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Obtenção de substratos cerâmicos no sistema Si-Al-O-N-C empregando polissiloxanos e carga de Si e Al2O3/ Ceramic tapes of Si-Al-O-N-C compounds using mixtures of polyssiloxane and Si-Al2O3 fillers

Rocha, R. M.; Scheffler, M.; Greil, P.; Bressiani, J. C.; Bressiani, A. H. A.
2005-03-01

Resumo em português A técnica de processamento de colagem por fita (tape casting) tem sido amplamente utilizada na obtenção de cerâmicas para diferentes aplicações: substratos cerâmicos e estruturas planares em multicamadas para circuitos integrados e capacitores; eletrólitos sólidos para células a combustível e sensores; cerâmicas piezoelétricas para atuadores e transdutores; membranas de separação para micro-filtragem; compósitos estruturais e trocadores de calor. Neste tra (mais) balho, a técnica convencional de colagem por fita foi adaptada com a utilização do processo de pirólise controlada de misturas de polímeros e carga, empregando-se polissiloxanos e cargas de silício e alumina nas suspensões. Foram preparadas suspensões com 60% vol. de fase polimérica (polissiloxanos e metil-trietoxi-silano) e 40% vol. de carga (Si e Al2O3), com diferentes concentrações dos polímeros e das cargas. As amostras na forma de substratos foram pirolisadas em atmosfera de nitrogênio a 1400 °C/2 h e 1500 °C/2 h, sendo convertidas em materiais cerâmicos no sistema Si-Al-O-N-C. O processo de pirólise foi caracterizado até a temperatura de 1000 ºC por análise termogravimétrica. As cerâmicas foram caracterizadas quanto às fases formadas, microestrutura, massa específica aparente e condutividade térmica. Os substratos cerâmicos apresentaram porosidade relativamente alta (entre 12 e 22%) e baixa condutividade térmica (entre 3 e 8 W/m.K), sendo constituídos por fases cristalinas de beta-SiC, Si2ON2, O'-SiAlON, Al2O3, mulita e fase amorfa de SiOC; o Si foi observado nas amostras pirolisadas a 1400 ºC. Resumo em inglês The tape casting technique has been widely used to prepare ceramic tapes for different applications: ceramic substrates and multilayer planar structures for integrated circuits and capacitors, solid electrolytes for fuel cells and sensors, piezoelectric ceramics for actuators and transducers, membrane systems for micro-filtration, structural composites and heat exchanger. In this work the conventional tape casting technique was adapted to utilize the active filler control (mais) led polymer pyrolysis process making use of polyssiloxanes and fillers in the initial suspension. Suspensions were prepared with 60 vol. % of polymeric phase (polyssiloxanes and methyl-trietoxy-silane) and 40 vol. % of fillers (Si and Al2O3) with different contents of polymer and fillers. The cured tapes were pyrolysed In nitrogen atmosphere at 1400 ºC/2 h and 1500 ºC/2 h, converting the material to ceramic tapes in the Si-Al-O-N-C system. The pyrolysis process was characterized by thermogravimetry up to 1000 ºC and pyrolyzed tapes were characterized according to phase formation, microstructure, density and thermal conductivity. The converted tapes showed relatively high porosity (between 12 and 22%) and low thermal conductivity (between 3 and 8 W/m.K.). The tapes are mainly composed by crystalline phases of beta-SiC, Si2ON2, O'SiAlON, Al2O3 and mullite and a SiOC amorphous phase; Si was observed in tapes pyrolysed at 1400 ºC.

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Identificação e quantificação de resinas, cargas e pigmentos em tintas latex branca/ Qualitative and quantitative determination of resins, fillers and pigments in white latex paints

SILVA, Ailton Roberto; VERONEZI, Ana Maria; MANTOVANI, Roger Antônio; ZOREL Junior, Henrique Emilio; RIBEIRO, Clóvis Augusto; CRESPI, Marisa Spirandeli
2000-01-01

Resumo em português Resinas, pigmentos e cargas constituintes de tintas látex da linha branca foram identificados e quantificados após prévio tratamento à baixa temperatura e pressão para obtenção de amostras secas em forma de pó. TG/DTA permitiram, sob determinadas condições, distinguir e quantificar as resinas, cargas e pigmentos em tintas latex branca comerciais. Difratometria de raios X foi empregada para confirmar a presença do pigmento TiO2 de fase rutílo no resíduo final de termodecomposição. Resumo em inglês Resins, pigments and fillers constituents in white latex paint were identified and quantified after previous treatment under both low temperature and low pressure in order to get toilet powder from emulsion samples. TG/DTA allowed, under determined conditions, to distinguish the kind of resins, fillers and pigments in commercial paints. X-ray diffractometry was used to confirm the presence of pigment in the final residue from the thermal decomposition.

