Clays have been used in several technological areas. One of the most usual applications is their incorporation into organic materials. Nonetheless, natural clays are hydrophobic being incompatible with organic medium. Clay organophilization can be reached by several methods such as by exchange of the interlayer sodium cations by organic cations, and by silanization of the clay layers. In this study the bentonite clay was organophilized by the addition of the methoxymethyltriphenylphosphonium chloride (CTFF). Further, the organoclay was silanized with (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMS). X-ray fluorescence results, infrared and XPS spectroscopy showed the presence of phosphorus in the organophilic clay. The interlayer space, obtained by X-ray diffraction, increased in 55% after the CTFF addition showing the cationic exchange in the clay lamellar region. After the silanization of the organoclay the interlayer space was slightly reduced from 1,78 nm to 1,72 nm, indicating that the silane molecules were preferential bound in the clay edges.

Amostras vulcanizadas de copolímero de butadieno e acrilonitrila (NBR), contendo teor conhecido de acrilonitrila (AN), foram preparadas nos laboratórios do IAE como amostras de referência para a elaboração de curvas analíticas (ou de calibração), visando à determinação do teor de AN em NBR, por meio de técnicas FT-IR de reflexão (UATR) de última geração e as conhecidas de transmissão. A preparação das amostras foi feita por pirólise, sem e com controle de temperatura, introduzindo uma nova forma de recolhimento do pirolisado. A banda FT-IR analítica, característica de AN, usada no estudo foi a encontrada em 2237 cm-1, sendo 1455 cm-1 a banda de referência, atribuída aos grupos CH2 e CH3. Os valores da absorvância relativa A2237/A1455 vs. teores conhecidos (nominais) de AN em NBR foram usados para elaborar curvas analíticas com boas correlações lineares (R = 0,995 para técnica de transmissão/pirólise controlada e R = 0,989 para técnica de transmissão/pirólise em bico de Bunsen). Na técnica UATR, valores de A2237 vs. os teores nominais de AN em NBR foram usados para elaborar uma curva analítica, que também apresentou boa correlação linear (R = 0,996). Ambas as curvas analíticas possibilitam a determinação dos teores de AN em NBR, em amostras em que os componentes têm a mesma composição química. Embora as técnicas apresentem precisão similar, o tempo para obtenção dos resultados (experimental e cálculo) é bem menor utilizando-se a técnica UATR para esse tipo determinação, especialmente quando o tempo de extração, etapa usada na técnica de transmissão/pirólise, é considerado.

NBR samples with known contents of acrilonitrile (AN) were prepared at IAE laboratories as reference samples for producing an analytical curve to determine the content of AN and NBR, using new methods of transmission (pyrolysis) and UATR/FT-IR techniques. The chosen FT-IR analytical band for AN was 2237 cm-1 for transmission (pyrolysis) and UATR technique. The reference band chosen in transmission pyrolysis technique was 1455 cm-1. Values of A2237/A1455 relative absorbance (transmission pyrolysis technique) and of A2237 (UATR technique) vs. the AN contents data were used to elaborate analytical curves with good linear correlations (R = 0.995 e R = 0.989) - transmission pyrolysis technique) and R = 0.996 (UATR technique), which allows one to determine contents of AN in NBR samples of similar composition. Even though the techniques showed similar accuracy, the time required for the analysis is smaller with the UATR technique, especially if the time for extraction for applying the transmission pyrolysis technique is also considered.

No presente trabalho, a flexibilidade de um adesivo epoxídico contendo diglicidiléter de bisfenol A (DGEBA) e dietilenotriamina (DETA) como agente de cura foi modificada pela adição de um segundo componente contendo grupos mercaptana (CAPCURE). A adição de amianto ao adesivo contendo CAPCURE também foi avaliada. As reações entre os grupos epoxídicos e os grupos amina, assim como entre os grupos epoxídicos e os grupos mercaptana, foram estudadas nas regiões espectrais do infravermelho médio (MIR) e próximo (NIR). Observou-se que o amianto não interfere nas reações de cura e que a espectroscopia FT-NIR evidencia melhor as alterações espectrométricas ocorridas durante as reações em relação à análise FT-MIR. O tempo das reações de cura foi monitorado por calorimetria exploratória diferencial (DSC), observando-se que a introdução do CAPCURE acelerou a cura da resina. A energia de ativação (Ea) das reações de cura foi obtida pelos métodos de Barrett e Borchardt-Daniels. Os adesivos contendo CAPCURE mostraram Ea em torno de 30 kJ.mol-1, enquanto o adesivo DGEBA/DETA apresentou Ea de 46 kJ.mol-1, ambas calculadas pelo método de Barrett.

