Mechanism of gas permeation in processed HNBR/nanoclay composites

The influence of the layered silicate clay platelets on the nitrogen permeation properties of hydrogenated nitrile butadiene rubber (HNBR)/nanoclay nanocomposites has been investigated. Nanocomposites of HNBR modified with different percentages of the organoclay are processed through various routes. Commercially available organoclay (CLOISITE 15A) and various silane-coupling agents are used to improve the dispersion of the nanoclay in HNBR. A total of 10 different formulations of nanocomposites are manufactured. The addition of the organoclay has resulted in a significant enhancement of the nitrogen barrier properties of the manufactured nanocomposite. The mechanism of the reduction in the permeability is explained through the changes in the morphology and its bond to the filler. These changes are confirmed through examination of the morphology using x-ray diffraction, transmission electron microscope, and dynamic mechanical thermal analysis. There has been a drastic reduction up to 55.7% in nitrogen permeability. The reduction in gas permeation in HNBR is attributed to uniformly exfoliated clay platelets. Finally, three different permeability models, namely, the Nielsen model, modified Nielsen model, and Cussler model, have also been considered to predict the permeability behavior of nanocomposites with different volume filler fractions. The experimental values of gas permeability have been compared with theoretical models. It is observed that the modified Nielsen model closely matches with the measured permeation behavior. © 2011 Wiley Periodicals, Inc.

Optimized process for the inclusion of carbon nanotubes in elastomers with improved thermal and mechanical properties

The effects of addition of reinforcing carbon nanotubes (CNTs) into hydrogenated nitrile-butadiene rubber (HNBR) matrix on the mechanical, dynamic viscoelastic, and permeability properties were studied in this investigation. Different techniques of incorporating nanotubes in HNBR were investigated in this research. The techniques considered were more suitable for industrial preparation of rubber composites. The nanotubes were modified with different surfactants and dispersion agents to improve the compatibility and adhesion of nanotubes on the HNBR matrix. The effects of the surface modification of the nanotubes on various properties were examined in detail. The amount of CNTs was varied from 2.5 to 10 phr in different formulations prepared to identify the optimum CNT levels. A detailed analysis was made to investigate the morphological structure and mechanical behavior at room temperature. The viscoelastic behavior of the nanotube filler elastomer was studied by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA). Morphological analysis indicated a very good dispersion of the CNTs for a low nanotube loading of 3.5 phr. A significant improvement in the mechanical properties was observed with the addition of nanotubes. DMTA studies revealed an increase in the storage modulus and a reduction in the glass-transition temperature after the incorporation of the nanotubes. Further, the HNBR/CNT nanocomposites were subjected to permeability studies. The studies showed a significant reduction in the permeability of nitrogen gas. Copyright © 2011 Wiley Periodicals, Inc.

Enhancement of the properties of EPDM/NBR elastomers using nanoclay for seal applications

In this research, we have investigated the effects of addition of different percentages of nanoclay to the ethylene propylene diene monomer (EPDM) and nitrile butadiene rubber (NBR) on the characteristics of these rubbers as seal material. Properties such as tensile strength, modulus at different extensions, elongation at break, compressive set, hardness, and permeability and abrasion resistance are tested to assess the effect of addition of the nanoclay. Results indicate that addition of nanoclay at certain compositions could slightly reduce the strength of the rubber. However more stable modulus at different strains are provided, the hardness of the rubber is preserved and slightly enhanced, the permeability is reduced in both rubbers especially considerable decrease in EPDM is observed which is desirable in diminishing the effect of explosive decompression. At the same time the compression test shows that the nanoclay improves the performance of the rubbers under compression which is essential in seal application. The X-ray diffraction tests clarify that the dispersion of the nanoclay in the NBR samples is of high quality. In the EPDM samples, the dispersion is in need of improvement. POLYM. COMPOS., 30:1657-1667, 2009. © 2008 Society of Plastics Engineers.

