Estudo de propriedades de resinas compostas bulk fill

Diante da evolução da composição das resinas compostas e do lançamento de compósitos do tipo bulk fill, faz-se necessário o estudo do desempenho dessa nova classe de materiais. Para isso, o presente estudo teve como objetivo avaliar propriedades como grau de conversão (GC) , dureza Knoop (KHN), resistência à flexão (RF) e tenacidade à fratura (KIC) de sete compósitos bulk fill (EverX Posterior, EXP; Filtek Bulk Fill Flow, FBFF; Fill-Up!, FU; SonicFill, SF; Surefil SDR, SDR; Tetric EvoCeram Bulk Fill, TECBF; Venus Bulk Fill, VBF) e um compósito nanohíbrido convencional (Charisma Diamond, CD). De forma complementar, foi realizado tratamento térmico a 170 °C por 10 minutos para melhor compreensão do comportamento desses materiais quanto ao potencial de conversão e à indução de tensões na interface carga/matriz. A avaliação do GC (n=3) foi realizada através de espectroscopia FTIR, a leitura da dureza Knoop foi realizada nas superfícies do topo e da base (n=3), e os ensaios de RF de três pontos (n=10) e KIC (n=10) em máquina de ensaios universais. Os resultados obtidos foram submetidos à analise de variância (complementados pelo teste de Tukey) ou teste Kruskal-Wallis, com nível de significância de 5%. A análise do GC (%) revelou diferença entre os materiais testados, sendo que todas as resinas bulk fill apresentaram valores maiores que a resina convencional: SF (75,7) > VBF (66,7) = EXP (66,4) = SDR (62,8), sendo esta também semelhante a FU (60,0); FU, TECBF (56,6), FBFF (56,6) e CD (54,5) apresentaram conversão semelhante. Os valores de KHN variaram de acordo com o material e com a superfície: apenas SF apresentou KHN semelhante (na superfície do topo) a CD, entretanto não foi possível realizar a leitura da superfície da base deste último material; SF, TECBF e FBFF apresentaram valores de KHN diferentes nas superfícies topo e base; EXP, FU, SDR e VBF mantiveram os valores de dureza do topo semelhantes à superfície da base. Para a RF (MPa), os resultados variaram de acordo com o material: EXP (122,54) = SF (101,09) = CD (99,15), sendo estes dois últimos semelhantes a FU (83,86) e TECBF (82,71), os quais não diferiram da resina SDR (65,18); esta última também mostrou comportamento semelhante a FBFF (60,85) e VBF (59,90). Quanto ao KIC (MPa.mm0,5), EXP (3,35) apresentou o maior valor, semelhante a SF (2,42), que por sua vez também foi igual ao compósito convencional CD (2,01); CD apresentou KIC semelhante a SDR (1,74); SDR = VBF (1,59) = TECBF (1,57); TECBF, FU (1,54) e FBFF (1,37) apresentaram valores semelhantes. Na dependência do material, o tratamento térmico aumentou os valores dos parâmetros estudados, apontando limitações da reação de polimerização dos compósitos estudados. Com base nos resultados obtidos, podese concluir que: resinas bulk fill apresentam elevado GC, superior à resina convencional estudada; a nova classe de materiais restauradores é capaz de polimerizar em profundidade e alguns materiais apresentam KHN semelhantes no topo e na base de espécimes de 4 mm de profundidade; RF e KIC variaram de acordo com o material, e o compósito EXP apresentou os maiores valores para ambos os testes.

Caracterização físico-química e analítica de fibras capilares e ingredientes cosméticos para proteção