In the present work, the flexibility of an epoxy adhesive containing diglycidylether of bisphenol-A (DGEBA) and diethylenetriamine (DETA) as curing agent was changed by the addition of a second component containing mercaptan groups (CAPCURE). The addition of asbestos as a filler in the adhesive containing CAPCURE was also evaluated. Epoxy-amine and epoxy-mercaptan reactions were studied in NIR and MIR spectral regions. The filler addition did not cause influence on the cure reactions and spectrometric changes of cure reactions could be better observed by FT-NIR than FT-MIR analysis. The cure reaction time was monitored by DSC experiments and it was observed that the introduction of CAPCURE accelerated the cure reaction. The activation energies (Ea) of curing reactions were obtained using Barrett and Borchardt-Daniels methods. The adhesives containing CAPCURE showed Ea around 30 kJ.mol-1, while DGEBA/DETA adhesive presented Ea of 46 kJ.mol-1 calculated by Barrett method.

Azide polymers samples were analyzed by FT-MIR in order to develop a quantitative methodology to determine the C, H and N content in energetic polymers used in propellants. The elemental analysis data were used as reference. The FT-MIR results show a good agreement with CHN analysis. A good linear relationship was obtained suggesting that the methodology developed in the CTA laboratory can be used for quality control of these energetic polymers.

A técnica de pirólise gasosa, em bico de Bunsen, para análise por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (PIR-G/FT-IR) foi aplicada a diferentes borrachas, incluindo algumas misturas. Foi observado que é possível diferenciar os tipos de elastômeros por meio de análise de produtos gasosos de pirólise, inclusive aqueles que apresentam espectros IR de pirolisados líquidos similares, como é o caso de CIIR e BIIR, NR/SBR e EPDM/SBR, SBR/BR e SBR.

Pyrolysis and infrared spectroscopy (PIR-G/FT-IR) were used for investigating gaseous products of rubber. The results show that this method was suitable to identify different elastomers and elastomer blends, including rubbers that present similar IR spectra of pyrolysed liquid products such as CIIR and BIIR, NR/SBR and EPDM/SBR, SBR/BR and SBR.

Misturas contendo teor conhecido de borracha natural (NR) e copolímero de butadieno e estireno (SBR) foram preparadas nos laboratórios do CTA e do IFOCA como amostras de referência para a elaboração de uma curva analítica, visando à determinação do teor de NR e SBR por análise pirólise/FT-IR. Termogravimetria foi usada para determinar o teor real de NR e SBR nas misturas por meio da razão entre as alturas dos picos da curva derivada (DTG). As bandas FT-IR escolhidas na região MIR foram 885 cm-1 (A1) para NR e 699 cm-1 (A2) para SBR. Os valores de absorvância relativa (A1/A2) versus a relação NR/SBR, obtida a partir dos dados fornecidos pela análise DTG, foram usados para construir uma curva com uma boa correlação linear (R=0,998), a qual possibilita determinar os teores de NR e SBR em misturas onde os componentes têm a mesma composição química.

Blends with known contents of natural rubber (NR) and butadiene-styrene copolymer (SBR) were prepared at CTA and IFOCA laboratories as sample references for producing an analytical curve to determine the contents of NR and SBR via pyrolysis/FT-IR analysis. Thermogravimetry was used to quantify the real content of NR and SBR in the blends through the ratio between the intensity of the peaks in the derivative curve (DTG). The FT-IR analytical bands chosen at MIR region were 885 cm-1 (A1) for NR and 699 cm-1 (A2) for SBR. Values of relative absorbance (A1/A2) versus the NR/SBR contents data obtained from DTG analysis were used to construct an analytical curve with a good linear correlation (R=0.998) which allows one to determine contents of NR and SBR in blends of similar composition.

A reação de cura entre amostras de resina epoxídica (EP) e compostos à base de mercaptana (SH), amino-fenol e amina modificada foi estudada nas regiões espectrais do infravermelho médio (MIR) e próximo (NIR). Observou-se, basicamente, que a espectroscopia FT-NIR evidencia melhor as alterações espectrométricas ocorridas durante as reações estudadas, permitindo detectar, inclusive, o agente de cura em menor proporção no sistema epoxídico.

The cure reaction of epoxy resin (EP) and curing agents based on polymercaptans (SH), amine-phenol and modified amine was studied in the MIR and NIR spectral regions. It was observed that the FT-NIR shows better the spectrometric changes of the reactions studied, which makes it possible to detect the curing agent in lower contents in epoxide systems.

A new method has been developed for determining the content of mixtures of octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX) and hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX), the HMX/RDX ratio, in explosive compositions by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), in the regions MIR (mid infrared) and NIR (near infrared) with reference values obtained by chromatographic analysis (HPLC). Plots of relative MIR (A917 / A783) or NIR absorbance values (A4412 / A4317) versus HMX/RDX ratio determined by HPLC analysis revealed good linear relationships.

