Torsion fracture behavior of drawn pearlitic steel wires with different heat treatments

In this paper, torsion fracture behavior of drawn pearlitic steel wires with different heat treatments was investigated. Samples with different heat treatments was investigated. Samples with different heat treatment conditions were subjected to torsion and tensile tests. The shear strain along the torsion sample after fracture was measured. Fracture surface of wires was examined by Scanning Electron Microscopy. In addition, the method of Differential Scanning Calorimetry was used to characterize the thermodynamic process in the heat treatment. A numerical simulation via finite element method on temperature field evolution for the wire during heat treatment process was performed. The results show that both strain aging and recovery process occur in the material within the temperature range between room temperature and 435 degrees C. It was shown that the ductility measured by the number of twists drops at short heating times and recovers after further heating in the lead bath of 435 degrees C. On the other hand, the strenght of the wire increases at short heating times and decreases after further heating. The microstructure inhomogeneity due to short period of heat treatment, coupled with the gradient characteristics of shear deformation during torsion results in localized shear deformation of the wire. In this situation, shear cracks nucleate between lamella and the wire breaks with low number of twists.

Veränderungen der Farbe und thermischen Stabilität der Muskelproteine von Räucherforellen während der Kühllagerung

The aim of the investigation was to prove if different farming conditions like conventional and organical farming of rainbow trout may cause differences in quality which are detectable by physical methods such as colour measurement and differential scanning calorimetry. Colour measurement revealed remarkable differences in lightness. Smoked trouts originating from conventionally farmed fish were much lighter than those of organically farmed trouts. This difference in L* could already be found when colour measurements were taken on the raw material. However, during chilled storage differences were equalized. Redness and yellowness were not significantly influenced by farming and did not change remarkably during chill storage. Based on earlier investigations on changes in thermal stability caused by heating, DSC curves of smoked trout could be used to verify that the core temperature of smoked fish had reached at least 60 °C during hot smoking process. This temperature is demanded by the guidelines of the German Food Code. In the DSC curves only the actin peak was still visible. All other proteins were obviously denatured during the hot smoking. When DSC curves were taken from smoked trout after different durations of chilled storage it could be seen that the denaturation temperature of actin decreased almost linearly with progression of storage time.

Effect of Molecular Flexibility on the Nematic-to-Isotropic Phase Transition for Highly Biaxial Molecular Non-Symmetric Liquid Crystal Dimers

In this work, a study of the nematic (N)-isotropic (I) phase transition has been made in a series of odd non-symmetric liquid crystal dimers, the alpha-(4-cyanobiphenyl-4'-yloxy)-omega-(1-pyrenimine-benzylidene-4'-oxy) alkanes, by means of accurate calorimetric and dielectric measurements. These materials are potential candidates to present the elusive biaxial nematic (N-B) phase, as they exhibit both molecular biaxiality and flexibility. According to the theory, the uniaxial nematic (N-U)-isotropic (I) phase transition is first-order in nature, whereas the N-B-I phase transition is second-order. Thus, a fine analysis of the critical behavior of the N-I phase transition would allow us to determine the presence or not of the biaxial nematic phase and understand how the molecular biaxiality and flexibility of these compounds influences the critical behavior of the N-I phase transition.

Einfluss von Reifung und technologischen Behandlungen auf die Proteine des Rogens von Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss)

The use of differential scanning calorimetry for investigating the yolk proteins of the roe of rainbow trout allows to monitor the influence of maturation and vitellogenesis which modifies the DSC curves with regard to transition temperature and enthalpy. Two endothermic peaks become more and more pronounced with increasing maturation of the roe. However, it is still not known which protein fraction is represented by each of the peaks. DSC curves of yolk protein depend on fish species. They are also influenced by technological treatments. Further investigation is necessary to discover whether or not yolk proteins of other fish species are influenced in the same manner by maturation and vitellogenesis and which protein fraction represent the individual peaks.

Temperature-and pH-Sensitive Nanohydrogels of Poly(N-Isopropylacrylamide) for Food Packaging Applications: Modelling the Swelling-Collapse Behaviour

Temperature-sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) nanohydrogels were synthesized by nanoemulsion polymerization in water-in-oil systems. Several cross-linking degrees and the incorporation of acrylic acid as comonomer at different concentrations were tested to produce nanohydrogels with a wide range of properties. The physicochemical properties of PNIPA nanohydrogels, and their relationship with the swelling-collapse behaviour, were studied to evaluate the suitability of PNIPA nanoparticles as smart delivery systems (for active packaging). The swelling-collapse transition was analyzed by the change in the optical properties of PNIPA nanohydrogels using ultraviolet-visible spectroscopy. The thermodynamic parameters associated with the nanohydrogels collapse were calculated using a mathematical approach based on the van't Hoff analysis, assuming a two-state equilibrium (swollen to collapsed). A mathematical model is proposed to predict both the thermally induced collapse, and the collapse induced by the simultaneous action of two factors (temperature and pH, or temperature and organic solvent concentration). Finally, van't Hoff analysis was compared with differential scanning calorimetry. The results obtained allow us to solve the problem of determining the molecular weight of the structural repeating unit in cross-linked NIPA polymers, which, as we show, can be estimated from the ratio of the molar heat capacity (obtained from the van't Hoff analysis) to the specific heat capacity (obtained from calorimetric measurements).

