RESUMO Neste estudo, foram avaliadas blendas de polipropileno copolímero (PPCop)/polipropileno reciclado (PPRec), proveniente de baldes industriais pós-consumo, em três proporções diferentes (80:20; 60:40 e 40:60% em peso). As blendas foram avaliadas por índice de fluidez, reometria de torque e reologia em regime dinâmico-oscilatório. Os resultados de índice de fluidez indicaram que a mistura de material reciclado com o PPCop promove uma diminuição da massa molar, em comparação ao PPCop. Por reometria de torque, verificou-se que as blendas melhoraram a processabilidade em comparação ao PPCop. Além disso, as blendas apresentaram estabilidade ao longo do processamento, indicando ausência de degradação para as condições de processos utilizadas. Por meio dos ensaios em regime dinâmico-oscilatório, observou-se que, em baixas frequências (< 1 rad/s), o PPCop e as blendas (PPCop/PPRec) apresentam um comportamento de fluido Newtoniano, enquanto que, para frequências maiores que 1 rad/s, um comportamento de fluido pseudoplástico. Os valores dos pontos de intersecção (G’ = G”) das curvas de módulo de armazenamento (G’) e de módulo de perda (G’’), em função da frequência angular (ω), indicaram que as blendas apresentaram uma redução da massa molar, sendo mais pronunciada na composição contendo 60% de PPRec. Os resultados reológicos das blendas PPCop/PPRec foram de grande relevância, uma vez que permitem analisar o comportamento de blendas contendo material reciclado.

ABSTRACT In this study, blends of copolymer polypropylene (PPCop /recycled polypropylene (PPRec) from industrial containers after consumption were evaluated in three different ratios (80:20, 60:40 and 40:60 wt.%). The blends were evaluated by melt flow index, torque rheometry and rheology in a dynamic oscillatory regime. The results from the melt flow index indicated that the blending of recycled material with PPCop causes a decrease in the molecular weight as compared to PPCop. By torque rheometry, it was verified that the blends showed improved processability in relation to PPCop. Also, the blends showed stability throughout the processing, indicating absence of degradation due to the process conditions used. By the dynamic-oscillatory regime tests, it was observed that, at low frequencies (<1 rad/s), the PPCop and the blends (PPCop / PPRec) demonstrated a Newtonian fluid behavior, whereas, at frequencies greater than 1 rad/s, a pseudoplastic fluid behavior was observed. The values of the intersection points (G ‘= G”) of the storage modulus curves (G’) and loss modulus (G’), as a function of the angular frequency (ω) indicated that the blends showed a reduction of the molecular weight, which was more pronounced in the composition containing 60% PPRec. The rheological results of the PPCop / PPRec blends were of great relevance, since they allowed the analysis of the blends behavior containing recycled material.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar o envelhecimento termo-oxidativo, nas propriedades mecânicas e de índice de amarelamento (YI), de blendas de poliestireno com borracha reciclada (SBRr), compatibilizadas. As blendas foram preparadas, inicialmente, em uma extrusora de rosca dupla corrotacional e, posteriormente, os grânulos extrudados foram moldados por injeção. Para efeito comparativo, o poliestireno de alto impacto comercial (HIPS) foi processado nas mesmas condições das blendas. Os resultados da caracterização do SBRr indicaram, em sua composição, cargas de sílica, carbonato de cálcio, talco e óxido de zinco, enquanto que, por termogravimetria, verificou-se duas etapas de decomposição térmica. Verificou-se que a resistência ao impacto diminuiu, significativamente, nos 15 dias iniciais do envelhecimento, e, subsequentemente, apresentou uma tendência de estabilização com pequenas oscilações. As propriedades de módulo de elasticidade, resistência e alongamento na ruptura sob tração apresentaram o mesmo comportamento da resistência ao impacto, redução acentuada nos 15 dias inicias, seguida de estabilização, com o decorrer do envelhecimento. Quando a blenda foi compatibilizada com 5% de estireno-butadieno-estireno (SBS), foram observadas as melhores propriedades, antes e após o envelhecimento, apresentando resistência ao impacto equiparáveis ao HIPS. A perda de massa das blendas indicou extração de componentes voláteis. Por índice de amarelamento (YI), observou-se, nas blendas, um aumento brusco nos 15 dias iniciais e, em seguida, estabilidade, com uma taxa de amarelamento praticamente constante. Até 30 dias de envelhecimento, o HIPS apresentou uma baixa taxa de amarelamento, e, posteriormente, ocorreu uma intensificação no YI. No geral, as blendas obtidas por mistura mecânica apresentaram comportamento similar ao HIPS. Porém, somente quando a blenda foi compatibilizada com SBS que o comportamento de impacto apresentou o mesmo patamar do HIPS.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate thermo-oxidative aging in the mechanical properties and yellowing index (YI) of polystyrene blends with compatibilized recycled rubber (SBRr). The blends were initially prepared in a co-rotating double screw extruder, after which the extruded granules were injection molded; high-impact polystyrene (HIPS) was processed under the same conditions for comparison. The SBRr characterization results revealed composition fillers of silica, calcium carbonate, talc, and zinc oxide, while thermogravimetry demonstrated two thermal decomposition stages. It was found that impact strength decreased significantly during the initial 15 days of aging and then showed a tendency to stabilize with small oscillations. Properties related to the modulus of elasticity, strength, and elongation at tensile rupture were similar to those of impact strength: a marked reduction in the initial 15 days followed by stabilization with aging. When a blend was compatibilized with 5% styrene-butadiene-styrene (SBS), optimal properties were observed before and after aging, indicating impact resistance comparable to HIPS. The blends’ loss of mass suggested volatile component extraction. In terms of the YI, the blends showed a sudden increase in the first 15 days of aging before stabilizing at a practically constant yellowing rate. Up to 30 days of aging, HIPS presented a low yellowing rate, after which point the YI intensified. In general, the blends obtained via mechanical mixing exhibited behavior similar to HIPS; for the blend compatibilized with SBS, however, the impact behavior was identical to that of HIPS.