Técnicas FT-IR de transmissão, reflexão e fotoacústica (PAS) foram utilizadas para a caracterização da cobertura polimérica do hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazina (RDX) usando um poliuretano (Estane). Verificou-se no decorrer deste trabalho que, embora seja possível observar as bandas do polímero por meio das diferentes técnicas, as de transmissão (filme vazado) e fotoacústica foram aquelas que melhor evidenciaram as absorções do poliuretano na amostra analisada da cobertura polimérica do material energético. Entre as técnicas consideradas de análise de superfície, a espectroscopia PAS apresentou melhor resultado, provavelmente em função da espessura de poucos micra da camada polimérica.

The transmission, reflection and photoacoustic FTIR techniques have been used for characterization of polymeric coating of hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) using a polyurethane (Estane). Although the bands characteristic of the polymer were indicated by the various techniques, the transmission (casting film) and photoacoustic techniques showed better evidence of polyurethane absorptions in the polymer coating of energetic material. Among the surface-sensitive techniques, PAS spectroscopy shows better result, probably because the polymer coating is at few microns from the surface.

Amostras de resina epoxídica (EP) curadas com compostos à base depolimercaptana (SH), SH na presença de poliamino amida, e amina modificada, constituindo, respectivamente, os sistemas epoxídicos (SE) 1, 2 e 3, foram preparadas segundo condições estabelecidas pelas curvas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) de EP e agentes de cura, ou endurecedores (AC) e analisadas, antes e após preparação do SE, por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) por meio de técnicas de transmissão (pastilha de KBr, pirólise por bico de Bunsen, e pirólisecontrolada (CONTROLPIR/FT-IR) dentro da faixa de temperatura fornecida pela análise termogravimétrica (TG) dos SE 1, 2 e 3, para a caracterização de cada AC. Para tal fim, as absorções FT-IR do pirolisado líquido obtido pela metodologia CONTROLPIR/FT-IR foram avaliadas, em comparação ao espectro do AC de referência. A caracterização dos agentes de cura foi feita com a técnica TG/FT-IR do gás liberado de cada SE, em comparação ao espectro de referência do produto de degradação do respectivo AC.

Samples of epoxy resin (EP) cured with polymercaptans (SH), SH in presence of polyamine amide, and polyamine modified compounds , respectively, SE 1,2 and 3, were prepared according to established conditions by DSC analysis of EP and curing agent (AC) or hardeners, and analyzed by FT-IR transmission techniques (KBr pellets, uncontroled pyrolysis and controled pyrolysis-FT-IR) (CONTROLPIR/FT-IR), in the temperature range found from TG analysis of SE 1,2 and 3, for characterizing the AC. The FT-IR absorptions of liquid pyrolysate obtained by CONTROLPIR/FT-IR were evaluated, in comparison to reference spectrum of AC The characterization of hardeners was also possible by the analysis of each SE with TG/FT-IR technique, in comparison to the reference spectrum of degradation product for each AC used.

Uma nova metodologia, incluindo técnicas FTIR, foi desenvolvida e aplicada na separação e caracterização dos principais componentes de tintas alquídicas. Este trabalho demonstra a importância do acoplamento de métodos na análise destes materiais. O método desenvolvido em nossos laboratórios pode ser aplicado, com algumas adaptações específicas e apropriadas, na caracterização de tintas comerciais de composições similares.

A new methodology was developed, including FTIR techniques, for separation and characterization of the main ingredients of alkyd paints. This work shows the importance of coupled methods in the analysis of these materials. The method developed in our laboratories can be applied with some specific adaptations in the characterization of commercial paints of similar composition.

Fibras de polipropileno modificadas com grupos mercaptan foram desenvolvidas através de processo de extrusão/fiação de misturas contendo PP e EVA modificado com grupos mercaptan (EVASH). A superfície destas fibras foi analisada por espectroscopia foto-eletrônica de raios-X (XPS), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, utilizando-se a técnica de refletância difusa (DRIFTS), tensão superficial e microscopia eletrônica de varredura. A partir destas técnicas, chegou-se à conclusão que o componente polar (EVASH) se situa próximo à superfície da fibra. A utilização destas fibras em compósitos com resina epoxídica resultou em aumento considerável da resistência ao impacto e da temperatura de transição vítrea do material, indicando boa adesão interfacial matriz-fibra. Estas interações foram comprovadas por análise dinâmico-mecânicas.

Mercapto-modified polypropylene fibers were prepared by a process involving an extrusion followed by spinning of mixtures of PP and EVA modified with mercapto groups (EVASH). The analysis of the surface of these fibers by X-ray photoelectronic spectroscopy (XPS), diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), surface tension and scanning electronic microscopy indicated that the polar component (EVASH) is located closed to the fiber surface. The epoxy composites containing these modified fibers displayed a considerable increase of the impact resistance. This result can be attributed to the good interfacial adhesion between matrix and PP fiber and the ductile characteristic of the fiber. The dynamic-mechanical behavior also suggests the interfacial adhesion.