Hard coatings on elastomers for reduced permeability and increased wear resistance

In this study, three different elastomers, namely hydrogenated nitrile butadiene rubber, fluoroelastomer and silicone, have been subjected to two different hard metallised coatings by ion implantation process. The three different elastomers are commonly used in various seal applications, where reduced wear and gas permeability are essential in maintaining seal performance and functionality. Samples of these rubbers have been coated with chromium coating in one set of tests. In the second set of tests, samples of elastomers have been coated with tungsten carbide coating being deposited on all the three different elastomers. Wear, gas permeability and mechanical behaviour of the coated samples were compared with each other and with the control uncoated elastomers. All the coated samples showed good reduction in gas permeability. With the use of metallised coatings, there has been improved resistance to wear in all the coated samples. Adhesion strength and effect of coating on the elastomer have been investigated by mechanical testing. Mechanical tests revealed good adhesion of metal coatings on all the rubber samples, and there was no detrimental effect on the mechanical properties after coating. © 2012 Institute of Materials, Minerals and Mining.

Day case stapled haemorrhoidopexy for prolapsing haemorrhoids

Objective Conventional surgical management of prolapsing haemorrhoids is by excisional haemorrhoidectomy. Postoperative pain has restricted the application of such procedures in the day case setting. These operations remain associated with a period of restricted activity. The use of circular stapling devices as an alternative to the excisional approach in the management of haemorrhoids has been described. This study reports our experience of stapled haemorrhoidopexy as a day case procedure.

Methods Patients with third or fourth degree haemorrhoids were eligible for the procedure. Patients were considered suitable candidates for day case surgery based on conventional parameters. Symptoms were assessed using a previously validated symptom severity rating score. Stapled haemorrhoiclopexy was carried out using a circular stapling device. Pain scores were obtained prior to discharge. Patients were admitted if pain was uncontrolled despite oral analgesia. Symptoms were re-scored at six-week follow-up.

Results Over a 70-month period 168 consecutive stapled haemorrhoidopexies were performed or directly supervised by one consultant colorectal surgeon. One hundred and ten (65%) patients were considered appropriate candidates for day case surgery by conventional criteria. Ninety-six (87.3%) patients successfully underwent stapled haemorrhoidopexyon a day case basis. Fourteen (12.7%) patients required admission on the day of surgery (5 for early Postoperative bleeding, 4 for pain necessitating continuing opiate analgesia, two for urinary retention and three for surgery performed late in the day). Six (5%) patients were re-admitted postoperatively; four for pain relief and two because of urinary retention. Of the day case patients, 91 (82.7%) and 56 (50.9%) had been seen for 6 week and 6 month review, respectively, at the time of analysis. Symptom scores were 6 (pre-operatively) vs 0 (postoperatively) (P <0.01). 76/91 (83.5%) patients reviewed at 6/52 were asymptomatic.

Conclusion Stapled haemorrhoidopexy is a safe and effective procedure that can be carried out on selected patients on a day case basis. Complications are of a similar nature to excisional haemorrhoidectomy.

Synthesis of , of α,β-unsaturated aldehydes and nitriles via cross-metathesis reactions using Grubbs’ catalysts

A series of alpha,beta-unsaturated aldehydes and nitriles of significant interest in the fragrance industry have been prepared using Grubbs' catalysts in cross-metathesis reactions of electron-deficient olefins (i.e., acrolein, crotonaldehyde, methacrolein, and acrylonitrile) with various 1-alkenes, including 1-decene, 1-octene, 1-hexene and 2-allyloxy-6-methylheptane. The latter is of particular interest, as it has not previously being used as a substrate in cross-metathesis reactions and allows access to valuable intermediates for the synthesis of new fragrances. Most reactions gave good selectivity of the desired CM product (>= 90%). Detailed optimisation and mechanistic studies have been performed on the cross-metathesis of acrolein with 1-decene. Recycling of the catalyst has been attempted using ionic liquids. 

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.