Biodegradable Poly (ɛ-caprolactone) (PCL) was compounded with Brasgel PA (MMT) and Cloisite Na (CLNa), and compatibilized with maleic anhydride grafted poly(ɛ-caprolactone) (PCL-g-MA). No evidence of degradation was verified during processing, as well as particle aggregates were absent as displayed through scanning electron microscopy (SEM) images. Compatibilized compounds upon clay addition achieved higher thermal stability as visualized by thermogravimetry (TG). Montmorillonite clays acted as nucleant agent during PCL melt crystallization as evidenced by differential scanning calorimetry (DSC). Mechanical behavior of PCL was preserved, and all compounds presented Elongation higher than 350% meanwhile the heat distortion temperature (HDT) was increased by 20% in PCL compounds, which may have wider range of application and better performance.

Abstract The vulcanized rubber waste from the shoe industry causes environmental damage when it is incinerated or inappropriately discarded, turning this into a problem of major concern. Therefore, this study had as the main objective the Polystyrene (PS) toughening using different contents of white vulcanized styrene-butadiene rubber (SBRr) waste produced in the shoe industry. The mixtures were initially prepared in a co-rotational double screw extruder and, thereafter, the extruded granules were injection molded. Analyzed were the rheological, mechanical, thermomechanical properties and morphology of the produced blends. The rheological results showed a viscosity increase as the SBRr concentration was augmented, leading to a higher stability when compared to pure Polystyrene. Verified was an increase of impact resistance of 189% to the blend that contained 50% of SBR rather than pure Polystyrene. On the other hand, the traction properties, hardness Shore D, thermal deflection temperature (HDT) and Vicat softening temperature of the blends tended to decrease when compared to pure Polystyrene results. However, as this SBR waste is made up of a complex mixture of SBR, filler, processing additions, curing agents and stabilizers, it probably acted in the sense of not causing such a drastic reduction of the properties, even using a high concentration of SBRr waste. The morphologies obtained with the SEM method (Scanning Electronic Microscope) were quite different and typical of immiscible blends. The results show that it is possible to obtain a new material with good properties, valuing a discarded industrial waste and avoiding environment aggression.

