Abstract: Neste trabalho foram avaliadas propriedades térmicas de soldas em aço inoxidável duplex UNS32304 observando a influência do processo de soldagem GTAW pulsado sobre as características estruturais desse material. Este aço apresenta-se como material candidato a revestimento externo dos receptáculos de contenção para transporte de substâncias que sejam fontes de alta radioatividade, em especial 99Mo, com atividade acima de 0,6 TBq (16,2 Ci). O transporte de radiofármacos é definido pela norma CNEN NE-5.01 que exige um embalado com requisitos de segurança determinados pela resistência mecânica ao impacto, baixa fadiga térmica e resistência à corrosão já conferida pela grade duplex UNS S32304. Chapas de 1,8 mm de aço inoxidável duplex foram soldadas pelo processo GTAW variando os gases de proteção entre Ar puro e Ar + 2%N2 sem metal de adição. Os ciclos térmicos de soldagem foram estudados por um sistema de termopares tipo K e S fixados próximos à linha de soldagem. A distribuição de temperatura ao longo do cordão de solda foi determinada alcançando valores dentro do intervalo de transformação de fase desse material. Através de uma avaliação quantitativa e semiquantitativa de elementos foi calculada a relação Creq/Nieq para os grãos de ferrita, austenita e austenita secundária da zona solidificada, ZAC e metal de base. Mapeamentos e perfis transversais de cromo, níquel e nitrogênio foram gerados por microssonda eletrônica mostrando as alterações desse elemento devido os ciclos térmicos de soldagem obtidos. A adição de 2% de N2 no gás de proteção provocou maior formação de austenita na zona solidificada quando comparada com a soldagem sem adição de N2, sendo a atmosfera mais adequada para soldagem em aços inoxidáveis duplex. Além disso, essa mistura de gases provocou leve aumento da dureza na zona solidificada. As propriedades termofísicas foram estudadas por método de flash de laser (MFL) utilizado para a determinação da difusividade térmica do material na direção da espessura e o calor específico da zona solidificada foi obtido via análises térmicas por calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram obtidas medidas de porosidades e massa específica da zona solidificada e comparada com o metal de base e metal como recebido. Com estas informações foi possível avaliar a condutividade térmica do material pós processo de soldagem. O aumento da condutividade térmica foi encontrado para ambas as amostras soldadas e sugerem correlação com aumento da fase ferrítica e a diminuição da porosidade também observadas para zona solidificada.

Palavras-Chave: gas tungsten-arc welding; stainless steels; thermodynamic properties; physical properties; transport; packaging; radiopharmaceuticals; impact parameter; mechanical properties; resistance welding; calorimetry; differential thermal analysis; materials testing; performance; safety standards; radiation protection

BETINI, EVANDRO G. Avaliação das propriedades estruturais e térmicas de soldas realizadas em aço inoxidável duplex para aplicação em embalado para o transporte de substâncias radioativas. Orientador: Jesualdo Luiz Rossi. 2019. 128 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-04112019-113030. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30493. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No presente trabalho foram estudadas as propriedades mecâncias (resistência à tração e porcentagem de alongamento na ruptura e resistência à perfuração), propriedades ópticas, permeabilidade ao gás oxigênio e ao vapor d\'água, migração total em simulante aquoso (ácido acético 3%) e gorduroso (n- heptano), e a formação de produtos voláteis da radiólise, com vistas à avaliar o efeito da radiação ionizante (raios gama e feixe de elétrons) em filmes flexíveis mono e multicamadas comerciais, fabricados no Brasil para a indústria de produtos cárneos. Os filmes estudados foram: um monocamada de polietileno de baixa densidade (LDPE) e um multicamadas coextrusado composto de polietileno de baixa densidade (LDPE), copolímero de etileno e álcool vinílico (EVOH) e poliamida (PA), ou seja, a estrutura: LDPE/EVOH/PA. As irradiações foram realizadas em uma fonte de 60Co do tipo Gammacell e em um acelerador de elétrons do tipo eletrostático (l,5MeV), com doses de até 30 kGy, na temperatura ambiente e presença de ar. As alterações nas propriedades foram avaliadas de acordo com a dose de radiação aplicada, oito dias após a irradiação e novamente, dois a três meses após a irradiação. Os resultados mostraram que as reações de cisão predominaram sobre as reações de reticulação para ambos os filmes estudados, irradiados com raios gama ou com feixe de elétrons. As variações observadas em função da irradiação, nas propriedades avaliadas não limitam a aplicação final desses filmes, uma vez que não ultrapassaram o limite de segurança especificado pelo fabricante em nenhuma dose e período em que foram estudadas. Concluiu-se que os filmes estudados podem ser utilizados, sob o ponto de vista das propriedades avaliadas, como embalagens para produtos pasteurizáveis por radiação e radioesterilizáveis usando irradiadores gama ou aceleradores de elétrons, nas doses de radiação estudadas.

