Resistance of cast polyurethane elastomers to solid particle erosion

The rates of erosive wear have been measured for a series of eight polyester-based one-component castable polyurethane elastomers, with widely varying mechanical properties. Erosion tests were conducted with airborne silica sand, 120μm in particle size, at an impact velocity of 50 ms-1 and impact angles of 30° and 90°. For these materials, which all showed similar values of rebound resilience, the erosion rate increased with increasing hardness, tensile modulus and tensile strength. These findings are at variance with those expected for wear by abrasion, perhaps because of differences in the strain rate or strain levels imposed on the elastomer during erosion and abrasion.

固体火箭发动机柔性接头弹性件力学性能研究

针对固体火箭发动机柔性接头中的橡胶材料，研究了在进行这种橡胶结构有限元计算中橡胶材料的力学行为的表征。进行了单轴拉伸与简单剪切材料力学性能试验，根据不同材料模型对试验曲线进行了拟合，并用MSC／Marc软件模拟了超弹性材料的单轴拉伸与简单剪切变形过程。结果表明：采用单轴拉伸试验数据预测材料剪切性能会造成明显误差，而简单剪切试验得到的模型可以比较准确描述材料的拉伸和剪切变形，针对柔性接头这种以剪切变形为主的结构，应选取剪切试验数据；当应变大于150％时，不同材料模型与试验数据的选用范围对计算结果具有明显影响。

Effect of pressure on mechanical behavior of filled elastomers

The Young's modulus, stress-strain curves, and failure properties of glass bead-filled EPDM vulcanizates were studied under superposed hydrostatic pressure. The glass bead-filled EPDM was employed as a representation of composite systems, and the hydrostatic pressure controls the filler-elastomer separation under deformation. This separation shows up as a volume change of the system, and its infuence is reflected in the mechanical behavior as a reinforcing effect of variable degree.

The strain energy stored in the composite system in simple tension was calculated by introducing a model which is described as a cylindrical block of elastomer with two half spheres of filler on each end with their centers on the axis of the cylinder. In the derivation of the strain energy, assumptions were made to obtain the strain distribution in the model, and strain energy-strain relation for the elastomer was also assumed. The derivation was carried out for the case of no filler-elastomer separation and was modified to include the case of filler-elastomer separation.

The resulting strain energy, as a function of stretch ratio and volume of the system, was used to obtain stress-strain curves and volume change-strain curves of composite systems under superposed hydrostatic pressure.

Changes in the force and the lateral dimension of a ring specimen were measured as it was stretched axially under a superposed hydrostatic pressure in order to calculate the mechanical properties mentioned above. A tensile tester was used which is capable of sealing the whole system to carry out a measurement under pressure. A thickness measuring device, based on the Hall effect, was built for the measurement of changes in the lateral dimension of a specimen.

The theoretical and experimental results of Young's modulus and stress-strain curves were compared and showed fairly good agreement.

The failure data were discussed in terms of failure surfaces, and it was concluded that a failure surface of the glass-bead-filled EPDM consists of two cones.

Nanocompósitos de elastômero termoplástico à base de PP/EPDM/argila organofílica

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de elastômeros termoplásticos à base de PP/EPDM/argila organofílica. Foram utilizados como agentes interfaciais polipropileno e terpolímero de etileno-propileno-dieno ambos modificados com grupos anidrido maleico, PP-MA e EPDM-MA, respectivamente. Dois tipos de argila organofílica, que se diferenciam pela estrutura química do surfactante e conseqüentemente pela estabilidade térmica, foram empregados como carga inorgânica. Os nanocompósitos foram preparados pela técnica de intercalação por fusão em câmara interna de mistura e a incorporação da argila foi feita pela adição de masterbatches previamente preparados. Foram investigadas as propriedades de tração, reométricas e ainda a morfologia (cristalinidade e estrutura obtida) dos nanocompósitos a fim de estabelecer a influência do tipo e quantidade de argila organofílica e agente interfacial. Os resultados mostraram que a adição de agente interfacial melhorou a dispersão da argila organofílica na matriz de PP/EPDM, particularmente o PP-MA. Foram obtidos nanocompósitos com estruturas mistas intercaladas e esfoliadas, que resultaram em maiores valores de módulo de elasticidade e manutenção dos valores de deformação. As propriedades reométricas confirmaram o maior grau de dispersão da argila organofílica em nanocompósitos contendo PP-MA. Teores crescentes de argila reduziram a cristalinidade dos nanocompósitos, os quais quando reprocessados, mantiveram as características inerentes ao TPE de origem. Por fim, a estrutura do surfactante presente

Obtenção de nanocompósitos a partir da co-coagulação da borracha nitrílica e hidrotalcita