Gas liquid equilibria at high pressures

Este trabalho tem como objectivo a medição da solubilidade de gases em líquidos a altas pressões. Para a realização experimental foi usada uma célula de altas pressões de volume variável e um método de observação directa para a detecção das transições de fase. As condições usadas neste trabalho experimental foram temperaturas entre 276.00 e 373.15 K e pressões ate 100 MPa. Numa primeira fase foram efectuadas medições de solubilidade de metano em anilina pura e para uma solução aquosa de composição mássica igual a 5% em anilina. A anilina é fundamentalmente usada em processos como a produção de borracha, de poliuretanos, pigmentos e tintas, fármacos, herbicidas e fungicidas. É usualmente produzida através de processos de redução do nitrobenzeno por reacção com o HCl. De facto, esta síntese é um processo químico complexo onde um grande número de processos compete entre si. Alterações nas condições do processo com a possível formação de produtos intermediários podem afectar a eficiência do processo. Para a sua melhoria foi sugerido que o hidrogénio usado fosse simultaneamente produzido e gasto no reactor principal. Neste caso e para a produção do mesmo, era necessário adicionar metano e água ao reactor. Tendo por base a ideia de que as reacções onde o hidrogénio é reagente e produto ocorrem em simultâneo, torna-se clara a importância do estudo da solubilidade do metano em anilina pura e em soluções aquosas desta. Numa segunda fase foi estudada a solubilidade do dióxido de carbono em soluções aquosas de tri-iso-butil(metil)fosfónio tosilato, com composições molares são de 4, 8 e 12% em líquido iónico. Este pertencente à família dos fosfónios. Possui uma viscosidade e densidade elevadas, é térmica e quimicamente estável e ainda possui uma elevada polaridade. Apresenta uma miscibilidade completa em água e nos solventes mais usuais, como o diclorometano e tolueno, não sendo no entanto míscivel em hexano. O tri-isobutil( metil)fosfónium tosilato é usado como solvente nos processos de hidroformilação de olefinas e ainda em processos de captura e conversão de dióxido de carbono. Neste trabalho experimental, a temperatura e a pressão foram inicialmente aumentadas até o sistema atingir o equilíbrio. A pressão é diminuída lentamente até se verificar o aparecimento/desaparecimento da última bolha de gás. A pressão à qual a última bolha de gás desaparece representa a pressão de equilíbrio para aquela temperatura. Este procedimento foi efectuado para vários sistemas e várias temperaturas.

Propriedades intrínsecas e de processamento de termoplásticos elastoméricos incorporando borracha de pneu reciclada

O trabalho apresentado tem por objetivo contribuir para a valorização da borracha proveniente de pneus em fim de vida, assente em princípios de sustentabilidade ambiental. A abordagem adotada para a concretização deste objetivo consiste na incorporação de borracha de pneus em formulações de base termoplástica e elastomérica (TPE), adequadas ao processo de moldação por injeção. São desenvolvidos estudos sobre a morfologia, propriedades mecânicas, térmicas e reológicas das ligas poliméricas à base de granulado de borracha de pneu (GTR). A falta de adesão entre o GTR e a matriz polimérica leva à degradação das propriedades mecânicas dos materiais obtidos. A estratégia explorada passa pela utilização de um elastómero para promover o encapsulamento do GTR e, desta forma, procurar obter ligas com propriedades mecânicas características de um TPE. São analisadas ligas ternárias (TPEGTR) compostas por polipropileno (PP) de elevada fluidez, GTR e elastómero virgem. O efeito da presença de diferentes elastómeros nas ligas é analisado neste trabalho: um elastómero de etilenopropileno- dieno (EPDM), e um novo elastómero de etileno-propileno (EPR) obtido por catálise metalocénica. O estudo da morfologia das ligas obtidas mostra haver interação entre os materiais, sendo possível inferir a viabilidade da estratégia adotada para promover a adesão do GTR. A incorporação de elastómero promove o aumento da resistência ao impacto e da extensão na rotura nas ligas, o que é atribuído, fundamentalmente, ao encapsulamento do GTR e ao aumento da tenacidade da matriz termoplástica. Com o objetivo de avaliar a influência da estrutura cristalina das ligas TPEGTR no seu comportamento mecânico, procede-se à análise do processo de cristalização sob condições isotérmicas e não isotérmicas. Neste estudo, é avaliado o efeito da presença dos materiais que constituem a fase elastomérica na cinética de cristalização. Para cada uma das ligas desenvolvidas, recorre-se ao modelo de Avrami para avaliar o efeito da temperatura no mecanismo de nucleação, na morfologia das estruturas cristalinas e na taxa de cristalização. Recorre-se à reometria capilar para estudar, sob condições estacionárias, o comportamento reológico das ligas TPEGTR. O modelo de Cross-WLF é utilizado para avaliar o comportamento reológico de todos os materiais, obtendo-se resultados similares àqueles obtidos experimentalmente. O comportamento reológico dos polímeros PP, EPR e EPDM é do tipo reofluidificante, tendo o EPR um comportamento reológico similar ao do PP e o EPDM um comportamento reo-fluidificante mais pronunciado. Em todas as ligas analisadas o comportamento reológico revela-se do tipo reo-fluidificante, sendo que a presença de GTR promove o aumento da viscosidade. Os parâmetros obtidos do modelo de Cross-WLF são utilizados para realizar a simulação da etapa de injeção recorrendo a um software comercial. Os resultados obtidos são validados experimentalmente pelo processo de moldação por injeção, evidenciando uma boa adequabilidade da aplicação deste modelo a estas ligas. O trabalho desenvolvido sobre ligas TPEGTR, constitui um contributo para a valorização da borracha proveniente de pneus em fim de vida, assente em princípios de sustentabilidade ambiental.

