Caracterização de compósitos produzidos com polietileno de alta densidade (HDPE) e serragem da indústria moveleira

Neste trabalho, realizou-se a caracterização de compósitos confeccionados com polietileno de alta densidade "virgem" (v-HDPE) e diferentes tipos de serragem gerados na indústria moveleira. Os compósitos foram produzidos por extrusão, utilizando-se uma extrusora monorrosca de 35 mm e temperaturas de 160 ºC, 170 ºC e 180 ºC nas zonas 1, 2 e 3, respectivamente. Foram utilizados resíduos de madeira de pinus (Pinus taeda), de aglomerado, de chapa de fibra de média densidade (MDF) e madeira de eucalipto (Eucalyptus grandis), que foram incorporados ao HDPE "virgem", juntamente com um agente de acoplamento à base de anidrido maléico. Para caracterização física dos compósitos, foram realizadas análises por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Foram também analisadas as propriedades mecânicas de resistência à tração, flexão estática e resistência ao impacto, conforme as normas ASTM D638, D790 e D256. Verificou-se que todos os tipos de serragem agiram como agentes nucleantes, pois os compósitos apresentaram índices de cristalinidade maiores que o v-HDPE puro, e houve influência do tipo de serragem usada na dispersão das fibras na matriz polimérica. Os ensaios mecânicos indicaram diferenças nas propriedades dos compósitos confeccionados com diferentes tipos de serragem. De maneira geral, a inclusão de serragem de aglomerado e de eucalipto proporcionaram compósitos com maior resistência à flexão e ao impacto que aqueles fabricados com MDF e pinus.

Sugarcane bagasse cellulose/HDPE composites obtained by extrusion

Natural fibers used in this study were both pre-treated and modified residues from sugarcane bagasse. Polymer of high density polyethylene (HDPE) was employed as matrix in to composites, which were prodUced by mixing high density polyethylene with cellulose (10%) and Cell/ZrO(2)center dot nH(2)O (10%), using an extruder and hydraulic press. Tensile tests showed that the Cell/ZrO(2)center dot nH(2)O (10%)/HDPE composites present better tensile strength than cellulose (10%)/HDPE composites. Cellulose agglomerations were responsible for poor adhesion between fiber and matrix in cellulose (10%)/HDPE composites. HDPF/natural fibers composites showed also lower tensile strength in comparison to the polymer. The increase in Young`s modulus is associated to fibers reinforcement. SEM analysis showed that the cellulose fibers insertion in the matrix Caused all increase of defects, which were reduced When modified cellulose fibers were Used. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Impact on HDPE and PVC plates - Experimental tests and numerical simulations

This paper presents first material tests on HDPE and PVC, and subsequently impact tests on plates made of the same materials. Finally, numerical simulations of the plate impact tests are compared with the experimental results. A rather comprehensive series of mechanical material tests were performed to disclose the behaviour of PVC and HDPE in tension and compression. Quasi-static tests were carried out at three rates in compression and two in tension. Digital image correlation. DIC, was used to measure the in-plane strains, revealing true stress-strain curves and allowing to analyze strain-rate sensitivity and isotropy of Poisson`s ratio. In addition, dynamic compression tests were carried out in a split-Hopkinson pressure bar. Quasi-static and dynamic tests were also performed on clamped plates made of the same PVC and HDPE materials, using an optical technique to measure the full-field out-of-plane deformations. These tests, together with the material data, were used for comparative purposes of a finite element analysis. A reasonable agreement between experimental and numerical results was achieved. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Factores de rentabilização do processo de serragem de granitos com engenhos multi-lâminas