Partículas nanoestruturadas têm sido amplamente utilizadas como carga de reforço em matrizes elastoméricas, sendo substitutos eficazes das cargas convencionais, já consagradas, como o negro de fumo, mica, sílica. Em especial, as argilas têm mostrado grande potencial ao que se refere a melhor dispersão na matriz polimérica, em função de sua elevada razão de aspecto. Dentro do vasto universo de argilominerais, as argilas aniônicas, também conhecidas hidróxido duplo lamelar (HDL), apresentam como vantagem a possibilidade de ser projetada estruturalmente para as mais diversas finalidades, ao se modificar os ânions ou os cátions, ou até mesmo combiná-los na estrutura lamelar. E dentre os métodos existentes para se preparar compósitos a base de elastômero/argila, a co-coagulação do látex, é uma forma bastante eficaz e economicamente viável, uma vez que a borracha obtida após processo de coagulação já contém a carga incorporada. Este trabalho se dedicou a avaliar o processo de co-coagulação do látex de NBR e HDL, visando a obtenção de nanocompósitos. Para tanto HDL de composição Mg/Al-CO3 foi modificado com ânions DS, DBS e ST e foram preparadas suspensões aquosas, utilizando como ferramentas de dispersão ultraturrax e ultrassom de ponteira. As variáveis de processo avaliadas foram tipo e teor de HDL, tempo de mistura látex/suspensão aquosa de HDL, quantidade de coagulante e velocidade de agitação. Por fim, os coágulos obtidos foram formulados para avaliar a influência dos HDL na cinética de vulcanização e também para determinação das propriedades mecânicas convencionais. Os resultados obtidos comprovaram que a metodologia de dispersão de hidrotalcita ao látex nitrílico de modo prévio ao processo de coagulação é uma alternativa viável para a obtenção de nanocompósitos. O uso do ultrassom de ponteira como ferramenta na dispersão aquosa de HDL contribuiu para maior estabilidade da suspensão e o ajuste nos parâmetros do sistema de coagulação, levaram a obtenção de grumos uniformes do ponto de vista macroscópico e microscópico. As micrografias dos coágulos não vulcanizados obtidas por MEV-FEG confirmaram as informações apuradas a partir dos difratogramas de raios-X que apontou a formação de um sistema parcialmente esfoliado, em função da ausência dos picos característicos da hidrotalcita, além de indicarem a coexistência de partículas em dimensões micrométrica a nanométricas em uma mesma estrutura. A composição química do HDL, com a presença de átomos de magnésio e alumínio combinados com grupos hidroxila favoreceu a redução tanto o tempo de indução como de pré-cura. As propriedades mecânicas que se mostraram mais sensíveis ao grau de dispersão da carga foram a dureza, a deformação permanente à compressão (DPC) e o módulo de tração a 300% de deformação (E300), em especial para os compósitos contendo 10% m/m de HDL natural e modificado com estearato. A resistência à chama dos nanocompósitos de NBR-HDL vulcanizados apresentou um ligeiro aumento quando comparados à NBR pura, visto que esta é uma característica própria da hidrotalcita, decorrente da sua composição química

Movimento longitudinal de peixes: uma análise cienciométrica, manutenção de comunidades e implicação na colonização de um riacho costeiro

Este trabalho apresenta uma análise cienciométrica dos estudos sobre movimentos longitudinais de peixes, publicados no mundo entre 2000 e 2010, pondo em vista o cenário geral dos trabalhos desenvolvidos sobre o tema. Além disso, examina os padrões de movimento longitudinal das espécies de peixes de um riacho costeiro de Mata Atlântica, o rio Ubatiba (Maricá-RJ), e analisa a dispersão, distribuição e variação na densidade de uma espécie introduzida nesse riacho, verificando se houve impacto dessa introdução sobre uma espécie nativa. Os 525 artigos analisados na cienciometria foram obtidos através de uma busca realizada na base de dados Web of Science. Observou-se o aumento no número publicações sobre movimentos de peixes. A maior parte dos estudos foi desenvolvida nos EUA. Os ecossistemas mais pesquisados foram rios e riachos e 464 trabalhos analisaram os movimentos a partir do método de marcação, onde a telemetria foi destacadamente a técnica mais utilizada. A família Salmonidae foi o alvo da maioria dos estudos sobre deslocamento. Para identificar os padrões de movimento da comunidade de peixes do rio Ubatiba, experimentos de marcação-recaptura foram realizados em quatro pontos amostrais diferentes no riacho, entre junho de 2011 e abril de 2012. Um total de 1270 exemplares, entre 10 espécies estudadas, foram coletados através de pesca elétrica, identificados, medidos, marcados com implante intra-dérmico de elastômeros coloridos (VIE) e devolvidos no mesmo trecho onde foram coletados. Foram observados movimentos de curta e longa distância. As espécies que percorreram maiores distâncias foram A. tajasica e Characidium sp.. Na estação chuvosa, os peixes tendem a se movimentar mais em direção à montante e a percorrer maiores distâncias. A espécie introduzida P. maculicauda, foi registrada pela primeira vez no rio Ubatiba, em julho de 1999, no ponto amostral mais baixo do riacho, com baixa densidade. Observou-se que ao longo dos anos a espécie introduzida se dispersou, colonizando pontos mais altos do riacho. Além disso, verificou-se uma correlação negativa entre as densidades da espécie introduzida e da espécie nativa H. punctatus

Transparent nanostructured electrode by centrifuge coating

We employ a new solution-based coating process, centrifuge coating, to fabricate nanostructured conductive layers over large areas. This coating procedure allows fast quenching of the metastable dispersed state of nanomaterials, which minimizes material wastes by mitigate the effects of particle re-aggregation. Using this method, we fabricate SWNT coatings on different substrates such as PET (polyethylene terephthalate), PDMS (polydimethylsiloxane), and an acrylic elastomer. The effects of the choice of solvents on the morphology and subsequent performance of the coating network are studied. © 2012 IEEE.

Centrifuge coating for low-waste solution processing of transparent nanostructured electrodes

Centrifuge coating was implemented to fabricate nanostructured conductive layers through solution processing at room temperature. This coating procedure allows fast evaporation, thereby fixing the nanomaterials in their dispersed state onto a substrate by the centrifuge action. Material wastes were minimized by mitigating the effects of particle reaggregation. Using this method, we fabricate single-wall nanotube coatings on different substrates such as polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and an acrylic elastomer with no prior surface modification of the substrate. The effects of the choice of solvents on the morphology and subsequent performance of the coating network are studied. © 2002-2012 IEEE.