Blanchiert oder Gegart? - Die Einstufung erhitzter Muscheln (Perna canaliculus) durch Eiweißuntersuchung

The evaluation of heated mussels by protein analysis makes clear that the methods used allow a differentiation between mussel tissues which had experienced different degrees of heating. It could be verifiyed by both, the analysis of enzyme activities and differential scanning calorimetry that the investigated trade products were only blanched and not completely well done cooked.

Cooperative properties of lipid bilayers : collective director fluctuations and the effects of hydrophobic mismatch in protein/lipid membrane systems

Cooperative director fluctuations in lipid bilayers have been postulated for many years. ^2H-NMR T_1^(-1), T_(1P)^(-1) , and T_2^(-1); measurements have been used identify these motions and to determine the origin of increased slow bilayer motion upon addition of unlike lipids or proteins to a pure lipid bilayer.

The contribution of cooperative director fluctuations to NMR relaxation in lipid bilayers has been expressed mathematically using the approach of Doane et al.^1 and Pace and Chan.^2 The T_2^(-1)’s of pure dimyristoyllecithin (DML) bilayers deuterated at the 2, 9 and 10, and all positions on both lipid hydrocarbon chains have been measured. Several characteristics of these measurements indicate the presence of cooperative director fluctuations. First of all, T_2^(-1) exhibits a linear dependence on S2/CD. Secondly, T_2^(-1) varies across the ^2H-NMR powder pattern as sin^2 (2, β), where , β is the angle between the average bilayer director and the external magnetic field. Furthermore, these fluctuations are restricted near the lecithin head group suggesting that the head group does not participate in these motions but, rather, anchors the hydrocarbon chains in the bilayer.

T_2^(-1)has been measured for selectively deuterated liquid crystalline DML hilayers to which a host of other lipids and proteins have been added. The T_2^(-1) of the DML bilayer is found to increase drastically when chlorophyll a (chl a) and Gramicidin A' (GA') are added to the bilayer. Both these molecules interfere with the lecithin head group spacing in the bilayer. Molecules such as myristic acid, distearoyllecithin (DSL), phytol, and cholesterol, whose hydrocarbon regions are quite different from DML but which have small,neutral polar head groups, leave cooperative fluctuations in the DML bilayer unchanged.

The effect of chl a on cooperative fluctuations in the DML bilayer has been examined in detail using ^2H-NMR T_1^(-1), T_(1P)^(-1) , and T_2^(-1); measurements. Cooperative fluctuations have been modelled using the continuum theory of the nematic state of liquid crystals. Chl a is found to decrease both the correlation length and the elastic constants in the DML bilayer.

A mismatch between the hydrophobic length of a lipid bilayer and that of an added protein has also been found to change the cooperative properties of the lecithin bilayer. Hydrophobic mismatch has been studied in a series GA' / lecithin bilayers. The dependence of 2H-NMR order parameters and relaxation rates on GA' concentration has been measured in selectively deuterated DML, dipalmitoyllecithin (DPL), and DSL systems. Order parameters, cooperative lengths, and elastic constants of the DML bilayer are most disrupted by GA', while the DSL bilayer is the least perturbed by GA'. Thus, it is concluded that the hydrophobic length of GA' best matches that of the DSL bilayer. Preliminary Raman spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry experiments of GA' /lecithin systems support this conclusion. Accommodation of hydrophobic mismatch is used to rationalize the absence of H_(II) phase formation in GA' /DML systems and the observation of H_(II) phase in GA' /DPL and GA' /DSL systems.

1. J. W. Doane and D. L. Johnson, Chem. Phy3. Lett., 6, 291-295 (1970). 2. R. J. Pace and S. I. Chan, J. Chem. Phy3., 16, 4217-4227 (1982).

Desenvolvimento de material compósito polimérico para utilização na confecção de troquéis

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização.

