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Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro

1. JULIANA MARQUES RESENDE. [en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS.

Degree: 2019, Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro

[pt] No intuito de desenvolver novas abordagens para a redução do coeficiente de expansão térmica (CTE) em PEAD, um polímero termoplástico largamente usado em geomembranas onde seu alto CTE contribui para a redução de seu desempenho, titanatos em camadas na forma de nanofolhas foram testados pela primeira vez como os aditivos com esta função. Nanofolhas de titanatos foram sintetizadas a partir de tratamento hidrotérmico alcalino de areias ilmeníticas e foram funcionalizadas com viniltrimetoxisilano (VTMS), visando melhorar a compatibilidade com a matriz PEAD, ou organofilizadas com cloreto de dimetildioctadecilamonio (2C18), para promover a esfoliação/intercalação destas nanocargas no polímero. Posteriormente, estas nanocargas modificadas foram caracterizadas por termogravimetria, espectroscopia de infravermelho, análise de área superficial, análise de CHN, difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão. Os nanocompósitos foram fabricados por microextrusão e microinjeção com porcentagens mássicas de carga de 0,5 por cento a 10 por cento, em séries denominadas BRANCA, VTMS, VTMS reativa e 2C18. Finalmente os nanocompósitos foram caracterizados através de ensaios de tração, termogravimetria, dilatometria e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados obtidos na caracterização das nanofolhas permitiram verificar a incorporação do VTMS na superfície por meio de ligações primárias. A modificação com 2C18 foi realizada pela primeira vez neste tipo de material, como foi conferido por difração de raios-X pelo incremento no espaçamento da distância interlamelar. As séries BRANCA e VTMS apresentaram um incremento no módulo de elasticidade e na ductilidade, porém a tensão no escoamento incrementou apenas para o compósito com 0,5 por cento da série BRANCA e para o compósito com 2 por cento da série VTMS. As séries VTMS reativa e 2C18 mostraram redução no módulo de elasticidade e ductilidade. A tensão no escoamento aumentou para o compósito da série VTMS Reativa 0,5 por cento, diminuiu para os compósitos 0,5 e 2 por cento da série 2C18 e permaneceu similar ao PEAD para os outros compósitos destas séries. O compósito que apresentou melhores propriedades foi o VTMS 2 por cento com um aumento em torno de 14 por cento no módulo de elasticidade, de aproximadamente 3 por cento na tensão no escoamento e de aproximadamente 16 por cento na ductilidade. A adição das nanofolhas não alterou significativamente as propriedades de estabilidade térmica da matriz e apresentou decréscimo do CET para a série VTMS 2 por cento. O grau de cristalinidade variou apresentando aumento máximo de aproximadamente 14 por cento na série VTMS 0,5 por cento e redução máxima de aproximadamente 20 por cento na série 2C18 2 por cento.

[en] In order to develop new approaches to the reduction of the coefficient of thermal expansion (CTE) in HDPE, a thermoplastic polymer widely used in geomembranes where its high CTE contributes to the reduction of his performance, in the form of layered titanates nanosheets were tested for the first time as…

Advisors/Committee Members: BOJAN MARINKOVIC, BOJAN MARINKOVIC, BOJAN MARINKOVIC.

Subjects/Keywords: [pt] NANOCOMPOSITOS; [en] NANOCOMPOSITES; [pt] FUNCIONALIZACAO; [en] FUNCTIONALIZATION; [pt] PEAD; [en] HDPE; [pt] GEOMEMBRANA; [en] GEOMEMBRANE; [pt] NANOFOLHAS DE TITANATOS; [en] TITANATES NANOSHEETS; [pt] ORGANOFILIZACAO; [en] ORGANOFILIZATION

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APA (6th Edition):

RESENDE, J. M. (2019). [en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS. (Thesis). Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro. Retrieved from http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37781

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Chicago Manual of Style (16th Edition):

RESENDE, JULIANA MARQUES. “[en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS.” 2019. Thesis, Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro. Accessed December 10, 2019. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37781.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

MLA Handbook (7th Edition):

RESENDE, JULIANA MARQUES. “[en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS.” 2019. Web. 10 Dec 2019.

Vancouver:

RESENDE JM. [en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS. [Internet] [Thesis]. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro; 2019. [cited 2019 Dec 10]. Available from: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37781.