RESUMO A Poli(ɛ-caprolactona) (PCL) é um termoplástico sintético biodegradável que tem sido foco de estudos em novos “polímeros verdes”, devido principalmente as suas boas propriedades mecânicas, o que a torna competitiva com outros polímeros convencionais e biopolímeros, tais como: Poli(ácido lático) (PLA), Poli(hidroxibutirato) (PHB). O objetivo deste trabalho foi a enxertia de grupos reativos anidrido maleico (MA) na PCL para a produção de um polímero funcional biodegradável. A síntese de enxertia do anidrido maleico na PCL ocorreu em um misturador interno de laboratório, utilizando concentrações de 2,5 e 5 % de MA e de 0,3 e 0,5% do iniciador peróxido de dicumila (DCP) em duas temperaturas de processo, 110oC e 160oC. A metodologia do planejamento fatorial 23 foi usada visando à otimização dos experimentos, assim como também para avaliar a eficiência das condições reacionais empregadas para a funcionalização da PCL. Os resultados indicaram que o anidrido maléico foi enxertado na PCL usando o iniciador peróxido de dicumila. A porcentagem de anidrido maléico grafitizado (%gMA) foi obtida por titulação e comprovada por Espectroscopia na região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Através dos resultados obtidos pode-se inferir que um maior teor (5,0%) de MA favoreceu positivamente a enxertia. No entanto, acima de determinada quantidade, possivelmente ocorre uma saturação do sistema e a tendência é a recombinação.

ABSTRACT Poly (ɛ-caprolactone) (PCL) is a biodegradable synthetic thermoplastic that has been the focus of studies on new "green polymers", due mainly to its good mechanical properties, which makes it competitive among other conventional polymers and biopolymers, such as, Poly(lactic acid) (PLA) and Poly(hydroxybutyrene) (PHB). The objective of this work was the grafting of maleic anhydride (MA) reactive groups in PCL for the production of a functional biodegradable polymer. The grafting synthesis of the maleic anhydride in the PCL occurred in an internal lab mixer, using concentrations of 2.5 and 5.0% MA and 0.3 and 0.5% of the dicumyl peroxide initiator (DCP) at two temperatures of process, 110°C and 160°C. The methodology of factorial planning 23 was used to optimize the experiments, as well as to evaluate the efficiency of the reaction conditions employed for PCL functionalization. The results indicated that maleic anhydride was grafted onto PCL using the dicumyl peroxide initiator. The percentage of graphitized maleic anhydride (% gMA) was obtained by titration and confirmed by Fourier Transform Infra-Red (FTIR). Through the obtained results it can be inferred that higher content (5.0%) of MA positively favored the grafting. However, over certain amount, a saturation of the system may occur and the tendency is for recombination.

Abstract The reuse of rubber waste is very important today, both to reduce the harmful effects on the environment, and to reduce the cost of new material development. Considering that most of the studies reported in literature refer to the reuse of tire waste, this article aims to evaluate the influence of styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-(ethylene-butylene)-styrene grafted with maleic anhydride (SEBS-MA) compatibilizers on the blend performance of polystyrene (PS)/styrene-butadiene rubber residue (SBRr), which come from the footwear industry. The blends were prepared in a co-rotating twin screw extruder and then were molded by injection. They were analyzed by impact and tensile tests, heat deflection temperature (HDT), ductile-brittle transition temperature, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and transmission electron microscopy (TEM). The results evidenced that the use of any of the compatibilizers on the PS/SBRr blend significantly increased the impact strength, while the tensile properties and HDT were lower when compared to the polymer matrix. The ductile-brittle transition temperature remains at approximately 25°C range for all the blends. In general, it has been proved that the SBS was the most effective compatibilization process in the PS/SBRr system. The DMTA test shows the presence of two distinct temperature peaks. The morphologies obtained by TEM of binary and ternary blends were quite different and typical of immiscible blend. The results show a good perspective regarding the use of industrial waste (SBRr), since it may enhance a material that would be discarded.

