https://dspace.ifrs.edu.br/xmlui/handle/123456789/126 PPGTEM 2026-06-04T14:17:11Z https://dspace.ifrs.edu.br/xmlui/handle/123456789/2746 Influência do tratamento térmico de recozimento na liga AA 3003F aplicado ao processo de hidroconformação Velho, Anderson Joel O estudo apresenta uma análise do comportamento e a otimização da liga de alumínio AA 3003F em processos industriais, com foco na hidroconformação e nos efeitos do tratamento térmico de recozimento. O processo de hidroconformação destaca-se pela redução de peso e aumento da resistência mecânica das peças produzidas, além da economia de material e sustentabilidade do processo. Inicialmente, foi elaborado um diagrama gráfico, no qual buscou-se relacionar a pressão aplicada à força de trabalho durante a conformação, a fim de prever o comportamento do material e otimizar projetos. Esse diagrama de hidroconformação é uma ferramenta importante para conformação de metais, no entanto, está disponível apenas para poucas ligas na literatura, muito em função das suas especificidades, como espessura de chapa. Para tanto, utilizou-se a liga AA 3003F, pois esta liga é de fácil aquisição tanto comercial quanto financeira. O objetivo foi criar um diagrama gráfico relacionando a pressão aplicada à força de trabalho durante a conformação, a fim de prever o comportamento do material e otimizar projetos. Utilizou-se a liga AA 3003F com espessura de 0,4 mm e matriz livre para obtenção de uma semiesfera. As amostras foram submetidas a pressões progressivas (de 5 a 20 kgf/cm²), sendo analisadas por microscopia óptica para identificação de parâmetros e defeitos, resultando no diagrama de hidroconformação da liga. Seguidamente, o estudo aprofunda a análise avaliando a influência do recozimento térmico nas propriedades mecânicas da mesma liga. As amostras foram tratadas termicamente em três temperaturas (250 °C, 325 °C e 450 °C), com posterior conformação até a ruptura. Foram realizados ensaios de tração, dureza, rugosidade e análise microestrutural. Os resultados indicaram melhorias significativas: até 14% de aumento no limite de ruptura, 60% na altura de conformação (principalmente a 250 °C) e rugosidade média de 0,65 µm para aplicação industrial. A análise metalográfica confirmou encruamento nas zonas críticas, sem alterações estruturais relevantes. Em conjunto, os estudos mostram que a combinação entre hidroconformação e recozimento térmico potencializa o desempenho da liga AA 3003F, tornando-a altamente viável para aplicações industriais que exigem resistência, leveza e boa conformabilidade.; The study presents an analysis of the behavior and optimization of the AA 3003F aluminum alloy in industrial processes, with a focus on hydroforming and the effects of annealing heat treatment. The hydroforming process stands out due to its ability to reduce weight and increase the mechanical strength of the produced parts, in addition to promoting material savings and process sustainability. Initially, a graphical diagram was developed, in which an attempt was made to relate the applied pressure to the work force during forming, in order to predict the material’s behavior and optimize designs. This hydroforming diagram is an important tool for metal forming; however, it is available in the literature for only a limited number of alloys, largely due to their specific characteristics, such as sheet thickness. For this purpose, the AA 3003F alloy was selected because of its wide commercial availability and cost-effectiveness. The objective was to create a graphical diagram relating the applied pressure to the forming load, in order to predict the material behavior and optimize industrial designs. The AA 3003F alloy with a thickness of 0.4 mm was used, along with a free die to obtain a hemispherical geometry. The samples were subjected to progressive pressures ranging from 5 to 20 kgf/cm² and subsequently analyzed by optical microscopy to identify parameters and defects, resulting in the hydroforming diagram for the alloy. Subsequently, the study deepens the analysis by evaluating the influence of annealing heat treatment on the mechanical properties of the same alloy. The samples were heat-treated at three temperatures (250 °C, 325 °C, and 450 °C), followed by forming until rupture. Tensile, hardness, roughness, and microstructural analyses were performed. The results indicated significant improvements, including up to a 14% increase in ultimate strength, a 60% increase in forming height (particularly at 250 °C), and an average surface roughness of 0.65 µm suitable for industrial applications. Metallographic analysis confirmed the occurrence of strain hardening in critical regions, with no significant structural changes. Overall, the study demonstrates that the combination of hydroforming and annealing heat treatment enhances the performance of the AA 3003F alloy, making it highly suitable for industrial applications requiring strength, lightweight characteristics, and good formability. 