Para isso, três PELBD foram escolhidos; dois sintetizados com catalisador Ziegler-Natta e um com catalisador metaloceno, de peso molecular ponderal médio, Mw, similar e DSCB diferentes. Observou-se que a DSCB exerce influência nas propriedades reológicas que refletem a elasticidade do material como a primeira diferença de tensões normais N1, o módulo de armazenamento G'(<FONT FACE=Symbol>w</font>), e a deformação recuperável gamar; entretanto na viscosidade em função da taxa de cisalhamento eta(gama), e no módulo de perda G"(ômega), a diferença nessa distribuição não foi percebida. Observou-se também que quanto maior a deformação recuperável dos PELBD, menores foram as estruturas cristalinas formadas o que diminuiu a opacidade dos filmes. Porém essa proporcionalidade manteve-se até uma determinada gamar mínima, acima da qual a fratura do fundido se sobrepôs à recuperação da deformação e a opacidade voltou a aumentar.

Linear low-density polyethylene, LLDPE, has increased its market share in the packaging industry due to its excellent mechanical properties. These properties are the result of its molecular structure due to its short chain branching, SCB, and their distribution, DSCB. Together with the molecular weight and the distribution of molecular weights, the SCB affects the blown film process because it interferes in the film solidification and crystallization kinetics up to the freezing line. The objective of this work was to verify the influence of the DSCB of LLDPE in the rheological and optical properties of blown films. Three LLDPE, synthesized with Ziegler-Natta and metallocene catalysts, were studied, all with similar weight average molecular weight, Mw, but with different DSCB. It was observed that the DSCB influenced the rheological properties that reflect the material elasticity, such as the first normal tension difference, N1(<FONT FACE=Symbol>g</font>), the storage modulus G'(w) and the recoverable strain gammar; however, the rheological properties that reflect the viscosity, such as the shear viscosity eta(gamma) and the loss modulus G"(w), were not affected. In addition, the higher the gammar of the LLDPE, the lower the crystalline structures of the films, which decreased their opacity. However this proportionality was kept up to a given value of gammar above which the melt fracture dominated the recoverable strain and the opacity increased again.

Borracha de pneu pós-consumo previamente particulada foi submetida a um tratamento em microondas, de forma a promover a quebra de suas ligações cruzadas, ou seja, sua desvulcanização. A influência das variáveis do processo, tais como tempo de exposição às microondas e número de etapas de tratamento, foi investigada. Após o tratamento, estes materiais foram caracterizados em termos de suas propriedades térmicas por calorimetria exploratória diferencial e reológicas por reometria capilar. Também foi feita extração de solúveis em soxhlet, para avaliar a quantidade de borracha que foi efetivamente desvulcanizada durante o tratamento por microondas. O processo de desvulcanização mostrou-se um método viável para produzir um material passível de ser moldado, de forma semelhante a uma borracha virgem. No entanto, em nenhuma condição de desvulcanização utilizada foi possível obter um material 100% solúvel, ou seja, totalmente desvulcanizado. A análise térmica sugere que ocorre um processo semelhante ao envelhecimento do material durante o tratamento com as microondas.

Ground tire rubber was submitted to a microwaves treatment in order to promote its devulcanization, that is, the breaking of the crosslinks between the chains. The influence of the processing parameters, such as time of exposure to the microwaves and number of treatment steps, was investigated. After the treatment, the material was characterized in terms of its thermal, by DSC, dynamic-mechanical, by DMA and rheological, by capillary rheometry, properties. In addition, the extraction of soluble fractions was made in soxhlet, to evaluate the amount of rubber that effectively was devulcanized during the microwaves treatment. The devulcanization treatment showed to be a viable method to produce a material which can be molded, in a similar way to virgin rubber. However, the complete devulcanization of the material was not possible in any devulcanization condition used. The thermal analysis showed that significant changes in the chemical structure were induced when the material was exposed to the microwaves for long times.

Neste trabalho correlações entre as propriedades reológicas e óticas e a morfologia de filmes soprados de polietileno linear de baixa densidade, LLDPE, e de suas blendas com 10% e 20 % de polietileno de baixa densidade, LDPE, foram pesquisadas. Os filmes foram processados em uma sopradora industrial. As propriedades reológicas estudadas foram : a viscosidade em regime permanente de cisalhamento, h(<img border=0 id="_x0000_i1026" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x8.gif" align=absmiddle>), a primeira diferença de tensões normais, N1(<img border=0 id="_x0000_i1027" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>), o módulo complexo em cisalhamento, G* (ômega) e a deformação recuperável, gamar (t). h(<img border=0 id="_x0000_i1028" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>) e N1(<img border=0 id="_x0000_i1029" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>)foram medidos num reômetro de deformação controlada com cone e placa (taxas baixas) e num capilar (taxas elevadas); G* (ômega) e gamar(t) foram medidos num reômetro de tensão controlada com placas paralelas. As propriedades óticas (brilho e opacidade) foram medidas num opacímetro. As morfologias superficiais dos filmes soprados foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica. Uma correlação entre deformação recuperável, opacidade total e morfologia dos filmes das blendas de LLDPE/LDPE foi obtida: quanto maior a recuperação elástica, menor a opacidade total e menor o tamanho do cristalito. A adição do LDPE ao LLDPE aumentou a deformação recuperável das blendas, diminuindo as suas opacidades.