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Propriedades Mecânicas e Dinâmico-mecânicas de Composições de Policloropreno com Negro de Fumo/ Mechanical and Dynamic Mechanical Properties of Chloroprene Rubber Compositions with Carbon Black

Martins, Agnes F.; Napolitano, Bruno de A.; Visconte, Leila L.Y.; Nunes, Regina C.R.; Furtado, Ana M.
2002-01-01

Resumo em português As cargas são fundamentais em composições elastoméricas sendo classificadas, segundo desempenho mecânico, em reforçadoras ou não. O negro de fumo é a carga de reforço mais utilizada nessas composições, não só pelas excelentes propriedades que confere ao artefato, mas também pelo baixo preço e facilidade de processamento. As propriedades dinâmico-mecânicas de sistemas poliméricos são modificadas pela adição de cargas, o que acarreta mudanças nos módu (mais) los elástico (E') e viscoso (E"), bem como na razão entre eles, isto é, a tangente de perda (tan delta). Neste trabalho, são estudadas as propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas de composições de policloropreno (CR) com negro de fumo (NF). O teor de negro de fumo incorporado variou entre 0 e 45 phr. A composição contendo 40 phr de carga apresentou o melhor conjunto das propriedades estudadas. Resumo em inglês Often used in elastomeric compositions, fillers can be classified, according to their mechanical performance, as reinforcing or non-reinforcing fillers. Carbon black is the most used reinforcing filler in rubber compositions, either because of the excellent properties it confers to the rubber article, or due to its low cost and easy processing. When added to polymer systems, fillers are known to cause a considerable change in both dynamic moduli, viscous (E") and elastic (mais) (E'), and also in the loss factor (tan delta), which is the ratio between those two parameters. In this work, the mechanical and dynamic mechanical properties of compositions of chloroprene rubber (CR) with carbon black (CB) were investigated. The filler content varied from 0 to 45 phr. The composition containing 40 phr of carbon black showed the best set of results.

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Nanocompósitos de matriz polimérica: estratégias de síntese de materiais híbridos/ Polymer based nanocomposites: synthetic strategies for hybrid materials

Esteves, Ana Catarina C.; Barros-Timmons, Ana; Trindade, Tito
2004-10-01

Resumo em inglês Associating the well known advantages of hybrid materials to the wide potential of nanomaterials, the new and featuring class of polymer nanocomposites turned into one of the most intensively researched areas. This review highlights recent developments in the field of the synthesis of polymer based nanocomposites. Important issues related to the surface modification of fillers, in order to promote the compatibility between the inorganic/organic components, are also report (mais) ed. The enhancement of the physical properties and the potential applications of polymer nanocomposites are considered in typical examples, given for each synthetic method described.

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Cinética de vulcanização de composições de borracha natural com incorporação de cinza de casca de arroz/ Vulcanization kinetics of natural rubber filled with rice husk ash

Costa, Helson M. da; Visconte, Leila L. Y.; Nunes, Regina C. R.; Furtado, Cristina R. G.
2003-06-01