Avaliação da eficiência energética e optimização de uma unidade de trigeração

Portugal é um país dependente da energia do exterior, devido à elevada percentagem de consumo de energia a partir de fontes primárias, como por exemplo o gasóleo. Para colmatar este cenário, têm vindo a criar-se incentivos para o uso de energias renováveis e para intensificação de medidas de eficiência energética, como os sistemas de cogeração, de forma a tornar os processos industriais nacionais mais autónomos e mais competitivos. O presente trabalho, centra-se na determinação do potencial térmico disponível na central de trigeração da empresa Monteiro, Ribas-Indústria, SA, com a finalidade de identificar a quantidade de energia não utilizada, com vista ao aproveitamento dessa mesma energia nos processos mais problemáticos da empresa. Verificou-se que a água líquida era a fonte de maior energia não aproveitada, representando cerca de 30%, relativamente à energia disponível na água de refrigeração que é de 1890 kW. Assim, perante este facto, fez-se um estudo em dois setores autónomos da empresa, o setor dos revestimentos e o setor dos componentes técnicos da borracha. Pretendeu-se propor medidas para melhorar os seus processos produtivos, aproveitando essa energia. Para o efeito foi projetado um permutador de calor de placas com necessidade energética de 131,4 MWh, no setor dos revestimentos e um permutador compacto no setor de produção de placas de borracha, necessitando de uma energia de 335,2 MWh. Face à energia disponível na central de trigeração, de 161,9 MWh, verifica-se que esta apenas poderá ser aproveitada no setor dos revestimentos. Para tornar este objetivo real, a empresa Monteiro, Ribas- Indústria, SA necessitaria de efetuar um investimento no total de 49.390€. Além disso, foi contabilizado o rendimento das caldeiras da central térmica e da cogeração, ambas pelo método direto, apresentando estas os valores de 72% e 42%, respectivamente.

Uma abordagem à incorporação de lenhinosulfonatos e materiais reciclados em misturas de SBR para produção sustentável de solas

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Otimização Energética na Indústria Química

Estudo da Delaminação em Compósitos de Epóxido Reforçado com Borracha e Fibras Naturais