ABSTRACT In this work, correlations between the rheological and optical properties and the morphology of blow films of blends of linear low density, LLDPE, and low density polyethylene, LDPE, were studied. The films were blown in an industrial film blowing line. Rheological properties of the blends, such as shear steady state viscosity, h(<img border=0 id="_x0000_i1031" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x8.gif" align=absmiddle>) , first normal stress difference, N1(<img border=0 id="_x0000_i1032" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>), shear complex modulus, G* (omega) and recoverable strain, gammar (t) were analyzed. h(<img border=0 id="_x0000_i1033" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>) and N1 (<img border=0 id="_x0000_i1034" src="../../../../../img/revistas/po/v14n1/19868x1.gif" align=texttop>) were measured in a strain controlled rheometer with cone and plate geometry (low shear rates) and in a capillary rheometer (hig shear rates); on the other hand, G* (omega) and gammar (t) were measured in a tension controlled rheometer with parallel plates geometry. The optical properties (specular gloss and haze) were also measured in standard equipment. The surface morphology of the blown films was analyzed by scanning electron and atomic force microscopes. A correlation between recoverable strain, total haze and surface morphology of the blown films was obtained: the higher the recoverable strain, the lower the total haze and the smaller the crystallites. The addition of the LDPE to the LLDPE increased the recoverable strain of the films, decreasing their haze.

Neste trabalho foram estudadas as propriedades reológicas de polietileno de alta densidade (HDPE) tenacificado com dois tipos de elastômeros metalocênicos à base de poli(etileno-co-octeno) (EOC). Estes elastômeros são polímeros comerciais com diferenças quanto ao peso molecular, índice de fluidez e índice Dow de reologia (DRI). Misturas físicas de HDPE e EOC foram processadas em extrusora monorosca Wortex (L/D=32), à 230 °C e 50 rpm, utilizando percentagem mássica dos EOCs de 5% a 80%. As propriedades reológicas foram avaliadas em experimentos estacionários e dinâmicos a 190 °C e taxas de cisalhamento na faixa de 90 s-1 a 1500 s-1 e freqüências na faixa de 10-1 rad/s a 10² rad/s. As misturas HDPE/EOC exibiram pseudoplasticidade e comportamento reológico complexo. A complexidade do comportamento reológico foi acentuada com o aumento do peso molecular e da concentração de ramificações de cadeia longa (DRI) do EOC.

In this work rheological properties of high density polyethylene toughened with two different grades of metallocene elastomers based on poly(ethylene-co-octene) were studied. These elastomers were commercial polymers differing in molecular weight, and Dow Rheology Index (DRI). Blends were processed in a Wortex single screw extruder (L/D=32), at 230 °C and 50 rpm, using mass fractions of EOC in the range from 5% to 80%. The rheological properties were evaluated in steady and dynamic experiments at 190 °C and shear rates in the range from 90 s-1 to 1500 s-1 with frequencies from 10-1 s-1 to 10-2 s-1. The blends exhibited pseudoplasticity and complex rheological behavior. The complex rheological behavior was intensified with increasing molecular weight and long chain branching proportion (DRI) in the EOC elastomers.

Este trabalho concentrou-se na simulação das fases de preenchimento e resfriamento do processo de injeção do polipropileno isotático. Foi utilizado um modelo matemático baseado nas equações de conservação onde foi considerada a cinética de cristalização quiescente como termo fonte na equação da energia. Os parâmetros do modelo de cinética de cristalização, assim como os do modelo de viscosidade, foram obtidos experimentalmente. Para a solução das equações governantes foi utilizado o método dos volumes finitos. Como resultados foram obtidos os campos de temperatura, pressão, velocidade, taxa de cisalhamento e cristalinidade em diferentes condições de processamento.

This work is concerned with the simulation of the filling and cooling stages of the injection molding process of an isotactic polypropylene (iPP). A mathematical model based on the conservation equations was used. A crystallization kinetics model was considered as a source term in the energy equation. The parameters of the crystallization kinetics model, as well as the viscosity model, were obtained by experimental techniques. For the solution of the governing equations the finite volume method was employed. Temperature, pressure, velocity, shear rate and crystalinity profiles under different processing conditions were obtained.