Resumo em português Cinza da casca de arroz foi incorporada em borracha natural (NR) utilizando-se um misturador de cilindros. O sistema de vulcanização convencional (CV) foi escolhido e os estudos sobre a cura das composições foram conduzidos em um Curômetro TI-100. As curvas de torque foram obtidas em 150, 160, 170 e 180 °C. A velocidade global e a energia de ativação aparente para o processo de vulcanização foram calculadas para cada composição, assumindo que a vulcanizaç� (mais) �o segue uma cinética de primeira ordem. Para fins de comparação, duas cargas comerciais, sílica precipitada (Zeosil-175) e negro de fumo (N762), foram também usadas. Foi observado que a adição da cinza da casca de arroz às composições de NR, em comparação às outras cargas utilizadas, aumentou a velocidade de reticulação e diminuiu a energia de ativação aparente de modo mais marcante. Resumo em inglês Rice husk ash was incorporated into natural rubber (NR) using a laboratory size two-roll mill. A conventional vulcanization system (CV) was chosen and cure studies were carried out on a TI-100 Curometer. The torque curves were obtained at 150, 160, 170, and 180 °C. The overall rate and the apparent activation energy for the vulcanization process were calculated for each compound assuming that vulcanization follows first-order kinetics. For the purpose of comparison, t (mais) wo commercial fillers, precipitated silica (Zeosil-175) and carbon black (N762), were also used. In comparison to the other fillers used, the addition of rice husk ash to NR compounds increased the crosslinking rate and lowered the apparent activation energy in a more marked way.

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Patenteamento em nanotecnologia: estudo do setor de materiais poliméricos nanoestruturados/ Patenting in nanotechnology: study of nanostructurated polymeric materials sector

Borschiver, Suzana; Guimarães, Maria José O. C.; Santos, Taís N. dos; Silva, Flávio C. da; Brum, Paulo Roberto C.
2005-11-01

Resumo em português Neste trabalho foi feito um estudo de tendências tecnológicas em nanotecnologia aplicado ao setor de materiais poliméricos, com base em informações extraídas de documentos de patentes. Foi usada como fonte de dados o banco de patentes da USPTO (United States Patent Trademark Office). Os dados foram obtidos via web, utilizando-se diversas palavras-chaves Foram mapeados os principais países depositantes, tipo de depositante e ano de aplicação, setores de aplicação, tipos de polímeros utilizados e principais aditivos e cargas incorporados às matrizes poliméricas. Resumo em inglês In this work a study of technological tendencies in nanotechnology applied to polymeric materials sector was carried out, based on information extracted of paten documents. The patent office of USPTO (United States Patent Trademark Office) was used as a data source. The data were supplied via web, using several keywords. A mapping was made of the major countries contributing, types and year of patent deposition, application sectors, polymer types used, main additives and fillers incorporated to the polymeric matrices.

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Avaliação da morfologia e propriedades termo-mecânicas em nanocompósitos de PVC/ Evaluation of mechanical-thermal properties and morphological in PVC nanocomposites

Silva, Rodrigo P. da; Mauler, Raquel S.; Oliveira, Ricardo V. B. de; Salles, Cleia A.
2010-01-01

Resumo em português A busca pela utilização de cargas de reforço aos materiais poliméricos tem sido o grande alvo dos pesquisadores e da indústria. Neste trabalho nanocompósitos de PVC foram obtidos mediante a mistura no estado fundido utilizando-se uma extrusora monorosca. Adicionalmente, três diferentes concentrações de montmorilonita organofílica 1, 2 e 5% em massa foram incorporadas. Estes foram caracterizados por suas morfologias, propriedades térmicas e termo-dinâmico-mecâ (mais) nicas. O grau de intercalação e esfoliação dos nanocompósitos foi caracterizado por MET. As análises termogravimétricas não demonstraram um aumento na estabilidade térmica dos nanocompósitos com a concentração de argila. Resumo em inglês The search for the use of reinforcement fillers into polymeric materials has been the great objective of researchers and industry. In this work PVC nanocomposites were obtained by melt blending in a single-screw extruder. Additionally, three different organophilic montmorillonite concentrations of 1, 2 and 5% wt were incorporated. These were characterized by morphology, thermal and thermo-dynamic-mechanical properties. The degree of intercalation and exfoliation of nanoco (mais) mposites was characterized by MET. The thermogravimetric analysis did not show an increase in the thermal stability of the nanocomposites with the clay content.