Com o aumento dos tratamentos químicos e/ou físicos nos cabelos aos quais são realizados mediante o uso de dispositivos térmicos, há uma maior preocupação a respeito dos danos causados aos cabelos por estes tipos de tratamentos. O conhecimento dos efeitos, benefícios e/ou malefícios, de ingredientes cosméticos em cabelos torna-se necessário, pois facilita a busca por produtos baseada no tipo de cabelo. O principal objetivo do trabalho foi a caracterização físico-química, analítica e térmica de mechas de cabelo de diferentes etnias (caucasiano, oriental e afro-étnico virgem e brasileiro virgem e descolorido) antes e após o uso de ingredientes cosméticos seguido de um tratamento térmico (utilizando piastra) e intercalando com lavagens. O estudo das amostras de cabelo e de uma amostra de queratina animal envolveu a utilização das técnicas de TG/DTG, DSC, análise elementar, FTIR, MEV e técnicas de avaliação de eficácia, como tensão/deformação, penteabilidade e quebra por escovação. A partir da TG/DTG, foi possível avaliar as etapas de decomposição térmica das amostras de cabelo virgem e de queratina animal e estas apresentaram um comportamento térmico semelhante entre si. O estudo cinético não isotérmico por TG mostrou que, dos diferentes tipos de amostras de cabelo virgem, o afro-étnico apresentou menor estabilidade térmica e o oriental foi o mais estável termicamente. Os resultados de DSC corroboraram os obtidos por TG, demonstrando que a amostra de cabelo afro-étnico apresentou temperatura de desnaturação térmica das cadeias de α-queratina menor (TD = 223°C) do que as amostras dos outros tipos de cabelo (TD = 236°C). As mechas de cabelo virgem e clareadas foram tratadas com formulações cosméticas contendo silicones e avaliadas quanto a eficiência destes na proteção térmica dos cabelos. Algumas delas mostraram eficiência na proteção térmica das cadeias de α-queratina, diminuindo o seu grau de desnaturação. Foi possível observar que a associação do calor da piastra com as lavagens sucessivas causou danos tanto à cutícula (conforme resultados de FTIR e MEV), como também, ao córtex dos cabelos (conforme resultados de DSC). Em alguns casos, os danos causados foram tão graves que as camadas mais superficiais da cutícula sofreram descamações. O estudo mostrou, também, que a eficiência da proteção térmica nos cabelos depende do tipo da formulação cosmética em que estes protetores estão incorporados e do estado em que os cabelos se encontram. A DSC permitiu a avaliação da modificação termicamente induzida das cadeias de α-queratina e sua posterior desnaturação. O estudo envolvendo a associação das diferentes técnicas apresentou-se viável na avaliação tanto dos danos causados aos cabelos quanto na eficiência dos ingredientes cosméticos na proteção térmica dos mesmos.

Efeitos da soldagem por laser de fibra de Yb na microestrutura do compósito A356/SiCp

Materiais compósitos são projetados e fabricados para várias aplicações de alto desempenho, incluindo componentes para os segmentos automobilístico, aeroespacial, aeronáutico, naval, de defesa, de óleo e gás, energia eólica e até equipamentos esportivos. Porém, a união por soldagem de Compósitos de Matriz Metálica de Alumínio (Al-CMM) ainda é um grande obstáculo para a maior disseminação desta classe de materiais estruturais. As mudanças microestruturais decorrentes do ciclo de soldagem e/ou do tratamento térmico afetam sensivelmente as propriedades mecânicas e físico-químicas finais da junta e do metal base nas proximidades de mesma, daí a importância de se estudar a evolução microestrutural que prospera nestas etapas. O presente trabalho caracterizou a microestrutura do compósito liga-A356/SiCp soldado por laser de fibra de Itérbio, empregando-se nessa tarefa técnicas de microscopia óptica, radiografia e microscopia eletrônica de varredura, assim como difração de raios-X e de elétrons retroespalhados, ensaio instrumentado de dureza e microtomografia computadorizada. O foco das análises realizadas restringiu-se à geometria dos cordões de solda, à expulsão de SiC particulado da zona soldada, à volatilização de elementos químicos da poça de soldagem, à formação de precipitados fragilizantes de Al4SiC4 em formato de agulhas no cordão de solda e à determinação das regiões com concentração de poros, todos estes fenômenos tendo efeitos nocivos, em maior ou menor extensão, no desempenho global da junta do Al-CMM soldada a laser, notadamente em suas propriedades mecânicas e eletroquímicas.

Avaliação da influência de aplicação de vibração mecânica na microestrutura e em características mecânicas de juntas do aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo FCAW