Este trabalho visa apresentar um enquadramento da realidade económica e industrial do sector transformador de granitos ornamentais em Portugal e fazer uma análise do processo de serragem, com engenhos multi-lâminas e granalha de aço, na medida em que este é o método de seccionamento de blocos de granito mais utilizado pelas grandes indústrias do sector. Tendo em conta a importância económica desta operação produtiva na indústria em causa, foi definido como fito deste projecto a análise estatística dos custos de produção; a definição de fórmulas de cálculo que permitam prever o custo médio de serragem; e o estudo de soluções economicamente viáveis e ambientalmente sustentáveis para o problema das lamas resultantes do expurgo dos engenhos. Para a persecução deste projecto foi realizada uma recolha de dados implementando rotinas de controlo e registo dos mesmos, em quadros de produção normalizados e de fácil preenchimento, pelos operadores destes equipamentos. Esta recolha de dados permitiu isolar, quantificar e formular os factores de rentabilização do processo de serragem selecionando, dentro da amostra de estudo obtida, um conjunto de serragens com características similares e com valores próximos dos valores da média estatística. Apartir dos dados destas serragens foram geradas curvas de tendência polinomial com as quais se analisaram as variações provocadas no custo médio de serragem, pelas variações do factor em estudo. A formulação dos factores de rentabilização e os dados estatísticos obtidos permitiram depois o desenvolvimento de fórmulas de cálculo do custo médio de serragem que establecem o custo de produção diferenciado em função das espessuras com, ou sem, a incorporação dos factores de rentabilização. Como consequência do projecto realizado obteve-se um conjunto de conclusões util, para o sector industrial em causa, que evidencia a importancia da Ocupação dos engenhos e rentabilização de um espaço confinado, da Resistência oferecida à serragem pelos granitos, e da Diferença de altura entre os blocos de uma mesma carga, nos custos de transformação.

Rheological characterization of EVA and HDPE polymer modified bitumens under large deformation at 20 º C

Large amplitude oscillatory shear (LAOS) coupled with Fourier transform rheology (FTR) was used for the first time to characterize the large deformation behavior of selected bituminous binders at 20 C. Two polymer modified bitumens (PMB) containing recycled EVA and HDPE and two unmodified bitumens were tested with LAOS-FTR. The LAOS-FTR response of all binders was compared at same frequency, at same Deborah number (by tuning the frequency to the relaxation time of each binder) and at same phase shift angle d (by tuning the frequency to the one corresponding to d = 50 in the SAOS response of each sample). In all the approaches, LAOS-FTR results allowed to differentiate between all the nonlinear mechanical characteristics of the tested binders. All binders show LAOS-FTR patterns reminiscent from colloidal dispersions and emulsions. EVA PMB was less prone to strain-induced microstructural changes when compared to HDPE PMB which showed larger values of nonlinear FTR parameters for the range of shear strains tested in LAOS.

Caracterização física de substratos à base de serragem e recipientes para crescimento de mudas de cacaueiro

O objetivo deste trabalho foi realizar caracterização física e avaliar o efeito de substratos à base de serragem e dois recipientes no crescimento de mudas de cacaueiro. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 4 x 2. Os tratamentos foram obtidos da combinação de serragens originadas de dois locais: municípios de Una e Camacan, no Estado da Bahia, quatro proporções (v:v) de serragem e areia: 1:0; 8:1; 4:1 e 2:1 e dois recipientes de crescimento (tubetes de 288 cm³ e sacos de polietileno de 840 cm³). Antes do plantio, amostras dos substratos foram retiradas para análises físicas. Foram usadas miniestacas de 4 a 6 cm de comprimento do clone Trinidad Select Hybrid (TSH 1188). Inicialmente, as miniestacas foram tratadas na base com AIB 6.000 mg kg-1, em seguida foram inseridas em tubetes preenchidos com os substratos e mantidas em câmara de nebulização. Após quarenta dias, as miniestacas foram retiradas da câmara e transferidas para crescimento, em casa de vegetação, onde parte foi mantida nos respectivos tubetes e outra transplantada em sacos de polietileno de 840 cm³ preenchidos com os mesmos tratamentos. Após cinco meses, em casa de vegetação, as mudas foram avaliadas quanto à altura da planta, diâmetro do caule, massa da matéria seca da parte aérea e das raízes, número de folhas e área foliar das plantas. Na análise física dos substratos, verificou-se que a distribuição do tamanho de partículas foi diferenciada entre as serragens e a proporção de areia. As densidades seca, úmida e de partícula aumentaram, enquanto o teor de matéria orgânica e a porosidade total foram reduzidos pela adição de areia às serragens. O transplante de miniestacas enraizadas de cacaueiro, clone TSH 1188, para sacos com substrato preparado com serragem coletada no município de Una-BA, nas proporções serragem:areia 4:1 e 2:1, possibilitou maior crescimento das plantas, sendo,portanto, recomendados para produção de mudas.