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Desenvolvimento de biocerâmicas porosas de hidroxiapatita para utilização como scaffolds para regeneração óssea/ Development of hydroxiapatite porous bioceramics for use as scaffolds for bone regeneration

Fook, A.C.B.M.; Aparecida, A.H.; Fook, M.V.L.
2010-01-01

Resumo em português Biocerâmicas porosas tem aplicações biomédicas importantes como preenchimento de defeitos ósseos e scaffolds na engenharia de tecidos. A hidroxiapatita (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) que apresenta semelhança química e estrutural com a fase mineral dos ossos e dos dentes, é biocompatível e osteocondutiva, e tem excelente afinidade química e biológica com os tecidos ósseos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver biocerâmicas porosas HA para utilização como scaff (mais) old para regeneração óssea empregando-se a técnica de réplica da esponja polimérica. A pasta biocerâmica de HA foi obtida por via úmida utilizando hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] e ácido fosfórico (H3PO4) e impregnada em esponjas de poliuretano com diferentes densidades. Tratamento térmico a 600°C por 1h foi realizado para eliminação da esponja seguido da sinterização a 1100°C por 2 horas. Os scaffolds apresentaram a HA como fase majoritária, elevada porosidade (> 70%) e poros com tamanhos variando na ordem de macro (>100μm) e microporosidade (1-20μm), sendo estes fatores adequados para a aplicação como scaffolds para regeneração óssea. Resumo em inglês Porous bioceramics have important biomedical applications such as bone defect fillers and tissue engineering scaffolds. The hydroxyapatite (HA, Ca10 (Po4)6(OH)2) shows resemblance to the mineral phase of bone and teeth, it is biocompatible and osteoconductive, and has excellent chemical and biological affinity to bone tissue. The aim of this work is to develop HA porous bioceramics for bone regeneration using the replica of the polymeric sponge technique. The HA slurry bi (mais) oceramic was obtained by wet method using by the calcium hydroxide [Ca (OH) 2] and phosphoric acid (H3PO4) and impregnated polyurethane sponges with different densities. Heat treatment at 600 ° C for 1h was accomplished to eliminate the sponge followed by sintering at 1100 ° C for 2 hours. The scaffolds showed HA as major phase, high porosity (> 70%) and pores with sizes ranging in the order of macro (> 100μm) and microporosity (1-20μm), and these factors are suitable for application as scaffolds for bone regeneration.

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Propriedades mecânicas e de inflamabilidade de composições de borracha EPDM carregadas com negro de fumo e hidróxido de alumínio/ Mechanical and flammability properties of EPDM (ethylene-propylene terpolymer) rubber compositions filled with carbon black and aluminum hydroxide

Canaud, Cristine; Visconte, Leila L. Y.; Nunes, Regina C. R.
2001-03-01

Resumo em português Composições de EPDM (terpolímero de etileno-propileno-dieno) contendo misturas de negro de fumo e hidróxido de alumínio (ATH) foram preparadas com o objetivo de se avaliar seu potencial de utilização em aplicações elétricas. O hidróxido de alumínio, conhecido por suas características de retardante de chama, é uma carga semi-reforçante e, portanto, incapaz de fornecer o nível de reforço necessário para diversas aplicações. Dessa forma, para aliar ao art (mais) efato propriedades de não inflamabilidade e alto desempenho mecânico, foi também adicionado o negro de fumo (que é a carga reforçante mais largamente empregada). A escolha do EPDM se justifica pela facilidade de ser encontrado no mercado brasileiro, por sua característica em aceitar grandes quantidades de carga e por ser um elastômero apolar, o que é um requisito básico para aplicação em isolamento elétrico. Os materiais foram submetidos a testes mecânicos e de inflamabilidade, para se determinar aqueles que se ajustavam às normas estabelecidas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Verificou-se que pelo menos 160 phr de hidróxido de alumínio são necessários nessas composições para que a resistência à chama seja alcançada. Resumo em inglês EPDM composition filled with mixtures of aluminum hydroxide (ATH) and carbon black were evaluated for electrical applications. Aluminum hydroxide, known for its characteristics of flame retardancy, is a semi-reinforcing filler and, in this sense, it is unable to impart the reinforcement level necessary to several applications. Thus, to have in the same artifact the non-flammability properties together with a high mechanical performance, carbon black, the most widely used (mais) reinforcing filler, has also been used. The choice of EPDM can be justified by the availability of this polymer in the brazilian market, allied to its characteristics to accept large amounts of filler and its apolar chemical character, which is a basic requirement for application in electrical insulation. To meet the Brazilian Technical Standards - ABNT, mechanical and flammability tests were carried out in order to find out the relative amounts of the two fillers which would give the best balance of properties. Amounts as high as 160 phr of aluminum hydroxide are required to achieve good flame resistance.