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.ifrs.edu.br/xmlui/handle/123456789/2698 Influência de diferentes métodos de incorporação de óleo essencial de melaleuca nas propriedades físicas, térmicas e antimicrobianas de filmes de amido de milho Postay, Júlia Filmes poliméricos à base de amido, plastificantes e óleos essenciais constituem uma alternativa de embalagem ativa, apresentando propriedades antimicrobianas. Entretanto, a incorporação dos óleos essenciais torna-se desafiadora pela sua volatilidade. O óleo essencial de melaleuca foi escolhido por ser pouco utilizado em filmes de amido. Portanto, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar duas metodologias distintas na incorporação do óleo essencial de melaleuca, analisando as propriedades físicas, térmicas e antimicrobianas dos filmes obtidos. Foram desenvolvidos filmes de amido de milho pelo método de casting, utilizando-se glicerol e sorbitol como plastificantes. Avaliaram-se duas metodologias para incorporação do óleo essencial de melaleuca nas concentrações de 2 e 4% em massa. Na metodologia A, o amido foi moído antes da incorporação do óleo, enquanto na metodologia B, adicionou-se o surfactante tween 80 juntamente ao óleo essencial. Inicialmente foi realizada a análise da concentração mínima inibitória (CIM) e bactericida mínima (CBM), além do teor de amilose do amido. Na sequência, os filmes foram caracterizados quanto à espessura, umidade, absorção de água, solubilidade, análise termogravimétrica e espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR). A CIM e a CBM do óleo essencial de melaleuca foram de 0,39% e 0,78%, respectivamente, tanto para Salmonella quanto para Escherichia coli. Para Staphylococcus aureus não houve inibição. Contudo, quando incorporado aos filmes, o óleo essencial não apresentou atividade inibitória contra as bactérias testadas. Os filmes apresentaram espessura entre 0,15 mm e 0,20 mm, teor de umidade de 15,35% a 18,21%, absorção de água entre 52,20% e 77,47% e solubilidade em água de 18,88% a 21,86%. Os filmes com maior percentual de óleo essencial, na metodologia A, apresentam melhores propriedades físicas, maior estabilidade térmica e maior temperatura de degradação, com melhor distribuição homogênea do óleo na matriz polimérica, conforme FTIR. Assim, concluiu-se que a incorporação de óleo essencial de melaleuca melhorou as propriedades físicas, químicas e térmicas dos filmes. A metodologia A mostrou-se mais promissora, destacando-se o filme FA_MetA_OE4, embora necessite de alguns ajustes para otimizar a atividade antimicrobiana.; Polymeric films based on starch, plasticizers, and essential oils constitute an active packaging alternative, exhibiting antimicrobial properties. However, the incorporation of essential oils becomes challenging due to their volatility. Melaleuca essential oil was chosen because it is rarely used in starch films. Therefore, the objective of this work is to evaluate two distinct methodologies for incorporating melaleuca essential oil, analyzing the physical, thermal, and antimicrobial properties of the resulting films. Corn starch films were developed using the casting method, employing glycerol and sorbitol as plasticizers. Two methodologies for incorporating melaleuca essential oil at concentrations of 2% and 4% by mass were evaluated. In methodology A, the starch was ground before incorporating the oil, while in methodology B, the surfactant tween 80 was added along with the essential oil. Initially, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC), as well as the amylose content of the starch, were analyzed. Subsequently, the films were characterized in terms of thickness, moisture content, water absorption, solubility, thermogravimetric analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The MIC and MBC of melaleuca essential oil were 0.39% and 0.78%, respectively, for both Salmonella and Escherichia coli. No inhibition was observed for Staphylococcus aureus. However, when incorporated into the films, the essential oil did not show inhibitory activity against the tested bacteria. The films had a thickness between 0.15 mm and 0.20 mm, a moisture content of 15.35% to 18.21%, water absorption between 52.20% and 77.47%, and water solubility of 18.88% to 21.86%. Films with a higher percentage of essential oil, in methodology A, exhibit better physical properties, greater thermal stability, and a higher degradation temperature, with better homogeneous distribution of the oil in the polymeric matrix, according to FTIR. Thus, it was concluded that the incorporation of melaleuca essential oil improved the physical, chemical, and thermal properties of the films. Methodology A proved to be more promising, with the FA_MetA_OE4 film standing out, although it needs some adjustments to optimize antimicrobial activity. 