热处理对HDPE/iPP共混物中附生结晶的影响

木工作用透射电子显微术研究不同热处理温度对HDPE/iPP共混物溶液浇铸薄膜中附生结晶的影响。经热处理的共混物薄膜HDPE片晶尺寸明显增加,但其长轴仍与iPP成约50°夹角。电子衍射和暗场的实验结果及样品倾斜技术的利用证明了在iPP的两种结构区域中HDPE均在iPP上异相附生生长,两者的接触面为iPP的(010)和HDPE的(100)。在194℃热处理20min,然后自然冷却的HDPE/iPP共混物薄膜中的HDPE仍然在iPP上附生生长。

Evaluación de plásticos para invernaderos

p.83-89

Processability, structural evolution and properties of melt processed biaxially stretched HDPE/MWCNT nanocomposites

Biaxial stretching of melt mixed high density polyethylene (HDPE)/multiwalled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposites was conducted in the melt state at different stretching ratios (SRs). The addition of MWCNTs leads to significant strain hardening in the HDPE, greatly improving the stability and thus processability of the stretching process. Scanning electron microscopy shows that the MWCNTs in the polymer matrix are gradually disentangled and randomly oriented in the stretching plane with increasing SRs. All the stretched samples exhibit an increase in crystallinity (about 10%) due to strain induced crystallization and a broadened distribution of crystallite size according to the XRD and DSC results. The mechanical properties of the composites improve with increasing SRs, while they drop off after a SR of 2.5 for the neat HDPE which is likely to be due to the relaxation of polymer chains prior to solidification. The presence of the MWCNTs appears to inhibit this relaxation thus helping to maintain the orientation and mechanical properties at high SRs. The modulus, yield strength and breaking strength of stretched composites with 8 wt% MWCNTs increase by approximately 54%, 85% and 193% respectively compared with the neat HDPE at a SR of 3. The electrical percolation threshold for the unstretched material occurs at 1.9 wt% MWCNTs. As SR increases, the values of critical concentration increase from 1.9 wt% to 4.9 wt% implying the destruction of conductive networks due to an increased inter-particle distance. A loading of 6 wt% MWCNTs is sufficient to ensure that the sheet conductivity is robust to changes in the SR. Decreased values of critical exponent from 1.9 to 1.1 and morphological investigation reveal a transformation of the system structure from three dimensional to two dimensional as SR increases.

The effect of melt viscosity on thermal efficiency for single screw extrusion of HDPE

In this work, a highly instrumented single screw extruder has been used to study the effect of polymer rheology on the thermal efficiency of the extrusion process. Three different molecular weight grades of high density polyethylene (HDPE) were extruded at a range of conditions. Three geometries of extruder screws were used at several set temperatures and screw rotation speeds. The extruder was equipped with real-time quantification of energy consumption; thermal dynamics of the process were examined using thermocouple grid sensors at the entrance to the die. Results showed that polymer rheology had a significant effect on process energy consumption and thermal homogeneity of the melt. Highest specific energy consumption and poorest homogeneity was observed for the highest viscosity grade of HDPE. Extruder screw geometry, set extrusion temperature and screw rotation speed were also found to have a direct effect on energy consumption and melt consistency. In particular, specific energy consumption was lower using a barrier flighted screw compared to single flighted screws at the same set conditions. These results highlight the complex nature of extrusion thermal dynamics and provide evidence that rheological properties of the polymer can significantly influence the thermal efficiency of the process.

Effect of high temperature, biaxial stretching on the thermal and mechanical properties of HDPE/MWCNT sheet

High density polyethylene (HDPE)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) composites containing 4 wt% MWCNTs were prepared by melt mixing followed by compression moulding into sheet. Compression moulded sheets were heated to just below the melting temperature and biaxially stretched at ratios (SRs) of 2, 2.5 and 3.0. The effect of stretching on the thermal and mechanical properties of the sheet was studied by differential scanning calorimetry (DSC) and tensile testing. DSC results show that the crystallinity of all the stretched samples increases by approximately 13% due to strain induced crystallization. The melting temperature of the biaxially stretched samples increases only slightly while crystallization temperature is not affected. Tensile test results indicate that at a SR of 2.5 the elastic modulus of the stretched composites increases by 17.6% relative to the virgin HDPE, but the breaking strength decreases by 33%. While the elastic modulus and breaking strength of the HDPE/MWCNT samples continue to increase as SR increases they drop off after a SR of 2.5 for the virgin HDPE. This is probably due to the constraining influence of the nanotubes preventing the relaxation of polymer chains caused by adiabatic heating at high SRs. The addition of MWCNTs results in significant strain hardening during deformation. While this will lead to increased energy requirement in forming it will also result in a more stable process and the ability to produce deep draw containers with more uniform wall thickness

Shape stabilised phase change materials based on a high melt viscosity HDPE and paraffin waxes