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Avaliação da degradação não-isotérmica de madeira através de termogravimetria-TGA/ Nonisothermal degradation of wood using thermogravimetric measurements

Bianchi, Otávio; Dal Castel, Charles; Oliveira, Ricardo V. B. de; Bertuoli, Paula T; Hillig, Everton
2010-01-01

Resumo em português O conhecimento da estabilidade térmica da madeira e materiais celulósicos é um importante fator na utilização destes materiais de fontes naturais como carga de reforço em matrizes poliméricas. Entretanto, estes materiais possuem baixa resistência à degradação térmica causado principalmente pela presença de espécies voláteis que entram em ignição em baixas temperaturas. Características dessa natureza contribuem significativamente na limitação do uso de (mais) tais materiais como cargas de reforços em situações que exigem temperaturas mais elevadas. Neste trabalho é avaliada a degradação térmica de duas espécies de madeira, em atmosfera de nitrogênio, por meio de medidas termogravimétricas. Os parâmetros cinéticos de decomposição térmica foram estimados com o método proposto por Flynn-Wall-Ozawa (FWO). A Garapeira apresentou energia de ativação menor nas frações reação até 0,4. Na fração de reação de 0,9 foi observada a maior diferença de energia de ativação entre as espécies de madeira. O mecanismo de reação para duas espécies é basicamente controlado por difusão (Dn) até a fração de reação de 0,8, sendo que após segue cinética de terceira ordem (F3). Resumo em inglês The thermal stability of wood and cellulosic materials is an important factor for applications of these natural renewable materials as fillers for reinforcing polymeric matrices. However, these materials have low thermal stability caused mainly by species that ignite at low temperatures. These characteristics contribute significantly to limit their use in situations where higher temperatures are required. In this work, the thermal degradation of two kinds of wood (Pinus a (mais) nd Garapeira) was evaluated using thermogravimetric measurements under nitrogen atmosphere. The parameters of thermal decomposition kinetics were estimated using the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) method. The Garapeira wood showed lower activation energy at reaction degrees below 0.5, probably due to the presence of volatiles compounds, such as oil and wax. The Pinus wood had different characteristics in the initial reaction degree (up to 0.4). After this point, however, Garapeira becomes more stable than Pinus due to the formation of more thermally stable species and because of the higher amount of lignin. Besides, the thermal degradation processes of both woods were found to be mainly controlled by diffusion (Dn) of volatile species at reaction degrees up to 0.8, achieving a third order (F3) mechanism afterwards.

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Nanocompósitos de Poli(Cloreto de Vinila) (PVC)/argilas organofílicas/ Poly(Vinyl Chloride) (PVC)/organoclay nanocomposites