Nos últimos anos, a utilização dos materiais compósitos tem vindo a tornar-se cada vez mais comum em várias indústrias, onde se verifica uma ascensão na procura pelos mesmos. Características como o baixo peso aliado à sua alta resistência e rigidez permitem que estes materiais possuam diversas aplicações em variadas áreas, desde a medicina, aeronáutica, indústria automóvel e aeroespacial, até à indústria eletrónica. Hoje em dia, o uso de desperdícios sólidos de borracha e fibras naturais na produção de materiais compósitos é, mais que uma opção, uma necessidade ambiental. De forma a reduzir as enormes quantidades de desperdícios, foi criado um material compósito constituído por uma resina termoendurecível reforçada com esses dois tipos de desperdícios. Parâmetros de fabrico como a percentagem de borracha, o tamanho das partículas de borracha, a percentagem de fibras de cana-de-açúcar e o comprimento dessas fibras foram variados, com o objetivo de estudar a influência destes dois materiais nas propriedades mecânicas do compósito. Apesar da maior parte dos compósitos serem fabricados na forma de uma peça funcional quase pronta a ser utilizada, por vezes é necessário recorrer à maquinação de furos. Apesar das muitas técnicas de furação existentes, os defeitos resultantes deste processo aplicado aos materiais compósitos são ainda muito comuns. Desses defeitos o que mais se destaca é sem dúvida a delaminação. Trinta e seis provetes de epóxido reforçado com borracha e fibra de cana-de-açúcar foram fabricados e furados, de modo a possibilitar o estudo das propriedades mecânicas do material compósito, assim como a análise da zona danificada durante a furação. Diferentes condições de furação, como tipos de broca e velocidades de avanço diferentes, foram impostas aos provetes de forma a variar o mais possível a zona de dano de uns furos para os outros. Parâmetros como a área de dano ou ainda o fator de delaminação provam ser muito úteis na caracterização e quantificação do dano na zona periférica de um furo. Recorrendo a técnicas de processamento de imagem foi possível obter esses parâmetros. O processamento e análise de imagem pode ser feito através de vários métodos. O método utilizado neste trabalho foi o software MATLAB® associado a ferramentas de processamento de imagem. Depois de feita a análise dos furos foram realizados ensaios de esmagamento a todos os provetes. Este passo permitiu assim avaliar de que forma os parâmetros de furação influenciam a resistência mecânica do material, e se a avaliação realizada aos furos é um método viável para a avaliação da extensão de dano nesses furos.

Studies of some cocondensations of nickel atoms with unsaturated organic ligands and with mixed ligand systems

The cocondensation of nickel with a number of unsaturated ligands was studied, as was the cocondensation with a number of mixed ligand systems. Enamines were found not to react with nickel while acrylonitrile was polymerized. In the mixed ligand syst.ems different products were obtained than when the ligands were cocondensed individually. Cocondensations of benzyl halide/allyl halide mixtures gave unstable products that were not observed when the halides were cocondensed individually. The effect of Kao-Wool insulation on nickel/benzyl halide cocondensations was found to be significant. Kao-Wool caused the bulk of the benzyl halide to be polymeri zed to a number of poly-benzylic species. An alkali metal reactor was designed for the evaporation of sodium and potassium atoms into cold solutions of metal halide and an or ganic substrate. This apparatus was used to synthesize Ni(P¢3 )3' but proved unsuccessful for synthesizing a nickel-enamine compound.

Interlake Tissue Mills Fire Slides

The Interlake Tissue Mills storage location was at the intersection of Glendale and Merritt Street in Merritton. In the 1850s, the Beaver Cotton Mills (later Merritton Cotton Mills) was built. It was a frame building that burned down in 1881. A sandstone structure replaced the previous building. In 1906, the cotton mill closed and in 1912, the Independent Rubber Company took over the building. The mill was doubled in size. The rubber company remained there for ten years and then the building remained vacant until 1935. Interlake Tissue Mills acquired the building for storage purposes. A fire razed the larger of the plant’s buildings on Memorial Day weekend in 1961. After the fire, Domtar used the smaller building for storage for a short time. This is currently the site of the Keg Restaurant.

Canada Starch Company (CASCO) Fonds, 1980-1987, n.d.

CASCO (Canada Starch Company) began operations in 1982 and was officially opened in May of 1983. Premier William Davis was in attendance. CASCO is a company whose roots can be traced back to 1858 when it was founded by W.T. Benson in Cardinal, Ontario. The company grew as corn uses were developed. Corn derived products now include: corn oil, liquid sweetener and feed for dairy and cattle. Starch is used as a finish for fine papers, a component in dry cell batteries, pharmaceuticals, wallpaper, film, tires, surgical dressings, plastics and plywood. Corn syrup is used in beverages, canned fruit, frozen seafood, licorice, ice cream and baking products. Corn solubles are used in animal feed, rubber substitutes, soap, paint and varnish. There are more than 250 industrial and food uses for corn