Avaliação da influência de diferentes óleos extensores com baixo teor de policíclicos aromáticos nas propriedades da borracha à base butadieno e estireno (SBR)

O óleo extensor normalmente empregado em copolímeros à base de butadieno e estireno ( borracha SBR) da série 1712 é o extrato aromático (DAE). Nesta Dissertação, esse óleo foi substituído por óleos com baixos teores de policíclicos aromáticos em formulações de SBR. Esta substituição se deu em atendimento a Regulamentação REACH (EC No1907/2006 do Parlamento Europeu e do Conselho de 18 de Dezembro de 2006, Anexo XVII) que determina que a soma de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos individuais (PAHs) deve ser abaixo de 10 mg/kg e o teor de benzo(a)pireno (BaP) não deve exceder 1 mg/kg. Os óleos empregados foram o extrato aromático residual tratado (TRAE) e dois óleos naftênicos de fornecedores diferentes (HN1 e HN2). As composições de SBR estendidas em DAE, TRAE, HN1 e HN2 tiveram suas propriedades térmicas avaliadas por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). As propriedades físicas foram determinadas por ensaios de tração, dureza, resistência à abrasão e resiliência. Foram ainda avaliadas as propriedades reométricas e reológicas, por viscosidade e relaxação Mooney, respectivamente. Ao final os resultados demonstraram que é possível a substituição do óleo extensor por quaisquer dos óleos testados sem prejuízos nas propriedades estudadas

Avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com fibra de coco verde

Os materiais poliméricos tem sido uma das causas dos problemas ambientais discutidos em todo mundo nos últimos tempos. Como uma das soluções para esse problema, estão os polímeros biodegradáveis que são materiais que se degradam pela ação de microorganismos. Uma Indústria sediada no Brasil lançou recentemente um poliéster biodegradável que surge boa alternativa para o crescimento no mercado dos polímeros biodegradáveis, principalmente por possuir em sua composição matéria prima de fonte renovável. Neste trabalho foram preparados compósitos com matriz de poliéster biodegradável e fibra de coco verde com e sem modificação química por acetilação em misturador interno Haake. Foi estudada a biodegradabilidade em solo simulado do polímero puro e de seus compósitos e foram avaliadas as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do polímero puro e de alguns de seus compósitos. O teste de biodegradabilidade foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de duas a dezessete semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e análise mecânica de tração. Os resultados obtidos indicaram que tanto o polímero puro quanto os seus compósitos sofreram biodegradação, a presença da fibra apenas atrasa o processo de biodegradação, as fibras de coco tiveram uma boa afinidade com a matriz polimérica, a incorporação de 5% fibra de coco na matriz torna o compósito mais rígido e a incorporação da fibra e o processo de biodegradação alteram as características da fase cristalina no material polimérico.

Preparação de nanopartículas funcionalizadas do tipo casca-núcleo à base de poliestireno e poli(acrilato de butila) para processamento baroplástico

Copolímeros casca-núcleo de poli(acrilato de butila) (núcleo) e poliestireno (casca) foram sintetizados por meio de polimerização em emulsão, conduzida em duas etapas. A adição de ácido itacônico como monômero funcional na polimerização do núcleo foi realizada para verificar seu efeito sobre suas propriedades mecânicas e de processamento. Os copolímeros foram caracterizados por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e calorimetria diferencial por varredura (DSC). A incorporação do monômero funcional foi confirmada por DSC e quantificada por titulação. A proporção de poli(acrilato de butila) e poliestireno influenciou diretamente o processamento e as propriedades mecânicas do polímero. Os copolímeros com teores de poliestireno acima de 50% foram processados por compressão e extrusão a temperatura ambiente, apresentando comportamento baroplástico. A presença do monômero funcional não alterou o processamento do polímero e melhorou significativamente sua resistência à tração, aumentando sua tenacidade

Morfologia e biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibra de coco verde

Neste trabalho foram analisadas a morfologia e a biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibras provenientes da casca de coco verde. Parte destas fibras foi submetida à modificação química por meio da reação de acetilação. A avaliação da morfologia foi realizada nas amostras de poli(ε-caprolactona) puro e seus compósitos antes e após o teste de biodegradação. O teste de biodegradação foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de vinte a trinta semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), calorimetria diferencial de varredura (DSC), difratômetro de raios X (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN) de baixo campo no estado sólido. Pelas análises, foram verificados perda de massa, alteração morfológica da superfície e variação no percentual de cristalinidade das amostras. O PCL e os compósitos sofreram biodegradabilidade e a presença das fibras retarda ligeiramente esse processo

Avaliação da biodegradabilidade de misturas poliméricas de policarbonato/poli(-caprolactona) em solo simulado