Souza, Michelle A.; Pessan, Luiz A.; Rodolfo Jr., Antonio
2006-12-01

Resumo em português O interesse pelo desenvolvimento de nanocompósitos com matrizes poliméricas aumentou significativamente nos últimos anos, levando a uma grande quantidade de trabalhos publicados e de grupos de pesquisa e desenvolvimento interessados e trabalhando nesta importante área. Em geral, os materiais inorgânicos não apresentam uma boa interação com polímeros orgânicos, o que é desejável para obter um bom estado de dispersão no sistema e otimização de desempenho. Em (mais) função desta característica dos sistemas polímeros orgânicos/materiais inorgânicos como argila, tem-se buscado uma solução para este problema através de tratamentos prévios de superfícies das argilas com modificadores orgânicos. Os nanocompósitos poliméricos utilizando argila usualmente apresentam propriedades mecânicas e térmicas bastante atrativas e superiores aos compósitos convencionais, bem como valores reduzidos de permeabilidade, melhor resistência química a solventes e maior retardância a chama. Nas últimas décadas, nanocompósitos de policloreto de vinila (PVC) também têm sido preparados através de intercalação no estado fundido e apresentam resultados interessantes mas ainda com possibilidades de melhoria em função do potencial do material e de estudos similares com outras matrizes termoplásticas. O PVC é um material muito mais versátil e devido à sua necessidade de formulação mediante a incorporação de aditivos, o PVC pode ter suas características alteradas dentro de um amplo espectro de propriedades em função da aplicação final e características finais desejadas. Entretanto, devido a suas desvantagens inerentes, tais como baixa resistência à fratura, baixa estabilidade térmica e produção de fumaça escura durante sua combustão, o PVC e seus compósitos estão sujeitos a algumas limitações em certas aplicações. Dessa forma, o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos é uma alternativa promissora para tentar superar essas limitações e possibilitar o desenvolvimento de novos produtos com desempenho e propriedades diferenciados. Resumo em inglês In recent years, organic-inorganic nanocomposites have received great attention due to the excellent possibility of improving the mechanical, thermal and barrier properties of polymer matrix by the addition of small amounts of nanoscaled inorganic fillers to it. Nanoscale silicate layers of organically modified clay are usually dispersed in a polymer matrix to improve its properties. Because of the nanoscale effects, polymer/silicate layers of organically modified nanocom (mais) posites often exhibit significant improvement in strength, modulus, thermal resistance, and gas permeability barrier properties with far less silicate content than regular filler used those in conventionally filled polymer composites. Poly(vinyl chloride) (PVC), as an important commercial polymer, has been studied and used widely in industrial fields for many years. However, due to its inherent limitations, such as low thermal stability, brittleness and smoke evolution, PVC and its composites usually face some limitations in certain applications. Therefore, it is necessary to develop new PVC products with differentiated properties and performance in order to yield high added values and broaden PVC applications and in this regard the development of nanocomposites of PVC / silicates presents a very interesting way to prepare high performance PVC composites.

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Compósitos termoplásticos com madeira/ Wood-plastic composites

Correa, Carlos A.; Fonseca, Carla N.P.; Neves, Silmara; Razzino, Carlos A.; Hage, Jr., Elias
2003-07-01

Resumo em português Dentre muitas fibras naturais de interesse tecnológico, o resíduo de madeira substitui com vantagens as cargas e reforços tradicionalmente empregados em compostos e compósitos poliméricos, particularmente os de origem mineral, tais como talco, CaCO3 e fibra de vidro. A tecnologia dos chamados Wood-Plastic Composites (WPC´s) envolve conceitos de compatibilidade e processabilidade e apresenta grandes desafios tecnológicos para a formulação e estabilização da mist (mais) ura devido a baixa estabilidade térmica da celulose. Muitos dos avanços tecnológicos em WPC’s dependem de uma análise criteriosa das características físicas de seus componentes e das condições de processamento do sistema, particularmente aspectos relacionados a sua compatibilização. No presente trabalho são apresentados estudos sobre a reatividade do polipropileno modificado com anidrido maleico (PP-MAH) utilizado como compatibilizante em compósitos termoplásticos de polipropileno com farinha de madeira. A influência da carga celulósica e a eficiência do compatibilizante nas propriedades reológicas, térmicas, mecânicas e morfológicas do sistema foi avaliada através de medidas de rigidez, grau de cristalinidade, temperatura de cristalização e fusão cristalina levando-se em conta as características da resina, a distribuição granulométrica e o teor de umidade da farinha de madeira. Observou-se que os compósitos compatibilizados com PP-MAH apresentaram ganhos significativos de rigidez em relação aos compósitos não-modificados, independente do tipo de farinha de madeira empregada enquanto as propriedades térmicas do polímero mostraram-se sensíveis à distribuição granulométrica e algumas composições apresentaram tendência ao escurecimento e a elevação da temperatura de cristalização do polímero na presença do reforço celulósico. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura ilustram o molhamento da fibra celulósica pela resina termoplástica quando na presença do compatibilizante indicando a possível ocorrência de reações de esterificação na interface polímero-madeira. Resumo em inglês Wood waste fibers (WWF) mostly known as wood flour, can replace mineral fillers such as talc, CaCO3 and fiberglass with great advantage. Wood-plastics composites (WPC’s) technology includes concepts of compatibility and processing and yet presents technical challenges in grade formulation and stabilisation of the composite system. Owing to thermal constraints in wood flour processing, commodities such as polyolefins (PP, PEAD/PEBD), styrenics (PS e HIPS) and vinyls (PVC) (mais) represent the bulk of the thermoplastics used in WPC’s applications. In the present work, a brief overview of the latest developments in WPC’s processing technology is discussed in the light of technical characteristics and performance of this novel class of thermoplastics composites in emerging applications. Some investigations on compatibilizing efficiency of the polypropylene modified with maleic anhydride (PP-MAH) is presented for polypropylene formulations compounded with different types of pinus wood waste. The influence of the cellulosic filler and the efficiency of the compatibilizers on thermal, mechanical and morphology of the composite system was evaluated through stiffness measurements, degree of cristallinity, crystallization and melt temperatures in regard to the resin intrinsic properties and sawdust characteristics. Electron microscopy micrographs ilustrate in great detail the filler wetting by the resin in the presence of the anhydride maleic in the polypropylene used as compatibilizer suggesting that sterification reactions may be taken place at the wood-polymer interface.