2026-01-01T00:00:00Z https://dspace.ifrs.edu.br/xmlui/handle/123456789/2695 Influência de partículas poliméricas em argamassas de revestimento Frighetto, Clair José Cada vez mais os resíduos poliméricos tem sido apontados como elementos importante na preservação ambiental, por meio do reaproveitamento e reprocessamento principalmente de resíduos pós reciclagem. Este trabalho propõe o desenvolvimento e avalia a viabilidade técnica e potencial ambiental da incorporação de resíduos poliméricos pós-reciclagem como substituto parcial do agregado miúdo em argamassas cimentícias. O resíduo fino, proveniente de etapas industriais de reciclagem, foi caracterizado por FTIR-ATR (identificando predominantemente PP e PE) e por análise granulométrica. Produziram-se quatro composições: referência (S0) e misturas com 2,5% (S2,5), 5% (S5) e 10% (S10) de substituição volumétrica. Para isolar o efeito do resíduo sobre o desempenho, padronizou-se a consistência em 260±5 mm, mediante ajustes combinados de água e aditivo plastificante, observando-se demanda crescente de aditivo com o teor de polímero. No estado endurecido, avaliaram-se, resistência à tração na flexão e resistência à compressão aos 7 e 28 dias. Na análise a resistência a tração na flexão aos 28 dias, S2,5 apresentou melhor desempenho, leve ganho (8,92MPa referência para 9,36Mpa S2,5). Na análise de compressão, observou-se redução em todas as amostras em relação a referência e diminuição de resistência com o aumento do teor de resíduos poliméricos, sendo a amostra S2,5 a que apresentou melhor desempenho ao 28 dias (12,88Mpa para S2,5 e 18,35 para referência).Conclui-se que apesar diminuição de resistência a compressão e pequeno aumento na resistência a tração na flexão, é tecnicamente viável manter a trabalhabilidade alvo, obter propriedades para utilização da argamassa produzida com resíduos poliméricos. O traço S2,5 se destaca como traço de melhor desempenho.; Polymeric waste has increasingly been recognized as an important element in environmental preservation, through the reuse and reprocessing of post-recycling residues. This study proposes the development and evaluates the technical feasibility and environmental potential of incorporating post-recycling polymeric waste as a partial substitute for fine aggregate in cementitious mortars. The fine waste, originating from industrial recycling stages, was characterized by FTIR-ATR (identifying predominantly PP and PE) and granulometric analysis. Four mortar compositions were produced: a reference (S0) and mixtures with 2.5% (S2.5), 5% (S5), and 10% (S10) volumetric substitution. To isolate the effect of the waste on performance, consistency was standardized at 260±5 mm through combined adjustments of water and plasticizer, with an increasing demand for admixture observed as the polymer content increased. In the hardened state, flexural tensile strength and compressive strength were evaluated at 7 and 28 days. For flexural strength at 28 days, S2.5 showed the best performance, with a slight gain (from 8.92 MPa in the reference to 9.36 MPa in S2.5). In the compressive strength analysis, all samples showed a reduction compared to the reference, with strength decreasing as the polymeric waste content increased; S2.5 presented the best result at 28 days (12.88 MPa for S2.5 versus 18.35 MPa for the reference). It is concluded that, despite the reduction in compressive strength and the slight increase in flexural strength, it is technically feasible to maintain the target workability and achieve suitable properties for the use of mortars incorporating polymeric waste. The S2.5 mixture stands out as the best-performing formulation. 2025-01-01T00:00:00Z https://dspace.ifrs.edu.br/xmlui/handle/123456789/2670 Avaliação de compatibilidade e propriedades de barreira do copolímero de etileno-acetato de vinila e amido termoplástico Guadagnin, Wagner Nas últimas décadas, o consumo de materiais poliméricos tem crescido exponencialmente em razão de sua versatilidade e de seus custos competitivos, características que os tornam amplamente aplicáveis em diversos setores industriais. Entretanto, o aumento expressivo na produção e no descarte desses materiais tem intensificado a poluição ambiental e visual, ocasionando impactos significativos ao meio ambiente. Nesse cenário, a crescente demanda por alternativas sustentáveis tem impulsionado o desenvolvimento de polímeros com menor impacto ambiental. O Amido Termoplástico (TPS) destaca-se como um material biodegradável promissor; contudo, suas limitações, como elevada sensibilidade à umidade, solubilidade em água, alta rigidez e baixa resistência mecânica, ainda restringem sua aplicação (HEJNA et al., 2019). A incorporação de polímeros sintéticos, como o copolímero etileno-acetato de vinila (EVA), surge como uma estratégia para aprimorar essas propriedades, sendo a formação de blendas poliméricas uma abordagem promissora para mitigar tais limitações. Nesse contexto, Hejna et al. (2019) indicam que o EVA apresenta bom potencial como modificador do TPS, uma vez que estudos prévios demonstram melhorias significativas no desempenho mecânico e na estabilidade térmica das blendas TPS/EVA. Resultados de permeabilidade ao vapor de água (PVA) variaram entre 1,7 × 10⁻⁶ e 2,8 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·dia)⁻¹, valores comparáveis ao EVA puro (2,3 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·dia)⁻¹), indicando que a adição de amido não compromete significativamente as propriedades de barreira. Esse comportamento também foi evidenciado por meio de análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), que revelaram morfologia relativamente homogênea nas formulações com melhor compatibilização. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, preparar e caracterizar compostos de TPS/EVA em diferentes proporções, especificamente 70/30, 60/40 e 50/50 (% m/m), visando compreender os efeitos estruturais e funcionais dessa combinação. Os compostos foram obtidos por extrusão termoplástica e caracterizados quanto à morfologia, propriedades térmicas, resistência mecânica e comportamento de barreira. Observou-se que a formulação contendo 60% de TPS e 40% de EVA apresentou melhor equilíbrio entre resistência mecânica e estabilidade térmica, com aumento de aproximadamente 25% na resistência à tração em comparação ao TPS puro, além de redução na absorção de umidade. Esses resultados indicam que a incorporação controlada de EVA contribui para a melhoria do desempenho do TPS, ampliando sua viabilidade para aplicação em embalagens sustentáveis.; In recent decades, the consumption of polymeric materials has grown exponentially due to their versatility and competitive costs, characteristics that make them widely applicable in various industrial sectors. However, the significant increase in the production and disposal of these materials has intensified environmental and visual pollution, causing significant impacts on the environment. In this scenario, the growing demand for sustainable alternatives has driven the development of polymers with less environmental impact. Thermoplastic starch (TPS) stands out as a promising biodegradable material; however, its limitations, such as high sensitivity to moisture, water solubility, high rigidity, and low mechanical resistance, still restrict its application (HEJNA et al., 2019). The incorporation of synthetic polymers, such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), emerges as a strategy to improve these properties, with the formation of polymer blends being a promising approach to mitigate these limitations. In this context, Hejna et al. (2019) indicate that EVA shows good potential as a TPS modifier, since previous studies demonstrate significant improvements in the mechanical performance and thermal stability of TPS/EVA blends. Water vapor permeability (WVP) results ranged from 1.7 × 10⁻⁶ to 2.8 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·day)⁻¹, values comparable to pure EVA (2.3 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·day)⁻¹), indicating that the addition of starch does not significantly compromise barrier properties. This behavior was also evidenced by scanning electron microscopy (SEM) analyses, which revealed relatively homogeneous morphology in the formulations with better compatibility. The objective of this work was to develop, prepare, and characterize TPS/EVA composites in different proportions, specifically 70/30, 60/40, and 50/50 (% w/w), aiming to understand the structural and functional effects of this combination. The composites were obtained by thermoplastic extrusion and characterized in terms of morphology, thermal properties, mechanical strength, and barrier behavior. It was observed that the formulation containing 60% TPS and 40% EVA presented a better balance between mechanical strength and thermal stability, with an increase of approximately 25% in tensile strength compared to pure TPS, in addition to a reduction in moisture absorption. These results indicate that the controlled incorporation of EVA contributes to improving the performance of TPS, expanding its viability for application in sustainable packaging. 2026-01-01T00:00:00Z