Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Colonese, André
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8014
Resumo: In this work, composites of high density polyethylene HDPE with calciumdeficient hydroxyapatite were synthesized in order to obtain materials with good mechanical properties and bioactivity. The addition of calcium-deficient hydroxyapatite resulted in an increase in elastic modulus (high rigidity), lower impact resistance and lower HDPE crystallinity degree, promoting, in these materials, a higher bioactivity. Scanning thermal analysis (non-isothermal system) was carried out by differential scanning calorimetry (DSC), and it was evaluated the calcium phosphate content added and the screw speed in the processing. In non-isothermal crystallization studies it was observed a decrease in crystallization temperature as the cooling rate was increased for all produced materials. The activation energy of crystallization was evaluated by Kissinger and Ozawa methods. The sample with 5 wt.% of calcium-deficient hydroxyapatite and processed at 200 rpm screw speed showed the lower value of activation energy (262 kJ/mol) and the lower deviation from linearity. Calcium-deficient hydroxyapatite does not promote the crystallization process due to the high activation energy determined by the described methods. Probably the screw speed promotes the dispersion of the filler in the HDPE matrix and hinders the crystallization process. Correlation coefficients in Osawa-Avrami method indicated loss in the linear correlation. These losses might be associated with a small percentage of secundary crystallization and/or the temperatures chosen to determine the crystallization rate. The parameters obteined from Mo method, the lower percentages of crystallization showed a great deviation from linearity, with correlation coefficient much smaller than 1, when increasing the percentage of crystallization, the deviation from linearity decreases, getting closer to 1.The results of Mo and Osawa-Avrami models were not able to set the kinetic behavior of the materials produced in this study.
id UERJ_fd08e999aa2118cabe3e5587d4790919
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/8014
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Andrade, Mônica Calixto dehttp://lattes.cnpq.br/4303756562067099Costa, Helson Moreira dahttp://lattes.cnpq.br/8141875611393566Silva, Ana Lúcia Nazareth dahttp://lattes.cnpq.br/5162297431633790Barros, Iuri Bezerra dehttp://lattes.cnpq.br/7274851313427808http://lattes.cnpq.br/1039401421371509Colonese, André2021-01-05T18:30:38Z2015-05-082015-02-09COLONESE, André. Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8014In this work, composites of high density polyethylene HDPE with calciumdeficient hydroxyapatite were synthesized in order to obtain materials with good mechanical properties and bioactivity. The addition of calcium-deficient hydroxyapatite resulted in an increase in elastic modulus (high rigidity), lower impact resistance and lower HDPE crystallinity degree, promoting, in these materials, a higher bioactivity. Scanning thermal analysis (non-isothermal system) was carried out by differential scanning calorimetry (DSC), and it was evaluated the calcium phosphate content added and the screw speed in the processing. In non-isothermal crystallization studies it was observed a decrease in crystallization temperature as the cooling rate was increased for all produced materials. The activation energy of crystallization was evaluated by Kissinger and Ozawa methods. The sample with 5 wt.% of calcium-deficient hydroxyapatite and processed at 200 rpm screw speed showed the lower value of activation energy (262 kJ/mol) and the lower deviation from linearity. Calcium-deficient hydroxyapatite does not promote the crystallization process due to the high activation energy determined by the described methods. Probably the screw speed promotes the dispersion of the filler in the HDPE matrix and hinders the crystallization process. Correlation coefficients in Osawa-Avrami method indicated loss in the linear correlation. These losses might be associated with a small percentage of secundary crystallization and/or the temperatures chosen to determine the crystallization rate. The parameters obteined from Mo method, the lower percentages of crystallization showed a great deviation from linearity, with correlation coefficient much smaller than 1, when increasing the percentage of crystallization, the deviation from linearity decreases, getting closer to 1.The results of Mo and Osawa-Avrami models were not able to set the kinetic behavior of the materials produced in this study.No presente trabalho, foram processados compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com hidroxiapatita deficiente de cálcio (HA), com o objetivo de obter materiais com melhores propriedades mecânicas e bioatividade. A adição da HA deficiente de cálcio proporcionou um aumento no módulo de elasticidade (maior rigidez), menor resistência ao impacto e decréscimo do grau de cristalinidade do PEAD, proporcionando uma maior bioatividade ao material. A análise térmica exploratória (sistema não isotérmico) foi realizada por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e foram avaliados os teores de fosfato de cálcio e a velocidade de rotação da rosca no processamento dos materiais. No estudo da cristalização não-isotérmica observou-se uma diminuição da temperatura de cristalização com o aumento da taxa de resfriamento para todos os materiais sintetizados. A energia de ativação (Ea) da cristalização dos materiais foi avaliada por meio dos métodos Kissinger e Ozawa. A amostra com 5% de HA deficiente de cálcio e velocidade de processamento de 200 rpm foi a que apresentou menor valor de energia de ativação, 262 kJ/mol, menor desvio da linearidade e a que mais se assemelhou à matriz de PEAD sem HA. O teor de hidroxiapatita deficiente de cálcio não favorece o processo de cristalização devido à alta energia de ativação determinada pelos métodos descritos. Provavelmente, a velocidade de rotação, favorece a dispersão da carga na matriz de PEAD, dificultando o processo de cristalização. Na aplicação do método de Osawa-Avrami, os coeficientes de correlação indicaram perda na correlação linear. Estas perdas podem estar associadas a uma pequena percentagem de cristalização secundária e/ou à escolha das temperaturas utilizadas para determinar a velocidade de cristalização. Na determinação dos parâmetros pelo método de Mo, as menores percentagens de cristalização apresentaram um grande desvio da linearidade, com coeficiente de correlação bem menor que 1 e com o aumento da percentagem de cristalização, o desvio da linearidade diminui, ficando próximo de 1. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de Mo e de Osawa-Avrami não foram capazes de definir o comportamento cinético dos materiais produzidos neste trabalho.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:30:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AndreColonese.pdf: 956646 bytes, checksum: 52c7d1f9f01068a57e4c84b7f5bb9bb5 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-05T18:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_AndreColonese.pdf: 956646 bytes, checksum: 52c7d1f9f01068a57e4c84b7f5bb9bb5 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de MateriaisUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoHigh density polyethyleneCalcium-deficient hydroxyapatiteKineticsCrystallizationNon-isothermalOsawa methodMo methodPolietilenoHidroxiapatitaMateriaisPolimeros - Propriedades mecânicasCristalizaçãoCompositos poliméricosCinéticaNão isotérmicoMétodo de OsawaMétodo de MoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAAvaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcioEvaluation of mechanical and thermal properties of composites based on high density polyethylene and calcium-deficient hydroxyapatiteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertacao_AndreColonese.pdfapplication/pdf956646http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/8014/1/Dissertacao_AndreColonese.pdf52c7d1f9f01068a57e4c84b7f5bb9bb5MD511/80142024-02-27 14:29:36.663oai:www.bdtd.uerj.br:1/8014Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:29:36Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Evaluation of mechanical and thermal properties of composites based on high density polyethylene and calcium-deficient hydroxyapatite
title Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
spellingShingle Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
Colonese, André
High density polyethylene
Calcium-deficient hydroxyapatite
Kinetics
Crystallization
Non-isothermal
Osawa method
Mo method
Polietileno
Hidroxiapatita
Materiais
Polimeros - Propriedades mecânicas
Cristalização
Compositos poliméricos
Cinética
Não isotérmico
Método de Osawa
Método de Mo
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
title_full Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
title_fullStr Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
title_full_unstemmed Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
title_sort Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio
author Colonese, André
author_facet Colonese, André
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Andrade, Mônica Calixto de
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4303756562067099
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Costa, Helson Moreira da
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8141875611393566
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Silva, Ana Lúcia Nazareth da
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5162297431633790
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Barros, Iuri Bezerra de
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7274851313427808
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1039401421371509
dc.contributor.author.fl_str_mv Colonese, André
contributor_str_mv Andrade, Mônica Calixto de
Costa, Helson Moreira da
Silva, Ana Lúcia Nazareth da
Barros, Iuri Bezerra de
dc.subject.eng.fl_str_mv High density polyethylene
Calcium-deficient hydroxyapatite
Kinetics
Crystallization
Non-isothermal
Osawa method
Mo method
topic High density polyethylene
Calcium-deficient hydroxyapatite
Kinetics
Crystallization
Non-isothermal
Osawa method
Mo method
Polietileno
Hidroxiapatita
Materiais
Polimeros - Propriedades mecânicas
Cristalização
Compositos poliméricos
Cinética
Não isotérmico
Método de Osawa
Método de Mo
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.subject.por.fl_str_mv Polietileno
Hidroxiapatita
Materiais
Polimeros - Propriedades mecânicas
Cristalização
Compositos poliméricos
Cinética
Não isotérmico
Método de Osawa
Método de Mo
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description In this work, composites of high density polyethylene HDPE with calciumdeficient hydroxyapatite were synthesized in order to obtain materials with good mechanical properties and bioactivity. The addition of calcium-deficient hydroxyapatite resulted in an increase in elastic modulus (high rigidity), lower impact resistance and lower HDPE crystallinity degree, promoting, in these materials, a higher bioactivity. Scanning thermal analysis (non-isothermal system) was carried out by differential scanning calorimetry (DSC), and it was evaluated the calcium phosphate content added and the screw speed in the processing. In non-isothermal crystallization studies it was observed a decrease in crystallization temperature as the cooling rate was increased for all produced materials. The activation energy of crystallization was evaluated by Kissinger and Ozawa methods. The sample with 5 wt.% of calcium-deficient hydroxyapatite and processed at 200 rpm screw speed showed the lower value of activation energy (262 kJ/mol) and the lower deviation from linearity. Calcium-deficient hydroxyapatite does not promote the crystallization process due to the high activation energy determined by the described methods. Probably the screw speed promotes the dispersion of the filler in the HDPE matrix and hinders the crystallization process. Correlation coefficients in Osawa-Avrami method indicated loss in the linear correlation. These losses might be associated with a small percentage of secundary crystallization and/or the temperatures chosen to determine the crystallization rate. The parameters obteined from Mo method, the lower percentages of crystallization showed a great deviation from linearity, with correlation coefficient much smaller than 1, when increasing the percentage of crystallization, the deviation from linearity decreases, getting closer to 1.The results of Mo and Osawa-Avrami models were not able to set the kinetic behavior of the materials produced in this study.
publishDate 2015
dc.date.available.fl_str_mv 2015-05-08
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-02-09
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-05T18:30:38Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv COLONESE, André. Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8014
identifier_str_mv COLONESE, André. Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2015.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8014
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/8014/1/Dissertacao_AndreColonese.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 52c7d1f9f01068a57e4c84b7f5bb9bb5
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728632686575616