O aço inoxidável martensítico ASTM A743 CA6NM é utilizado para produzir componentes especiais para turbinas hidráulicas, devido às suas boas propriedades mecânicas combinadas com alta resistência à corrosão e cavitação e uma boa soldabilidade. As turbinas hidráulicas são produzidas por meio de múltiplos passes de solda em peças espessas obtidas por fundição. Durante a operação, estes componentes estão sujeitos à erosão por cavitação e trincas em regiões tensionadas, que são reparados também por meio de soldagem. Após o processo de soldagem, um tratamento térmico pós-soldagem é comumente utilizado para aliviar as tensões residuais. Porém, existem dificuldades significativas para a realização de tratamento térmico nas turbinas hidráulicas, tais como a complexidade da geometria de solda, a possibilidade de distorção no caso de quaisquer cargas mecânicas, dificuldade em aquecer simetricamente, e também o tratamento térmico pode causar degradação das propriedades do material. Assim, existe um grande interesse no desenvolvimento de procedimentos de soldagem que elevem a tenacidade ao impacto e evitem o tratamento térmico pós-soldagem. Neste trabalho, a aplicação de vibrações mecânicas durante e após a soldagem para aliviar tensões residuais foram avaliadas em juntas de aço inoxidável martensítico CA6NM soldadas pelo processo Flux Cored Arc Welding (FCAW). A utilização de vibrações mecânicas para reduzir e redistribuir as tensões residuais das estruturas soldadas através da aplicação de carga vibratória pode gerar muitos benefícios. Testes de impacto Charpy (-20 °C), ensaios de tração e dobramento foram realizados conforme ASME IX, e perfis de microdureza nas diferentes regiões da solda foram conduzidos para a caracterização mecânica das juntas soldadas. A caracterização microestrutural foi realizada utilizando difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de propriedades mecânicas das amostras vibradas atenderam as exigências especificadas por norma, na qual o processo com tratamento térmico é recomendado para a soldagem deste tipo de aço, visando atingir os níveis de tenacidade do material original. Com relação à microestrutura não foram observados alterações significativas para as amostras vibradas em comparação com a condição \"como soldado\", porém para a condição com tratamento térmico pós-soldagem foi observado uma pequena quantidade de austenita retida, que são precipitadas após o tratamento térmico e permanecem finamente distribuídas após o resfriamento e auxiliam no ganho de tenacidade das juntas soldadas.

Stabilisation of low softening point petroleum pitch fibres by HNO3

This paper deals with the stabilisation of low softening point pitch fibres obtained from petroleum pitches using HNO3 as oxidising agent. This method presents some advantages compared with conventional methods: pitches with low softening point (SP) can be used to prepare carbon fibres (CF), the stabilisation time has been reduced, the CF yields are similar to those obtained after general methods of stabilisation, and the initial treatments to increase SP when low SP pitches are used to prepare CF, are avoided. The parent pitches were characterised by different techniques such as diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), elemental analysis and solvent extraction with toluene and quinoline. The interaction between HNO3 and the pitch fibres, as well as the changes occurring during the heat treatment, have been followed by DRIFTS.

Isotropic petroleum pitch as a carbon precursor for the preparation of activated carbons by KOH activation

Results show that it is possible to activate a low softening point isotropic petroleum pitch, without intermediate pre-treatments, by chemical activation with KOH. The chemical activation is carried out by direct heat treatment of a mixture of the isotropic pitch and KOH. It produces activated carbons (ACs) with micropore volumes as high as 1.12 cm3/g, and BET surface areas around 3000 m2/g. The activating agent/precursor ratios studied (from 1/1 to 4/1; wt./wt.) show, as expected, that increasing the ratio enhances the adsorption characteristics of the resulting AC.

New insights on the direct activation of isotropic petroleum pitch by alkaline hydroxides

The paper provides interesting evidences that a low softening point isotropic petroleum pitch can be used as a good carbon precursor for the preparation of activated carbons. The activation is carried out by KOH and/or NaOH and the resulting activated carbons present well developed porosity. Such hydroxide activations can be done directly on the pristine petroleum pitch (P) or on the pitch that has been submitted to an air stabilisation followed by a N2 heat treatment (TAN). In general, KOH activation produces better results than NaOH, both in terms of porosity and yield, the results obtained for the activation of TAN being impressive because of the good porosity developments and high yields reached. The different treatments carried out over the petroleum pitch precursor clearly show that they significantly influence the extent of microporosity development. This is due to different changes occurring in the porous structure of the precursor as a function of the treatment carried out. The efficiency of the activation process increases as the mesophase content of the precursor decreases, as well as the mesophase formation during the activation process is avoided.