Shape stabilised phase change materials (SSPCMs) based on a high density poly(ethylene)(hv-HDPE) with high (H-PW, Tm = 56–58 °C) and low (L-PW, Tm = 18–23 °C) melting point paraffin waxes were readily prepared using twin-screw extrusion. The thermo-physical properties of these materials were assessed using a combination of techniques and their suitability for latent heat thermal energy storage (LHTES) assessed. The melt processing temperature (160 °C) of the HDPE used was well below the onset of thermal decomposition of H-PW (220 °C), but above that for L-PW (130 °C), although the decomposition process extended over a range of 120 °C and the residence time of L-PW in the extruder was <30 s. The SSPCMs prepared had latent heats up to 89 J/g and the enthalpy values for H-PW in the respective blends decreased with increasing H-PW loading, as a consequence of co-crystallisation of H-PW and hv-HDPE. Static and dynamic mechanical analysis confirmed both waxes have a plasticisation effect on this HDPE. Irrespective of the mode of deformation (tension, flexural, compression) modulus and stress decreased with increased wax loading in the blend, but the H-PW blends were mechanically superior to those with L-PW.

Reciclagem termoquímica de resíduos de plásticos e de pneus por pirólise

A sociedade moderna encontra-se cada vez mais dependente dos combustíveis líquidos bem como de produtos derivados do petróleo. Em virtude do limitado tempo de vida das reservas naturais de petróleo, torna-se imperativo encontrar fontes alternativas de produção de hidrocarbonetos. A pirólise de resíduos de pneus e plásticos pode ser uma dessas possíveis fontes. Neste processo, o tratamento termoquímico implementado aos resíduos permite, não só, a valorização económica resultante da sua transformação em produtos de valor acrescido, como também a recuperação do conteúdo orgânico. O referido processo conduz à formação de hidrocarbonetos em fase líquida que podem ser utilizados pela indústria como combustíveis líquidos e/ou como matéria-prima. O presente trabalho tem como objectivo principal a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de combustíveis líquidos (maximização) resultantes da pirólise de misturas de resíduos de borracha de pneus e plásticos nomeadamente polietileno (PE), polipropileno (PP) e poliestireno (PS). Como instrumento de optimização das condições experimentais optou-se pela Metodologia dos Planos Factoriais de Ensaios. Os resultados experimentais obtidos mostram que as taxas de conversão em fase líquida podem atingir valores superiores a 80% (m/m) dependendo das condições experimentais utilizadas bem como do tipo e mistura de resíduos a pirolisar. Os rendimentos das fracções gasosa e sólida podem atingir valores na ordem dos 5% e 12% (respectivamente). Foi também estudado o efeito das condições experimentais nomeadamente a temperatura de reacção, pressão inicial, tempo de reacção e composição da mistura. Este estudo revelou que a maximização da fracção líquida é favorecida por uma temperatura de ensaio de 370ºC, uma pressão inicial de 0,48MPa e um tempo de ensaio de 15 minutos. Relativamente à composição da mistura, os melhores resultados foram obtidos com 30% (m/m) de resíduos de borracha de pneus (BP) associados a uma mistura de 70% (m/m) de resíduos de plásticos composta por 20% polietileno, 30% polipropileno e 20% poliestireno. Igualmente foi feita a caracterização física e química da matéria-prima e dos produtos obtidos pelo referido processo, bem como, o estudo da presença de diferentes substâncias potencialmente doadores de hidrogénio ao meio reaccional de forma a melhorar o rendimento líquido. Por último, foram realizados estudos cinéticos das reacções químicas de formação dos diferentes produtos aos resíduos de borracha de pneus (BP), misturas de resíduos de plástico (PE, PP e PS) e suas misturas. Ainda, foram ajustados os resultados obtidos pelo modelo teórico aos resultados experimentais, propostos mecanismos reaccionais de formação dos produtos e calculados os parâmetros cinéticos. De acordo com os resultados obtidos, a pirólise pode representar um papel significativo na valorização energética e orgânica destes resíduos apesar de, ainda, ser necessário o desenvolvimento de alguns aspectos tecnológicos de modo a tornar mais atraente a implementação desta tecnologia à escala industrial.

Manutenção produtiva total: implementação na Simoldes Plásticos, SA

O presente trabalho descreve um projeto de implementação da metodologia de Manutenção Produtiva Total (TPM) desenvolvido na Simoldes Plásticos, unidade industrial de injeção de plásticos que opera no setor automóvel. A metodologia TPM salienta o papel fundamental que o trabalho em equipa e, em particular, a participação do pessoal, podem desempenhar na identificação de oportunidades de melhoria e na sua implementação. A sua aplicação visa a diminuição dos desperdícios, acidentes, defeitos, paragens e falhas ao longo de um processo produtivo. De uma forma geral, a TPM utiliza uma ideia base elementar que passa pela sensibilização, formação e treino dos operadores para que estes consigam realizar a manutenção autónoma dos equipamentos e melhorar continuamente o seu desempenho. Este trabalho apresenta em primeiro lugar uma revisão dos conceitos de Gestão da Qualidade Total, particularmente da Melhoria Contínua e da Metodologia TPM. De seguida, é descrita a aplicação da TPM na empresa Simoldes Plásticos, que inclui uma descrição dos principais problemas encontrados e das medidas aplicadas para a sua correção. Finalmente é feita uma análise do impacto das melhorias implementadas, a partir da análise de um indicador de eficiência específico, desenvolvido na empresa - o RUTPM - Rendimento de Utilização TPM.