RESUMO O descarte inapropriado de resíduos das indústrias da cerâmica vermelha é bastante elevado. Um dos maiores desafios da atualidade é a investigação de processos para a obtenção de materiais alternativos, que permitam o emprego destes resíduos na fabricação de novos materiais. Este trabalho tem como objetivo estudar composições de massas argilosas a partir da incorporação de resíduo da indústria de cerâmica vermelha para uso em membranas cerâmicas tubulares. Foram estabelecidas duas composições de massa cerâmica; composição A (50% de resíduo) e composição B (70% de resíduo). As análises granulométricas das massas cerâmicas apresentaram um tamanho médio de partículas que prever membranas na escala de microfiltração. Outro fator observado está relacionado ao aumento da quantidade de resíduo, o mesmo, favoreceu a diminuição da plasticidade na massa cerâmica. Observou-se também um aumento na porosidade aparente, provavelmente pelo possível crescimento do número de poros maiores, decorrentes da temperatura elevada de sinterização e do próprio aumento da quantidade de resíduo.

ABSTRACT The inappropriate residue disposal of red ceramic industry is very high. Nowadays, one of the major challenges is the investigation of processes to obtain alternative materials, enabling the use of these residues to manufacture new materials. This work's objective is to study clayey masses' compositions starting from the residue incorporation of the red ceramic industry to be used in tubular ceramic membranes. Two compositions of ceramic masses were established, composition A (50% of residue) and composition B (70% of residue). Granulometric analysis of the ceramic masses presented an average size of particles, what indicates membranes in the microfiltration scale. Another observed factor is related to the increase of residue amount, what favored a decrease in the ceramic mass' plasticity. A rise in the apparent porosity was also observed, probably because of a possible growing in the bigger pores numbers, due to the sintering high temperature and the elevation of residue quantity itself.

RESUMO O presente trabalho teve como objetivo caracterizar dois novos depósitos de argilas (A e B) provenientes da região sul do estado do Amapá, visando estabelecer seus usos adequados como matérias-primas cerâmicas e promover o potencial da indústria cerâmica da região. Foram confeccionados corpos de prova por prensagem uniaxial, sendo aplicada uma prensagem em duas etapas de 13,4 MPa e 20 MPa, respectivamente. As amostras foram secas em uma estufa a 110ºC, e submetidas à queima em 850, 1000 e 1200ºC. Foram determinadas retração linear de queima, absorção de água, porosidade aparente e módulo de ruptura à flexão, bem como a evolução mineralógica após queima. Finalizando, avaliou-se a microestrutura das argilas sinterizadas a 1200ºC em um microscópio eletrônico de varredura. Os resultados evidenciaram que a argila A apresentou o melhor desempenho mecânico, tendo uma coloração vermelha e, portanto, tendo potencial para a indústria de cerâmica vermelha. Por outro lado, a argila B apresentou cor clara, devido ao baixo teor de óxido de ferro e, sendo assim, tendo potencial como matéria-prima refratária. No geral, uma argila é adequada para uso em cerâmica branca e outra para cerâmica vermelha.

ABSTRACT The objective of the present work was to characterize two new Clay deposits (A and B) from the south region of Amapá state, aiming to establish their adequate uses as ceramic raw materials and to promote the potential of the ceramic industry in the region. Were prepared specimens by uniaxial pressing, being applied a two phase pressing of 13,4 MPa and 20 MPa, respectively. The samples were dried in an oven at 110ºC, and submitted to burning at 850, 1000 and 1200ºC. Were determined linear firing shrinkage, water absorption, apparent porosity and modulus of flexural modulus of rupture, as well as mineralogical evolution after burning. Finishing, the microstructure of the sintered clay at 1200ºC was evaluated in a scanning electron microscope. The results showed that the clay A presented a better mechanical development, having a red coloration and, therefore, potential to the red ceramic industry. On the other hand, the clay B presented a light color, due to a low content of iron oxide and, therefore, having potential as refractory raw material. In general, one clay is suitable to be used in white ceramic and the other in red ceramic.