Research on the suitability of organosolv semi-chemical triticale fibers as reinforcement for recycled hdpe composites

The main objective of this research was to study the feasibility of incorporating organosolv semi-chemical triticale fibers as the reinforcing element in recycled high density polyethylene (HDPE). In the first step, triticale fibers were characterized in terms of chemical composition and compared with other biomass species (wheat, rye, softwood, and hardwood). Then, organosolv semi-chemical triticale fibers were prepared by the ethanolamine process. These fibers were characterized in terms of its yield, kappa number, fiber length/diameter ratio, fines, and viscosity; the obtained results were compared with those of eucalypt kraft pulp. In the second step, the prepared fibers were examined as a reinforcing element for recycled HDPE composites. Coupled and non-coupled HDPE composites were prepared and tested for tensile properties. Results showed that with the addition of the coupling agent maleated polyethylene (MAPE), the tensile properties of composites were significantly improved, as compared to non-coupled samples and the plain matrix. Furthermore, the influence of MAPE on the interfacial shear strength (IFSS) was studied. The contributions of both fibers and matrix to the composite strength were also studied. This was possible by the use of a numerical iterative method based on the Bowyer-Bader and Kelly-Tyson equations

Caracterização dos produtos líquidos e do carvão da pirólise de serragem de eucalipto

This study proposes the low temperature pyrolysis as an alternative conversion process for residual biomass and for obtaining gaseous, liquid and solid chemical feedstocks. Using a bench electrical pyrolysis oven, four product fractions from eucalyptus sawdust were obtained: a gaseous one, two liquid (aqueous and oily), and a solid residue (char). These products were characterized by different analytical methods. The liquid fractions showed themselves as potential sources for input chemicals. The residual char revealed appreciable adsorption capability. The process demonstrated good efficiency, generating at least two fractions of great industrial interest: bio oil and char.

Efeito da adição de serragem de couro tratada quimicamente nas propriedades do cimento Portland

The sheave leather was subjected to chemical treatment in an attempt to immobilize chromium ion in a matrix of cement. Cementitious pastes were obtained by adding different proportions of waste treated solutions (5 and 10% compared to the cement mass) and the pH and setting time (hardening) were measured. Aiming to check the leather influence in Portland cement pastes, the phases formation were observed by X-ray diffraction (XRD). The results showed that the pretreatment was effective for the waste dissolution and the pH of treated waste chemical solutions did not influence significantly the characteristics of cement paste, with a slight increase in setting time results.

Utilização de serragem e bagaço de cana-de-açúcar para adsorção de cádmio

Os metais provenientes de atividades antropogênicas contaminam o ambiente, insumos e matérias-primas e, conseqüentemente, a cadeia trófica, alcançando assim o homem. Em função do acúmulo desses metais, bem como de suas conseqüências danosas, estão sendo realizados estudos para avaliar os níveis alcançados por tais contaminações. O objetivo deste trabalho foi testar a capacidade da serragem e do bagaço de cana-de-açúcar, em adsorver metais pesados a partir de soluções modelo de cloreto de cádmio, nas concentrações de 25 e 50 mg.L-1. As triplicatas das amostras tomadas para análise foram secas ao ar em ambiente arejado, sem quaisquer processamentos, sendo os experimentos conduzidos com 10 g de resíduo e 500 mL de solução de cloreto de cádmio em reatores de PVC com capacidade de 1300 mL, e a homogeneização feita manualmente durante o contato de até 16 horas32. Como a capacidade de adsorção do metal pela serragem não foi esgotada na primeira utilização, estudou-se a possibilidade de um novo contato reutilizando-se a solução remanescente, mantendo a proporção 1:50(32). Numa segunda etapa, foram testados tempos de 12, 8 e 4 horas. O teor de cádmio foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica (EAA) na solução de contato, após separação da serragem por filtração. Pelos resultados obtidos, podemos dizer que estes resíduos podem ser utilizados como adsorventes de metais pesados no tratamento de efluentes.