New HDPE/MCM41 nanocomposites with improved mechanical performance: synthesis and characterizatio

Ordered mesoporous silicas with a channel structure of well-defined geometries and dimensions at nanometer scale are excellent candidates to host intercalation reactions. In recent years, our research group has shown that mesoporous silicas of the M41S class combined with metallocene complexes give rise to excellent supported catalysts for ethylene polymerisation. Due to the support characteristics, the reaction is allowed to occur in the channels and in this way hybrid organic-inorganic materials can be prepared within a large range of nanofiller concentration. These HDPE/MCM-41 nanocomposites exhibit an improved mechanical performance and an easier degradability due to the additional role of MCM-41 as a promoter for PE degradation.

Estudo da compactabilidade em laboratório de misturas betuminosas com resíduos plásticos

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Vias de Comunicação e Transportes

Desenvolvimento de Anticorpos Plásticos para um Biomarcador do Cancro

O trabalho descrito compreende o desenvolvimento de um anticorpo plástico (MIP, do inglês Molecularly Imprinted Polymer) para o antigénio carcinoembrionário (CEA, do inglês Carcinoembriogenic Antigen) e a sua aplicação na construção de dispositivos portáteis, de tamanho reduzido e de baixo custo, tendo em vista a monitorização deste biomarcador do cancro do colo-retal em contexto Point-of-Care (POC). O anticorpo plástico foi obtido por tecnologia de impressão molecular orientada, baseada em eletropolimerização sobre uma superfície condutora de vidro recoberto por FTO. De uma forma geral, o processo foi iniciado pela electropolimerização de anilina sobre o vidro, seguindo-se a ligação por adsorção do biomarcador (CEA) ao filme de polianilina, com ou sem monómeros carregados positivamente (Cloreto de vinilbenziltrimetilamónio, VB). A última fase consistiu na electropolimerização de o-fenilenodiamina (oPD) sobre a superfície, seguindo-se a remoção da proteína por clivagem de ligações peptídicas, com o auxílio de tripsina. A eficiência da impressão do biomarcador CEA no material polimérico foi controlada pela preparação de um material análogo, NIP (do inglês, Non-Imprinted Polymer), no qual nem a proteína nem o monómero VB estavam presentes. Os materiais obtidos foram caracterizados quimicamente por técnicas de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR, do inglês, Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e microscopia confocal de Raman. Os materiais sensores preparados foram entretanto incluídos em membranas poliméricas de Poli(cloreto de vinilo) (PVC) plastificado, para construção de sensores (biomiméticos) seletivos a CEA, tendo-se avaliado a resposta analítica em diferentes meios. Obteve-se uma boa resposta potenciométrica em solução tampão de Ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-etanosulfónico (HEPES), a pH 4,4, com uma membrana seletiva baseada em MIP preparada com o monómero carregado VB. O limite de deteção foi menor do que 42 pg/mL, observando-se um comportamento linear (versus o logaritmo da concentração) até 625 pg/mL, com um declive aniónico igual a -61,9 mV/década e r2>0,9974. O comportamento analítico dos sensores biomiméticos foi ainda avaliado em urina, tendo em vista a sua aplicação na análise de CEA em urina. Neste caso, o limite de deteção foi menor do que 38 pg/mL, para uma resposta linear até 625 pg/mL, com um declive de -38,4 mV/década e r2> 0,991. De uma forma geral, a aplicação experimental dos sensores biomiméticos evidenciou respostas exatas, sugerindo que os biossensores desenvolvidos prossigam estudos adicionais tendo em vista a sua aplicação em amostras de indivíduos doentes.

Estudo da pirólise de misturas de resíduos de plásticos, pneus e biomassa

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

A relação entre a motivação laboral e os valores dos indivíduos – o caso da Simoldes Plásticos

A motivação laboral tem vindo a assumir cada vez mais relevância. O sucesso de uma organização depende da existência de colaboradores motivados. É fundamental que o colaborador consiga ver no trabalho uma forma de atingir os seus objetivos pessoais. Assim, uma empresa deve possuir um sistema de recompensas eficaz e que se adeque aos valores e objetivos defendidos pelos colaboradores. Partindo do pressuposto que as estratégias de motivação laboral são mais eficazes quando correspondem aos valores dos indivíduos, esta dissertação assenta, assim, em compreender a importância dos valores dos indivíduos na motivação laboral. Neste contexto, foi aplicado o inquérito de valores pessoais de Schwartz aos colaboradores da empresa Simoldes Plásticos com o objetivo de conhecer o seu perfil motivacional e perceber se este se adequa ao sistema de recompensas existente na empresa.

Reporte de monitoreo sectorial. Sector plásticos para el hogar en México

Gestión del conocimiento