RESUMO Um grande número de ligas metálicas apresenta comportamento satisfatório quando usadas na fabricação de implantes para próteses de quadril. Porém, as mesmas devem estar em conformidades com as normatizações, para assegurar sua qualidade por longos períodos e sem perder sua funcionalidade. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estudar as não conformidades de duas próteses de quadril, sendo uma de titânio e outra de aço inoxidável frente às normatizações. As próteses estudadas passaram por análise de difração de raios-x (DRX), fluorescência de raios-x, ensaio de tração e microscopia óptica (MO). As amostras para o ensaio de tração foram confeccionadas conforme a norma ASTM E 8M, bem como, as amostras do MO passou pelo procedimento metalográfico. Os resultados evidenciaram que algumas composições químicas apresentaram discordância em relação às normas. As análises de DRX mostraram picos de austenita e ausência de ferrita para o aço inoxidável, enquanto a liga de titânio apresenta uma fase alfa (HC) mais significativa que a fase beta (CCC). As ligas de aço inox e titânio apresentam limite de escoamento e resistência à tração que atendem as normas. Por outro lado, o módulo de elasticidade das ligas de titânio e aço inox, chega a ser dez vezes maior do que o módulo do osso humano. Portanto, o alto módulo de elasticidade das ligas, favorece problemas de reabsorção óssea. A microestrutura do aço inox é típica de uma matriz austenítica, enquanto a da liga de titânio apresenta microestruturas α+ β.

ABSTRACT A large number of metallic alloys has satisfactory behavior when used to manufacture implants for hip prostheses. However, they must be in conformity with standards, to ensure their quality for long periods without losing its functionality. Therefore, this paper aims to study the non-conformities in two hip prostheses, one of titanium and other stainless steel according to standards. The implants studied passed by x-ray diffraction (XRD), x-ray fluorescence, tensile test and optical microscopy (OM). Specimens for the tensile test were made according to ASTM E 8M, as well, MO samples passed by metallographic procedure. The results evidenced that some chemical compositions showed in relation to the standards. The XRD analysis showed peaks of austenite and absence of ferrite for the stainless steel, while the titanium alloy presents an alpha phase (HCP) more significant than the beta phase (BCC). The stainless steel alloys and titanium have yield strength and tensile strength that meet the standards. On the other hand, the elastic modulus of the titanium alloy and stainless steel, comes to be ten times greater than the human bone. Therefore, the high modulus of elasticity of the alloys, favors bone resorption problems. The stainless steel microstructure is typical of an austenitic matrix, while the titanium alloy presents α + β microstructure.

RESUMO O reaproveitamento de resíduos de borracha é de extrema importância atualmente, tanto para minimizar os efeitos nocivos no meio ambiente, quanto para reduzir o custo no desenvolvimento de novos materiais. Considerando que a maioria dos trabalhos relatados na literatura se refere ao reaproveitamento dos resíduos de pneus, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência dos compatibilizantes SBS e SEBS-MA no desempenho da mistura de PS/resíduo de borracha da indústria de calçado (SBR), utilizando 5% em peso destes compatibilizantes. As misturas inicialmente foram preparadas em uma extrusora de rosca dupla corrotacional e, posteriormente, os grânulos extrudados moldados por injeção. Estas foram analisadas por ensaios de impacto, flexão, temperatura de deflexão térmica (HDT), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados evidenciaram que a utilização de qualquer um dos compatibilizantes na mistura PS/SBR aumentou expressivamente a resistência ao impacto, enquanto que as propriedades de flexão e HDT foram inferiores em relação à matriz polimérica. Em geral, ficou comprovado que o SBS é mais eficaz no processo de compatibilização do sistema PS/SBR, aumentando em 320% a resistência ao impacto em relação ao PS, bem como tendo uma perda de apenas 10,9% da HDT. Os resultados de termogravimetria ilustraram que a mistura PS/resíduo apresentou uma maior estabilidade térmica, em relação ao PS puro, para temperatura superior a 376ºC. As morfologias apresentadas pelas misturas ternária e binária foram bastante diferentes e típicas de misturas imiscíveis. Estes resultados mostram uma boa perspectiva de uso destes rejeitos industriais (SBR), uma vez que se pode valorizar um material que seria descartado. Além disso, tem a possibilidade de desenvolver um novo material com boas propriedades, bem como minimizar o efeito negativo desses rejeitos nos ecossistemas.