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Council of Science Editors:

RESENDE JM. [en] HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) NANOCOMPOSITES REINFORCED BY TITANATES NANOSHEETS SYNTHESIZED FROM ILMENITIC MINERAL SANDS. [Thesis]. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro; 2019. Available from: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37781

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Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro

2. WILLIAM BUSCHLE ROMARIZ INACIO. [en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND.

Degree: 2018, Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro

[pt] Os termoplásticos representam a grande maioria dos polímeros empregados hoje em dia e a grande vantagem de sua aplicação é que podem ser reaquecidos e moldados repetidamente. Com a crise do petróleo em 1973, os custos para transformar o petróleo em materiais plásticos se tornaram mais atrativos do que transformá-lo em materiais mais tradicionais. Com isso, os investimentos nas indústrias de transformação cresceram, ao mesmo tempo que a preocupação com o meio ambiente. Devido a facilidade de reprocessar esses materiais a temperaturas moderadas, muitas empresas passaram a reutilizar seus resíduos dentro de seus próprios processos. Neste escopo, esse trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mecânico do polietileno de baixa densidade (PEBD) e de uma mistura física formada por polietileno de baixa densidade (PEAD) e polietileno de alta densidade, com uma proporção de 80/20, ao serem submetidos a diversos ciclos de processamento. Os materiais estudados foram preparados e doados pela Companhia de Canetas Compactor. Para este estudo, o material sofreu dez etapas de injeção/extrusão. A partir de ensaios de tração foram determinadas as tensões e cargas máximas suportadas, calculando-se em seguida o módulo de elasticidade, alongamento e tenacidade de cada material. A adição do PEAD é responsável por aumentar a resistência e a dureza do material. Do ponto de vista prático, o material reprocessado não apresentou mudanças significativas de performance. Análises por infravermelho mostraram que não há degradação por oxidação ao longo do processo de reciclagem.

[en] Thermoplastics are the most used polymers nowadays on account of being easily reprocessable with high temperatures. During the oil crisis in 1973 the costs of transforming oil into plastic materials became more attractive than turning them into more traditional materials. Furthermore, the investments in transformation industries grew alongside the concern for the environment. Due to the ease of reprocessing these materials a lot of companies started recycling them within their process. In this context, the present study aims to analyze the mechanical behavior of a low density polyethylene (LDPE) and high density polyethylene (HDPE) blend and pure LDPE after 10 cycles of reprocessing. The polymers were donated by Companhia de Canetas Compactor. The materials suffered up to 10 cycles of injection moulding/extrusion. Tensile tests were made to determine the maximum yield stress and maximum load allowed. Afterwards, calculations were made to determine elongation, Young modulus and toughness. The HDPE addition was responsible to raise the materials yield stress and hardness. From a practical point of view the reprocessing didn t affect significantly the materials performance. FTIR analyses didn t detect oxidation through the process.

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO MORAES D ALMEIDA.

Subjects/Keywords: [pt] CICLOS; [en] CYCLES; [pt] RECICLAGEM; [en] RECYCLING; [pt] TENACIDADE; [en] TOUGHNESS; [pt] INJECAO; [en] INJECTION; [pt] PEAD; [en] HDPE; [pt] COMPORTAMENTO MECANICO; [en] MECHANICAL BEHAVIOR; [pt] TERMOPLASTICOS; [en] THERMOPLASTICS; [pt] POLIETILENO; [en] POLYETHYLENE; [pt] PEBD; [en] LDPE; [pt] REPROCESSAMENTO; [en] REPROCESSING

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APA (6th Edition):

INACIO, W. B. R. (2018). [en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND. (Thesis). Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro. Retrieved from http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=34970

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Chicago Manual of Style (16th Edition):

INACIO, WILLIAM BUSCHLE ROMARIZ. “[en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND.” 2018. Thesis, Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro. Accessed December 10, 2019. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=34970.

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MLA Handbook (7th Edition):

INACIO, WILLIAM BUSCHLE ROMARIZ. “[en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND.” 2018. Web. 10 Dec 2019.

Vancouver:

INACIO WBR. [en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND. [Internet] [Thesis]. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro; 2018. [cited 2019 Dec 10]. Available from: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=34970.