Production of nanoTiC–graphite composites using Ti-doped self-sintering carbon mesophase powder

This work reports the synthesis of nanoTiC–graphite composites using mesophase pitch containing titanium as TiC or TiO2 nanoparticles. NanoTiC–graphite composites have been prepared using Ti-doped self-sintering mesophase powders as starting materials without using any binders or a metal carbide-carbon mixing stage. The effect of manufacture variables on the graphite compacts properties was studied. Graphites were characterised using XRD and Raman spectroscopy, SEM and TEM, as well as by their mechanical, electrical and thermal properties. The presence of TiC promotes graphitisation producing materials with larger crystal sizes. The kind of titanium source and mesophase content of the starting pitch affects to the final properties. Mesophase pitch with higher amount of mesophase content produces graphites with higher degree of graphitisation. The incorporation of TiC nanoparticles to the graphites composites improved thermal conductivity more than four times, and mechanical properties are not significantly modified by the presence of TiC.

Functionalization of carbon nanotubes using aminobenzene acids and electrochemical methods. Electroactivity for the oxygen reduction reaction

Functionalized carbon nanotubes (CNTs) using three aminobenzene acids with different functional groups (carboxylic, sulphonic, phosphonic) in para position have been synthesized through potentiodynamic treatment in acid media under oxidative conditions. A noticeable increase in the capacitance for the functionalized carbon nanotubes mainly due to redox processes points out the formation of an electroactive polymer thin film on the CNTs surface along with covalently bonded functionalities. The CNTs functionalized using aminobenzoic acid rendered the highest capacitance values and surface nitrogen content, while the presence of sulfur and/or phosphorus groups in the aminobenzene structure yielded a lower functionalization degree. The oxygen reduction reaction (ORR) activity of the functionalized samples was similar to that of the parent CNTs, independently of the functional group present in the aminobenzene acid. Interestingly, a heat treatment in N2 atmosphere with a very low O2 concentration (3125 ppm) at 800 °C of the CNTs functionalized with aminobenzoic acid produced a material with high amounts of surface oxygen and nitrogen groups (12 and 4% at., respectively), that seem to modulate the electron-donor properties of the resulting material. The onset potential and limiting current for ORR was enhanced for this material. These are promising results that validates the use of electrochemistry for the synthesis of novel N-doped electrocatalysts for ORR in combination with adequate heat treatments.

Life Cycle Assessment as a tool to promote sustainable Thermowood boards: a Portuguese case study

The present work aims to develop the Life Cycle Assessment study of thermo-modified Atlanticwood® pine boards based on real data provided by Santos & Santos Madeiras company. Atlanticwood® pine boards are used mainly for exterior decking and cladding facades of buildings. The LCA study is elaborated based on ISO 14040/44 standard and Product Category Rules for preparing an environmental product declaration for Construction Products and Construction Services. The inventory analysis and, subsequently, the impact analysis have been performed using the LCA software SimaPro8.0.4. The method chosen for impact assessment was EPD (2013) V1.01. The results show that more than ¾ of ‘Acidification’, ‘Eutrophication’, ‘Global warming’ and ‘Abiotic depletion’ caused by 1 m3 of Atlanticwood® pine boards production is due to energy consumption (electricity + gas + biomass). This was to be expected since the treatment is based on heat production and no chemicals are added during the heat treatment process.

Elicitors of induced disease resistance in postharvest horticultural crops: a brief review

Increasing loss of conventional fungicides due to pathogen resistance and general unacceptability in terms of public and environmental risk have favoured the introduction of integrated pest management (IPM) programmes. Induction of natural disease resistance (NDR) in harvested horticultural crops using physical, biological and/or chemical elicitors has received increasing attention over recent years, it being considered a preferred strategy for disease management. This article reviews the enhancement of constitutive and inducible antifungal compounds and suppression of postharvest diseases through using elicitors. The effect of timing of pre- and/or postharvest elicitor treatment and environment on the degree of elicitation and the potential for inducing local acquired resistance, systemic acquired resistance and/or induced systemic resistance to reduce postharvest disease is discussed. The review highlights that more applied and basic research is required to understand the role that induced NDR can play in achieving practical suppression of postharvest diseases as part of an IPM approach. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Corrosion resistance of aged die cast magnesium alloy AZ91D

The corrosion behaviour of die cast magnesium alloy AZ91D aged at 160degreesC was investigated. The corrosion rate of the alloy decreases with ageing time in the initial stages and then increases again at ageing times greater than 45 h. The dependence of the corrosion rate on ageing time can be related to the changes in microstructure and local composition during ageing. Precipitation of the beta phase (Mg17Al12) occurs exclusively along the grain boundaries during ageing. The beta phase acts as a barrier, resulting in a decreasing corrosion rate in the initial stages of ageing. In the later stages, the decreasing aluminium content of alpha grains makes the alpha matrix more active, causing an increase in the corrosion rate. Electrochemical testing results also confirm the combined effects of the changes in alpha and beta phases on the corrosion resistance of the aged die cast AZ91D alloy. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Comparative study of hydrogen storage in Li- and K-doped carbon materials - theoretically revisited