ABSTRACT The reuse of rubber residue is extremely important nowadays, both to minimize the bad effects to the environment and to reduce the costs of new materials development. Seeing that, most of the reported papers in literature refer to the reuse of tire rubber, this work aims to evaluate the influence of SBS and SEBS-MA compatibilizers on the performance of PS/rubber residue (SBR) mixture from shoes industry, using 5% wt. of these compatibilizers. The mixtures were initially prepared in a co-rotational twin screw extruder and the extruded pellets were later molded by injection. The samples were analyzed by impact, flexural, heat deflection temperature (HDT), thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM) experiments. The results evidenced that the use of any compatibilizers in the PS/SBR mixtures significantly increased the impact strength whereas the tensions and HDT properties were lower in relation to polymer matrix. It was proved that the SBS is more efficient in the compatibilizing process of PS/SBR system, increasing 320 % the impact strength compared to PS, as well as having a 10.9 % lost only in the HDT. The results of TG illustrated that the PS/residue mixture presented a higher thermal stability in relation to the pure PS, for temperature over 376ºC. The morphologies presented from ternary and binary mixtures were clearly different and typical of immiscible blends. The results showed a good perspective of this industries wastes (SBR) use, once it was possible to value a material that would be discharged. Besides, there is the possibility to develop a new material with good properties, as well as minimize the negative effect of these wastes in the environment.

Misturas de polímeros constituem alternativa para a obtenção de materiais com propriedades que, em geral, não são encontradas em um único material. O objetivo deste trabalho foi produzir misturas poliméricas a partir de uma matriz de poliestireno (PS) com composto de borracha reciclada (SBR) visando à obtenção de propriedades superiores ao PS. As misturas de poliestireno/composto de borracha reciclada foram preparadas em uma extrusora de rosca dupla corrotacional, com adição de agente compatibilizante e, posteriormente, os grânulos extrusados foram moldados por injeção. Estas foram caracterizadas por ensaio mecânico de tração, análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA), temperatura de deflexão térmica (HDT) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Observou-se que não houve perdas significativas da HDT e da resistência à tração. O ensaio de DMTA evidencia a presença de dois picos de transição distintos, um referente a Tg do PS e o outro referente a Tg do polibutadieno (PB). A morfologia ilustrou uma redução da quantidade de vazios e do tamanho das partículas quando a mistura foi compatibilizada com 5% de SBS. As misturas de PS/SBR são uma alternativa para o reaproveitamento dos resíduos de calçados, bem como, uma forma de agregar valor a um material que seria descartado.

The combination of polymer is an alternative to obtain materials with properties that, in general, are not found in a single material. The goal of this work was to produce polymer blend with polystyrene (PS) as a matrix and recycled rubber compound (SBR) as a minor phase, in order to obtain superior properties to PS. The combination of polystyrene/ composed recycled rubber was prepared in a double screw corrotational extruder and, subsequently, the extruded pellets were molded by injection. These were characterized by mechanical tests, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), heat deflection temperature (HDT) and scanning electron microscopy (SEM). It was observed that there was no significant loss in HDT and on tensile strength. The DMTA tests showed the presence of two peaks transition, a reference to the PS Tg and another regarding the Tg of PB. The morphology showed a reduction in the quantity of voids and in the size of the particles when the mixture was compatibilized with 5% SBS. The PS/SBR blends are an alternative to the reuse of footwear wastes, as well as to add value to a material that would be discarded.