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Council of Science Editors:

INACIO WBR. [en] EFFECT OF REPROCESSING ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF A HDPE/LDPE BLEND. [Thesis]. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro; 2018. Available from: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=34970

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Universidade do Minho

3. Costa, Liliana Marisa Barros. Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos .

Degree: 2018, Universidade do Minho

O uso de ligantes betuminosos modificados com polímeros nos pavimentos é usual em vários países, nomeadamente por aumentar o seu ciclo de vida, e por permitir a construção de camadas betuminosas com melhor qualidade e com menor espessura. No entanto, em certos casos esta opção pode aumentar significativamente o custo do ligante. A utilização de resíduos plásticos na modificação de betumes, ao invés de polímeros virgens, apresenta-se assim como uma solução alternativa que pode ser ambiental e economicamente mais sustentável. No entanto, devido à variabilidade deste tipo de materiais obtidos a partir da valorização de resíduos plásticos, o desempenho dos ligantes e das misturas betuminosas resultantes da sua incorporação torna-se mais difícil de garantir. Inevitavelmente, pela complexidade associada ao estudo deste tipo de ligantes e misturas betuminosas, considerou-se fundamental realizar um estudo abrangente antes de se avançar para a aplicação destas soluções em mais larga escala, o que motivou a realização da presente Tese. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi desenvolver novos ligantes e misturas betuminosas com incorporação de resíduos plásticos, com um desempenho adequado para utilização em pavimentos rodoviários, e em especial em camadas de desgaste. Adicionalmente, para maximizar a reutilização de resíduos, foram avaliadas diferentes soluções de incorporação dos polímeros, nomeadamente como modificadores do ligante ou como substituto parcial dos agregados. Para concretização dos objetivos do projeto, inicialmente foram selecionados e caracterizados diversos polímeros, virgens e reciclados. Em seguida, foram produzidos diversos ligantes modificados com esses polímeros, sob condições controladas que também foram alvo de estudo. O desempenho desses ligantes foi avaliado do ponto de vista físico, térmico, químico, morfológico e reológico, com especial atenção ao comportamento não-linear e à resistência ao envelhecimento, o que permitiu selecionar os ligantes modificados com melhor desempenho. Em seguida foram produzidas misturas densas e porosas com esses ligantes, estudando-se ainda a inclusão de resíduos plásticos de difícil valorização em substituição de agregados. Dado o comportamento distinto deste tipo de misturas, foi necessário realizar a formulação de todas as misturas, cujo desempenho mecânico foi caracterizado em seguida através de ensaios de sensibilidade à água, módulo de rigidez e resistência à fadiga e deformação permanente. Por se tratar de misturas a aplicar em camada de desgaste, avaliou-se ainda as suas características superficiais e funcionais, entre as quais se salienta o estudo do ruído. Por fim, avaliou-se o desempenho das misturas em pista laboratorial, o que permitiu estudar outras propriedades, tais como a resistência à desagregação e ao rolamento. O presente trabalho conduziu ao desenvolvimento de novos ligantes e misturas betuminosas de alto desempenho incorporando resíduos plásticos de difícil reutilização. As melhores soluções obtidas… Advisors/Committee Members: Silva, Hugo M. R. D (advisor), Oliveira, Joel R. M (advisor).

Subjects/Keywords: Polímeros reciclados; Etileno-acetato de vinilo (EVA); Polietileno de alta densidade (PEAD); Betumes modificados com polímero; Reologia não-linear (LAOS-FTR); Resíduos plásticos como agregado; Polietileno reticulado (PEX); Desempenho de misturas betuminosas; Resistência ao rolamento; Ruído de rolamento; Desagregação; Recycled polymers; Ethylene-vinyl acetate (EVA); High-density polyethylene (HDPE); Polymer modified bitumen; Large amplitude oscillatory shear rheology (LAOS-FTR); Plastic wastes as aggregate; Cross-linked polyethylene (PEX); Asphalt mixtures performance; Rolling resistance; Tyre-pavement noise; Ravelling

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APA (6th Edition):

Costa, L. M. B. (2018). Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos . (Doctoral Dissertation). Universidade do Minho. Retrieved from http://hdl.handle.net/1822/55589

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Costa, Liliana Marisa Barros. “Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos .” 2018. Doctoral Dissertation, Universidade do Minho. Accessed December 10, 2019. http://hdl.handle.net/1822/55589.

MLA Handbook (7th Edition):

Costa, Liliana Marisa Barros. “Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos .” 2018. Web. 10 Dec 2019.

Vancouver:

Costa LMB. Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos . [Internet] [Doctoral dissertation]. Universidade do Minho; 2018. [cited 2019 Dec 10]. Available from: http://hdl.handle.net/1822/55589.

Council of Science Editors:

Costa LMB. Estudo e otimização de ligantes modificados e misturas betuminosas inovadoras com resíduos plásticos . [Doctoral Dissertation]. Universidade do Minho; 2018. Available from: http://hdl.handle.net/1822/55589

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