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Efeitos do tipo de poliestireno de alto impacto nas propriedades de compósitos termoplásticos com farinha de resíduo de madeira/ The effects of the high impact polystyrene morphology on the properties of wood-plastic composites

Vianna, Wladimir L.; Correa, Carlos A.; Razzino, Carlos A.
2004-12-01

Resumo em português A tecnologia dos chamados Compósitos Termoplásticos com Madeira envolve conceitos de compatibilidade e processabilidade e apresenta grandes desafios tecnológicos para a formulação e estabilização da mistura. Devido à baixa estabilidade térmica da celulose, a grande maioria das resinas termoplásticas utilizadas na preparação desses compósitos está restrita às resinas poliolefinicas, estirênicas e ao poli(cloreto de vinila). O Poliestireno de Alto Impacto (H (mais) IPS) é um termoplástico bifásico de grande versatilidade de propriedades decorrentes das variações de composição e morfologia das partículas de borracha dispersas na matriz estirênica. Além da sua temperatura relativamente baixa de processamento, estas características tornam o HIPS um termoplástico de grande interesse para aplicações em compósitos com farinha de resíduo de madeira, uma vez que a otimização do balanço de propriedades de rigidez e impacto pode ser alcançada através do controle da morfologia e da formulação do compósito. No presente estudo, "tipos" comerciais de HIPS com diferenças no índice de fluidez e na distribuição do tamanho de partículas foram utilizados na preparação de compósitos termoplásticos com farinha de resíduo de madeira. As propriedades mecânicas dos compósitos obtidos foram discutidas em termos das características morfológicas dos HIPS utilizados e da quantidade de farinha de resíduo de madeira no compósito. Pela simples aplicação da regra das misturas, mostrou-se que devido à baixa densidade do resíduo de madeira, o reforço celulósico poderia ser utilizado eficientemente na substituição de cargas minerais ou fibra de vidro em compósitos termoplásticos com um melhor desempenho em termos de resistência e rigidez específica. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada na análise de superfícies de fratura para ilustrar a dispersão da farinha de madeira na matriz estirênica, a molhabilidade do reforço pela resina e as interações reforço-matriz. Resumo em inglês The technology of wood-plastics composites includes concepts of compatibility and processability, with important challenges to optimize grade formulations, processing and stabilization of the composite system. Owing to the low thermal stability in wood flour processing, commodities such as polyolefins, styrene and polyvinylchloride represent the large majority of the thermoplastics employed in cellulosic composites. High impact polystyrene (HIPS) is a versatile thermoplas (mais) tic as a result of variations in composition and morphology of the rubber dispersed phase in the styrenic matrix. In addition to its relatively low processing temperature, such characteristics make HIPS a suitable polymer for wood-plastic composite applications as an optimum stiffness-toughness balance can be achieved by fine control of HIPS morphological parameters and the composite formulation. In the present study, commercial grades of HIPS with different flow index and particle size distribution were used in the preparation of wood-plastic composites. The mechanical properties and the heat distortion temperatures of the composites are discussed in terms of the HIPS characteristics and the filler content in the composite. By simply applying the rule of mixtures, it was shown that owing to their relatively low specific gravity, the wood waste flour might be cost-effective in replacing mineral fillers or glass fibers in plastic composites with a better performance in terms of specific strength and rigidity. Electron microscopy analysis of fractured surfaces was used to illustrate wood flour dispersion, wettability and matrix-filler interactions.