Neste estudo foram avaliadas amostras de misturas poliméricas de Policarbonato (PC) e Poli--caprolactona (PCL) em diferentes concentrações após enterro em solo preparado, por períodos variando de uma a doze semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 - 03. As amostras, após ficarem enterradas, foram retiradas do solo e analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foi observado através de avaliação morfológica que houve degradação nas amostras de PCL puro e na mistura PC/PCL (60/40). Para misturas com menores teores de PCL a degradação não foi significativa no tempo de avaliação sugerido pela norma. Após o tempo de 12 semanas em contato com o solo houve uma redução no teor de cristalinidade das amostras tanto de PCL puro quanto da mistura PC/PCL com 40% de PCL. As variações ocorridas devido à biodegradabilidade não foram suficientes para acarretar perda de resistência térmica nas amostras. Verificou-se que para avaliar a biodegradabilidade de misturas contendo o polímero biodegradável PCL, é necessária uma adaptação da Norma utilizada, aumentando o tempo de enterro das amostras

Desenvolvimento de membranas de poli(éter imida) sultonada para a permeacão de gases

A busca por membranas com propriedades adequadas a separação de gases em escala industrial tem levado a modificação e sIntese de polImeros de engenharia, com objetivo de obter membranas com propriedades adequadas. Uma das modificaçoes que tem se apresentado promissora é a inserção de grupos sulfônicos em polImeros comerciais. Espera-se que o polImero sulfonado apresente um aumento na permeação de gases polares, em relação a gases apolares, devido a sua estrutura mais polar e flexIvel. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é a sIntese e caracterização de membranas de poli(éter imida) sulfonada para a permeação de gases. Um planejamento experimental foi desenvolvido, em diferentes condiçoes reacionais de temperatura, tempo e excesso de um dos reagentes (ácido acético), para a sIntese de poli(éter imida) sulfonada (SPEI). Através deste planejamento, constatou-se que as variáveis que mais influenciam o grau de sulfonação são a temperatura e o tempo. O polImero com o maior grau de sulfonação, determinado por capacidade de troca iônica (IEC= 92 mEq H+/g), foi utilizado para o preparo da membrana de SPEI, obtida pela técnica de inversão de fase por evaporação do solvente, utilizando-se clorofórmio como solvente. Este filme foi caracterizado a partir das seguintes análises: espectroscopia de infravermelho (FTIR), calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), a fim de avaliar a influência da inserção do grupo sulfônico na matriz polimérica. O espectro de infravermelho de SPEI apresentou bandas relacionadas as vibraçoes assimétricas em 1240 cm-1 (ligação O=S=O), ligação simétrica em 1171 cm-1 (O=S=O) e ligação S-O entre 1010-1024 cm-1. Isto indica a presença de grupos sulfônicos. A análise de DSC foi realizada entre 150-250C. Nesta faixa, não foram observadas alteraçoes na temperatura de transição vItrea (Tg) do polImero modificado (217C). Acredita-se que a decomposição do grupo sulfona aconteça antes da temperatura atingir o Tg do polImero. Esta suposição é confirmada na análise de TGA. As imagens de MEV mostraram que foram obtidos filmes livres de poros e defeitos. A membrana da SPEI foi utilizada no ensaio de permeaçao dos gases 02, N2 e C02, a fim de determinar a permeabilidade e seletividade da membrana. As permeabilidades encontradas para o gas oxigênio foram de 0,76 barrer para a PEI e 0,46 barrer para a SPEI. A seletividade do dióxido de carbono em relaçao ao oxigênio aumentou de 3,5, na membrana de PEI, para 4,83, na membrana de SPEI. Em relaçao ao nitrogênio, as permeabilidades medidas foram 0,064 barrer e 0,043 barrer, para a PEI e para a SPEI, respectivamente, enquanto a seletividade em relaçao ao C02 aumentou de 41,1 para 55,5. Estes resultados indicam que o efeito de sorçao predominou devido ao aumento das interaçöes moleculares, reduzindo assim o volume livre, o que tornou a membrana sulfonada mais compacta, com permeabilidade menor e maior seletividade. Estes resultados corroboram com a premissa de que a sulfonaçao é um processo promissor para o desenvolvimento de membranas mais eficientes.

Avaliação da biodegradação de compósitos de poliéster e amido com fibra de coco verde em solo simulado e ambiente marinho

A utilização de polímeros biodegradáveis é uma das formas de minimizar o grande volume de descartes de materiais poliméricos que tendem a aumentar cada vez mais causando dano ao meio ambiente. Existem vários métodos de avaliação de biodegradação de polímeros que podem contribuir para o desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis. Nessa dissertação foi avaliada a biodegradação do compósito de matriz de polímero comercial à base de poliéster e amido e fibra de coco verde. Foram usados dois métodos, em solo simulado e em ambiente marinho. A biodegradação dos compósitos foi avaliada através das análises de: Perda de massa, Microscopia ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR). Além disso, foi realizada uma comparação entre desempenho de biodegradação do material nos dois ambientes. A velocidade de biodegradação no ambiente marinho é maior do que no solo simulado