Compatibilización de materiales plásticos : mezclas PET-HDPE

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL

Compatibilización de materiales plásticos : mezclas PET-HDPE

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) U.A.N.L.

Weld line behaviour of polymer blends with special reference to PP/HDPE, PP/PS and HDPE/LDPE blends

Department of Polymer Science and Rubber Technology, Cochin University of Science and Technology

Recyclable Short Fibre Reinforced Plastics PP/Nylon and HDPE/Nylon composites

The study shows that standard plastics like polypropylene and high density polyethylene can be reinforced by adding nylon short fibres. Compared to the conventional glass reinforced thermoplastics this novel class of reinforced thermoplastics has the major advantage of recyclability. Hence such composites represent a new spectrum of recyclable polymer composites. The fibre length and fibre diameter used for reinforcement are critical parameters While there is a critical fibre length below which no effective reinforcement takes place, the reinforcement improves when the fibre diameter decreases due to increased surface area.While the fibres alone give moderate reinforcement, chemical modification of the matrix can further improve the strength and modulus of the composites. Maleic anhydride grafting in presence of styrene was found to be the most efficient chemical modification. While the fibre addition enhances the viscosity of the melt at lower shear rates, the enhancement at higher shear rate is only marginal. This shows that processing of the composite can be done in a similar way to that of the matrix polymer in high shear operations such as injection moulding. Another significant observation is the decrease in melt viscosity of the composite upon grafting. Thus chemical modification of matrix makes processing of the composite easier in addition to improving the mechanical load bearing capacity.For the development of a useful short fibre composite, selection of proper materials, optimum design with regard to the particular product and choosing proper processing parameters are most essential. Since there is a co-influence of many parameters, analytical solutions are difficult. Hence for selecting proper processing parameters 'rnold flow' software was utilized. The orientation of the fibres, mechanical properties, temperature profile, shrinkage, fill time etc. were determined using the software.Another interesting feature of the nylon fibre/PP and nylon fibre/HDPE composites is their thermal behaviour. Both nylon and PP degrade at the same temperature in single steps and hence the thermal degradation behaviour of the composites is also being predictable. It is observed that the thermal behaviour of the matrix or reinforcement does not affect each other. Almost similar behaviour is observed in the case of nylon fibre/HDPE composites. Another equally significant factor is the nucleating effect of nylon fibre when the composite melt cools down. In the presence of the fibre the onset of crystallization occurs at slightly higher temperature.When the matrix is modified by grafting, the onset of crystallization occurs at still higher temperature. Hence it may be calculated that one reason for the improvement in mechanical behaviour of the composite is the difference in crystallization behaviour of the matrix in presence of the fibre.As mentioned earlier, a major advantage of these composites is their recyclability. Two basic approaches may be employed for recycling namely, low temperature recycling and high temperature recycling. In the low temperature recycling, the recycling is done at a temperature above the melting point of the matrix, but below that of the fibres while in the high temperature route. the recycling is done at a temperature above the melting points of both matrix and fibre. The former is particularly interesting in that the recycled material has equal or even better mechanical properties compared to the initial product. This is possible because the orientation of the fibre can improve with successive recycling. Hence such recycled composites can be used for the same applications for which the original composite was developed. In high temperature recycling, the composite is converted into a blend and hence the properties will be inferior to that of the original composite, but will be higher than that of the matrix material alone.

Studies on HDPE/LLDPE Blends

Dept. of Polymer Science and Rubber Technology, Cochin University of Science and Technology