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Empenos em substratos durante o processo de encapsulamento de memórias

Sequeiros, Elsa Wellenkamp de
2009-06-01

Resumo em português Na produção de memórias, os empenos (warpage) devem-se sobretudo a diferenças no coeficiente de expansão térmica dos materiais que constituem as memórias: die, substrato, adesivo, fios de ouro, epoxy mold compound (EMC) e bolas de solda. Contudo, os empenos (tipicamente com valores de décimas de milímetro) variam com uma diversidade de factores: design do produto, dimensões dos materiais utilizados na montagem de memórias, etapas do processo, equipamentos, etc. (mais) Considerando o processo de Assembly da Qimonda PT, foram efectuadas diversas experiências num produto (512M T80 84) de forma a atingir os objectivos propostos. As medições do nível de empenos nos substratos foram efectuadas recorrendo ao perfilómetro 3D NanoFocus. Após as medições ao longo de todo o processo de Assembly, aferiu-se que as etapas críticas, isto é, com mais influência no nível de empenos e mais impacto em produção, eram: Mold, Mold Cure e Solder Ball Attach (SBA). Esta foi primeira e a mais demorada fase do estudo. Todas as avaliações seguintes, relacionadas com a identificação de outros factores que pudessem influenciar o nível de empenos, puderam assim ser restringidas às medições efectuadas apenas a seguir às etapas mais críticas. Identificaram-se, assim, alguns factores que influenciam o nível de empenos: tempo e condições de armazenamento (armários de nitrogénio ou condições normais da sala limpa) entre as etapas críticas do processo: sistema anti-warpage e alterações na formulação de EMC. O aumento de tempo entre as etapas críticas do processo conduziu a um aumento do nível de empenos (em condições ambientais de sala limpa). O armazenamento dos lotes (entre etapas) em armário de nitrogénio reduziu o nível de empenos. A não activação (falha) do sistema de anti-warpage pode levar a um incremento do nível de empenos na ordem dos 200µm. Alterações no módulo de contracção do EMC (induzidas por uma variação da dimensão média das fibras) alteram o nível de empenos. Para 3 produtos de diferente ocupação média de silício (%SOR), a utilização da formulação de EMC com menor módulo de contracção induziu melhorias expressivas no nível de empenos, durante as etapas críticas. Outros factores testados não demonstraram impacto significativo no nível de empenos: fornecedores de substratos e arrefecimento forçado após a etapa de Mold Cure. No entanto, o arrefecimento forçado mostrou ter impacto positivo na produção (por redução do cycle time). Resumo em inglês Warpage of electronic memories during manufacture may be caused by differences in the coefficient of thermal expansion of the materials used: die, substrate, adhesive, gold wire, epoxy mold compound (EMC) and solder balls. However, warpage is greatly affected by package design, dimensions of materials used in the assembly, process assembly steps, equipments, etc. Taking into consideration the Assembly process at Qimonda PT, several experiences were done, in order to reach (mais) the goals proposed in this study. Warpage of substrates was measured by profilometry 3D Nanofocus. After measuring substrates during the Assembly process flow, the results revealed that the critical steps, i.e., steps of the assembly process that have a larger impact on warpage and influence more manufacturing, were: Mold, Mold Cure and Solder Ball Attach (SBA). This was the first part of the study as well as the longest one. In all other experiences related with the identification of factors that might affect warpage, measurements were limited to these critical steps. It was concluded that time and conditions of storage (clean room conditions and compartments under nitrogene flow), anti-warpage system and modifications on formulations of EMC were some of the factors that may affect warpage. This increased with time between the critical steps (in clean room conditions). Storage of the lots in compartments under nitrogene flow decreases warpage. Failure of anti-warpage can induce an increment of 200µm in warpage. Modifications in EMC shrinkage (by varying fillers cut dimensions) change the level of warpage. For 3 packages of different Silicon Ocupation Ratio (%SOR), the use of EMC formulation with minor shrinkage improved warpage in the critical steps. Other factors tested have not showed any impact on warpage: different providers of substrates and forced cooling after Mold Cure. But, on the other hand, the use of forced cooling decreased the cycle time and may increase productivity.

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