Hydrogen adsorption in alkali-doped carbon materials is investigated theoretically. Our calculations show that hydrogen molecules can be physically adsorbed on alkali-doped graphite at 0 K but such an adsorption is thermodynamically unfavourable. The binding energy of hydrogen adsorption decreases significantly with the increase in temperature and becomes nearly zero at ambient temperature. We suggest that it may be unlikely to observe any hydrogen uptake in alkali-doped carbon materials at or above ambient temperature in the TGA (thermogravimetric) system, the previously reported hydrogen uptake in alkali-doped carbon materials was caused by either uncyclable chemisorbed hydrogen on the defects of carbon (defects were produced by repeated heat treatment) and/or moisture adsorption. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Structure and thermal stability of Langmuir-Blodgett films of barium arachidate

The structures of multilayer Langmuir-Blodgett films of barium arachidate before and after heat treatment have been investigated using both atomic force microscopy (AFM) and grazing incidence synchrotron X-ray diffraction (GIXD). AFM gave information on surface morphology at molecular resolution while GIXD provided quantitative details of the lattice structures of the films with their crystal symmetries and lattice constants. As-prepared films contained three coexisting structures: two triclinic structures with the molecularchains tilted by about 20degrees from the film normal and with 3 x 1 or 2 x 2 super-lattice features arising from height modulation of the molecules in the films; a rectangular structure with molecules perpendicular to the film surface. Of these, the 3 x 1 structure is dominant with a loose correlation between the bilayers. In the film plane both superstructures are commensurate with the local structures, having different oblique symmetries. The lattice constants for the 3 x 1 structure are a(s) = 3a = 13.86 Angstrom, b(s) = b = 4.31 Angstrom and gamma(s) = gamma = 82.7degrees; for the 2 x 2 structure a(s) = 2a = 16.54 Angstrom, b(s) = 2b = 9.67 Angstrom, gamma(s) = gamma = 88degrees. For the rectangular structure the lattice constants are a = 7.39 Angstrom, b = 4.96 Angstrom and gamma = 90degrees. After annealing, the 2 x 2 and rectangular structures were not observed, while the 3 x 1 structure had developed over the entire film. For the annealed films the correlation length in the film plane is about twice that in the unheated films, and in the out-of-plane direction covers two bilayers. The above lattice parameters, determined by GIXD, differed significantly from the values obtained by AFM, due possibly to distortion of the films by the scanning action of the AFM tip. (C) 2004 Published by Elsevier B.V.

Significance of frictional heating for effects of high pressure homogenisation on milk

High pressure homogenisation (HPH) is a novel dairy processing tool, which has many effects on enzymes, microbes, fat globules and proteins in milk. The effects of HPH on milk are due to a combination of shear forces and frictional heating of the milk during processing; the relative importance of these different factors is unclear, and was the focus of this study. The effect of milk inlet temperature (in the range 10-50 degrees C) on residual plasmin, alkaline phosphatase, lactoperoxidase and lipase activities in raw whole bovine milk homogenised at 200 MPa was investigated. HPH caused significant heating of the milk; outlet temperature increased in a linear fashion (0(.)5887 degrees C/degrees C, R-2 =0-9994) with increasing inlet temperature. As milk was held for 20 s at the final temperature before cooling, samples of the same milk were heated isothermally in glass capillary tubes for the same time/temperature combinations. Inactivation profiles of alkaline phosphatase in milk were similar for isothermal heating or HPH, indicating that loss of enzyme activity was due to heating alone. Loss of plasmin and lactoperoxidase activity in HPH milk, however, was greater than that in heated milk. Large differences in residual lipase activities in milks subjected to heating or HPH were observed due to the significant increase in lipase activity in homogenised milk. Denaturation of beta-lactoglobulin was more extensive following HPH than the equivalent heat treatment. Inactivation of plasmin was correlated with increasing fat/serum interfacial area but was not correlated with denaturation of beta-lactoglobulin. Thus, while some effects of HPH on milk are due to thermal effects alone, many are induced by the combination of forces and heating to which the milk is exposed during HPH.