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 Clique para editar o estilo do subtítulo mestre  4/14/12  Compósitos e nanocompósitos Grupo: Mario Kawano, Orley, Priscila Martins e Thais Alves Seminário para a disciplina de Tecnologia de Plástico, ministrada pelo Profº Dr. Hélio Wiebeck. Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais – POLI - USP

Compósitos e nanocompósitos - seminário - completo

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Seminrio para a disciplina de Tecnologia de Plstico, ministrada pelo Prof Dr. Hlio Wiebeck. Departamento de Engenharia Metalrgica e de Materiais POLI - USP

Compsitos e nanocompsitosGrupo: para editar o estilo do Clique Mario Kawano, Orley, Priscila Martins e Thais Alves subttulo mestre

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Introduo

Polmeros; Argila; Compsitos; Nanocompsitos.

Polmeros

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A palavra polmero vem do grego poli (muitos) + meros (partes), e exatamente isto, a repetio de muitas unidades (poli) de um tipo de composto qumico (mero). Polimerizao o nome dado ao processo no qual as vrias unidades de repetio (monmeros) reagem para gerar uma cadeia de polmero.

Argila

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A cermica o material artificial mais antigo produzido pelo homem, existindo a cerca de dez a quinze mil anos. Do grego "kramos, "terra queimada" ou argila queimada um material de imensa resistncia, sendo freqentemente encontrado em escavaes arqueolgicas. Iniciou-se com a construo de vasilhas para alimentos e sementes.

4/14/12 A cermica uma atividade de produo de artefatos a partir da argila, que umedecida muito plstica e fcil de moldar.

Aps uma secagem temperatura ambiente queimada em uma temperatura de 1000 C. Pode-se pintar a cermica com uma pasta de p de vidro e voltar ao forno para fundir o vidro ( 900 C). H uma contrao da pea em aproximadamente 15%.

APLICAO DA CERMICA: Construo de casas, vasilhames para uso domstico e armazenamento de alimentos, vinhos, leos, perfumes, na construo de urnas funerrias e at como "papel" para escrita.

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Compsitos

Qualquer material multifsico que exibe uma proporo significativa das propriedades de ambas as fases que o consistuem, de tal modo que obtida uma melhor combinao de suas propriedades

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Nanocompsitos

So uma nova classe de materiais polimricos que contm quantidades relativamente pequenas de nanopartculas (tipicamente < 5%), ou seja, uma matriz amorfa preenchida com nanocargas. As nanopartculas so em geral compostos inorgnicos: argila, nanotubos de carbono ou aditivos qumicos como a slica, carbonato de clcio, alumina, xido de zinco, etc., todas essas caracterizadas por possuir ao menos uma das

Tipos de nanocarga

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Morfologia entre os compsitos

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Possibilidades de aplicaes1.

Caracterizao de argila e uso com polmeros Orley Micro-hidrogerador com turbina Pelton de cermica - Kawano teres policarboxilatos para concreto - Thais

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Caracterizao de argila

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Os mtodos de caracterizao utilizados so: o DSC (Calorimetria Exploratria Diferencial), a TGA (Anlise Termo Gravimtrica), a absoro de gua, a Tenso de Ruptura a Flexo em 3 pontos, a Espectrofotometria de absoro atmica, a Difrao de raios X e o mtodo de anlise de Rietveld.

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Uso da argila com polmeros

So vrios os usos de argilas com polmeros, resultando assim em compsitos de uso, como: o CBUQ (Concreto betuminoso usinado a quente, que incorpora materiais argilosos como as areias e britas e materiais polimricos como os asfaltos).

Aplicao de argila na Gerao de Energia4/14/12

Micro-hidrogerador com turbina Pelton de cermica Conchas de Turbinas Pelton. Propriedades:

No desgasta com jato dgua; No enferruja; No sofre eroso com jato de areia.

Moldagem das Conchas

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Como as conchas Pelton tem o formato de duas metades de ovos, foram escolhidos dois ovos de codorna que possuam as dimenses de um padro de conchas

Molde e modelo para conchas

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O modelo feito de gesso abaixo serviu para construir o molde para dar forma a argila. As conchas de argila aps moldadas so postas a secar por uma semana antes de ir ao forno pela primeira vez.

Turbina e gerador

Essa turbina tem um rendimento eltrico de 50%, que razovel para sistema deste tamanho. Com uma queda til de 23,5 metros e uma vazo de 0,4 litros por segundo esse gerador fornece 27KWh/ms Consegue-se alimentar uma casa com a maioria dos eletroeletrnicos , inclusive uma geladeira de 15,8KWh/ms . O chuveiro no deve ser usado, pois consumiria toda energia gerada com apenas um banho por dia. Esse sistema todo

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4/14/12 teres policarboxilatos para concreto

CONCRETO: Antiga definio: Material composto por partculas de areia e pedras ligadas umas s outras atravs de Cimento Portland. Nova definio: Material composto por partculas de areia e pedras ligadas umas s outras atravs de Cimento Portland e aditivos qumicos.

teres policarboxilatos para concreto

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Aditivos para concreto:

Plastificantes / Superplastificantes, Aceleradores Retardadores Incorporadores de ar

teres policarboxilatos para concreto

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O uso de aditivos superplastificantes proporciona ao concreto:

Melhoria no tempo de trabalho, Diminuio da quantidade de gua utilizada melhoria das propriedades, Possibilidade da reduo na quantidade de cimento utilizado reduo de custo.

teres policarboxilatos para concretoBases qumicas para superplastificante:

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Condensados de sais de melamina, Condensados de naftaleno sulfonado, ter policarboxilato

teres policarboxilatos para concreto

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Representao da molcula de naftaleno sulfonado

teres policarboxilatos para concreto

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Representao da molcula de ter policarboxilato

teres policarboxilatos para 4/14/12 concreto- Exemplos de utilizao Obra de Jirau

teres policarboxilatos para concreto4/14/12 Exemplos de utilizao Torres Elicas

teres policarboxilatos para 4/14/12 concreto- Exemplos de utilizao Rodoanel

Nanoargila para melhorar 4/14/12 retardncia a chama em eletroeletrnicos

Equipamentos eletro-eletrnicos normalmente possuem bromados como retardante a chama, no entanto, eles liberam elementos txicos durante o processo de degradao, causando riscos a sade pblica. Surge o RoHS! Uma alternativa utilizar a nanoargila em compsitos polimricos para melhora a propriedade de retardncia a chama, uma vez que a argila material inorgnico.

Reciclando plsticos retardantes a chama contendo bromados4/14/12

Schlummer, Martin et al. (2006):

Resduos de eletro-eletrnico foram excludos dos materiais reciclados, devido a presena de bromados retardantes a chama. Processo CreavSolv que atravs da densidade reduz a parte txica em 70 ou 80% tornado vivel a sua reciclagem, cumprindo o valor limite das diretivas europias (RoHS e a alem).

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Nanocompsito PC/ABS/MMT

Shaofeng Wang et al. (2002): Sntese e caracterizao da blenda. preparado por intercalao, blenda PC/ABS e nanoargila montmorilonita. Caracterizadas por: DR-X, MET, HERM, TGA. Confirma a estrutura intercalada. A nanoargila melhora a estabilidade trmica da

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Figura 1: Resultado da difrao de Raio-X.

Figura 3: DTG curva da blenda PC/ABS (4/1) e PC/ABS (4/1) OMT.

Figura 2: TEM e HERM do nanocompsito PC/ABS (3/2) - OMT.

Blenda PC/ABS contendo trifenol fosfato e nanoargila

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E. Feyz et al. (2010): Estudo das propriedades viscoelstica da blenda. Estudo do efeito de trifenol fosfato, comumente usado como retardante a chama, juntamente com a nanoargila MMT. Caractersticas morfologicas e reologica da blenda, atravs do DR-X, MEV e MET.

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A viscosidade aumenta com a incluso da nanoargila e TPP, mais evidente para a nanoargila, que tambm melhora significativamente o comportamento newtoniano da blenda, particularmente para baixas frequncias.

Figura 4: SEM blenda PC/ABS mostrando a dispersso do ABS esfrica na matriz PC.

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Figura 5: TEM PC/ABS com 2% de nano.

Figura 6: Variao da viscosidade complexa (a) contendo TPP e (b) contendo nanoargila em trs diferentes frequncias para blenda.

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Concluso

O que compsito e nanocompsito?

Mistura de componente e nanocomponentes.

Algumas possibilidades de aplicaes Pesquisa e desenvolvimento: Caracterizao de argila e uso com polmeros Orley. Micro-hidrogerador com turbina Pelton de cermica - Kawano.

1.

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Obrigado!

Grupo: Mario Kawano, Orley, Priscila Martins e Thais Alves

Seminrio para a disciplina de Tecnologia de Plstico, ministrada pelo Prof Dr. Hlio Wiebeck. Departamento de Engenharia Metalrgica e de Materiais POLI - USP

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Referncias:

Kawano, Mario: Micro-hidrogerador com turbina pelton de cermica: Agrener 2006. Santos, P. de S., 1992, Cincia e Tecnologia de Argilas, Vol 1, Ed. Edgard Blucher, 1992. Materiais de Construo Civil e Princpios de Cincia e Engenharia de Materiais, Ed. G. C. Isaia. So Paulo: IBRACON, 2007. 2v. Shaofeng Wanga,b, Yuan Hua,*, Zhengzhou Wanga, Tang Yongb, Zuyao Chenb, Weicheng Fana, 2002, Synthesis and characterization of polycarbonate/ABS/montmorillonite nanocomposites, 2002. Polymer Degradation and Stability 80 (2003) 157161.

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E. Feyz, Y. Jahani, M. Esfandeh, M. Ghafelehbashi, S.H. Jafari, 2010, Study of the Viscoelastic Properties of PC/ABS Blend Containing Triphenyl Phosphate and Nanoclay and Its Correlation with Morphology, 2010 in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com). Martin Schlummer, Andreas Murer, Thomas Leitner and Walter Spruzina, 2002, Report: Recycling of flame-retarded plastics from waste electric and electronic equipment (WEEE), Waste Management Research 2006; 24; 573.

http://www.demar.eel.usp.br/compositos/Notas_aula/nanocompositos.p http://www.braskem.com.br http://www.anfacer.org.br/principal.aspx