Palavras-Chave: packaging; food; ionizing radiations; polymers; mechanical properties; polyethylenes; tensile properties; gamma radiation; radiation effects; materials testing; films; ultraviolet spectra; electron beams; organic polymers; acetic acid

MOURA, ESPERIDIANA A.B. de. Avaliação do desempenho de embalagens para alimentos quando submetidas a tratamento por radiação ionizante. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. 2006. 134 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2006.tde-22032012-172658. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11427. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O alto nível de poluição gerado pelo descarte inadequado de materiais poliméricos vem motivando pesquisas por sistemas e técnicas ambientalmente corretos, tais como a aplicação de polímeros biodegradáveis e a substituição dos sistemas de pintura à base de solventes por aqueles com alto teor de sólidos, à base de água ou, praticamente isentos de compostos orgânicos voláteis (VOCs) e curáveis por radiação. Todavia, os revestimentos poliméricos curados são insolúveis e infusíveis, aumentando o grau de complexidade do seu reprocessamento, da sua reciclagem e da degradação desejável. Assim, este trabalho apresenta, como objeto de contribuição científica, a obtenção de tintas modificadas com agentes pró-degradantes, curadas por reações químicas induzidas por radiação ultravioleta ou feixe de elétrons (UV/EB), para impressão em embalagens plásticas, biodegradáveis ou não, para produtos de baixa vida útil. Foram estudadas combinações de seis revestimentos, sendo um verniz não pigmentado e cinco tintas nas cores amarela, azul, branca, preta e vermelha; três agentes pró-degradantes (estearatos de cobalto, cério e manganês), cinco substratos poliméricos (Ecobras®, polietileno de baixa densidade e suas respectivas modificações com os agentes pró-degradantes). Os revestimentos foram aplicados nos substratos e curados por radiação UV ou EB, resultando em 180 amostras. Estes materiais foram, então, expostos ao envelhecimento acelerado em câmara tipo QUV e à compostagem em ambiente natural. De modo a se compreender o efeito dos revestimentos poliméricos no processo de degradação das amostras, foram selecionadas aquelas com valores extremos de grau de conversão, a saber: amarela e preta, as quais foram expostas à compostagem em ambiente controlado via respirometria, reduzindo de 180 para 16 o número de amostras. O composto orgânico gerado pelo processo de biodegradação foi analisado por testes de ecotoxicidade. Foi observado que a camada de revestimento atua como barreira que inibe a degradação do plástico quando exposto às intempéries. Adicionalmente, constatou-se que quanto maior o grau de conversão das formulações pigmentadas pastosas em sólidas durante a cura por radiação ultravioleta, maior foi sua mineralização em ambiente de compostagem. As amostras curadas por EB apresentaram menor taxa de biodegradação do que as curadas por UV. Isso se deu em virtude da rede de ligações cruzadas entre as cadeias poliméticas, geradas na cura por EB. A adição dos agentes pró-degradantes promoveu uma aceleração no processo de degradação, ocasionando, inclusive, a migração do íon metálico para o meio, porém sem afetar a qualidade do meio de compostagem.

Palavras-Chave: packaging; plastics; inks; ultraviolet radiation; radiation curing; coatings; biodegradation; toxicity; environmental impacts

BARDI, MARCELO A.G. Avaliação do impacto ambiental gerado por tintas gráficas curadas por radiação ultravioleta ou feixe de elétrons em materiais para embalagens plásticas convencionais ou biodegradáveis pós-consumo. Orientador: Luci Diva Brocardo Machado. 2014. 338 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-17032015-101014. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23653. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As pragas de produtos armazenados constituem um problema para o homem, depreciando produtos e causando prejuízos econômicos. Dentre estas pragas temos o Lasioderma serricorne (F. 1792), Sitophilus zeamais (M. 1855) e Plodia interpunctella (H. 1813) conhecidos por infestar produtos armazenados como: grãos, farelos, farinhas, café, fumo, frutas secas e especiarias. Essas pragas perfuram e adentram as embalagens, ovipositando sobre o substrato. Neste contexto a embalagem desempenha um papel fundamental, impedindo o contato e proliferação de pragas no produto acondicionado. Assim, para proteger o produto acondicionado e prolongar a sua vidaútil a embalagem deve apresentar boa resistência mecânica à tração e à perfuração, boa selabilidade, boas propriedades de barreira e não transferir odores nem sabores estranhos ao produto acondicionado. A radiação ionizante pode causar mudanças estruturais nos materiais poliméricos de embalagens, essas mudanças são causadas pelos processos de cisão e reticulação das cadeias poliméricas. Estes são processos concorrentes e a predominância de um sobre o outro depende da estrutura química do polímero, das condições da irradiação e de fatores específicos do material que irá absorver a energia. Este trabalho teve o objetivo de avaliar as mudanças nas propriedades mecânicas de estruturas de embalagem utilizadas para armazenar granola, barra de cereais e macarrão, bem como suas resistências a perfuração por L. serricorne, P. interpunctella e S. zeamais, quando submetidas a radiação por feixe de elétrons. Na metodologia foram utilizadas cinco estruturas de embalagem comercialmente utilizadas para armazenar granola, barra de cereais e macarrão compostas por (Polipropileno bi-orientado metalizado/Polipropileno bi-orientado coextrusado - BOPPmet/BOPP 50 &mu;m), (Polipropileno bi-orientado/Polipropileno - BOPP/PP 50 &mu;m), Poli(tereftalato de etileno) metalizado/Polipropileno bi-orientado coextrusado - PETmet/BOPP 32 &mu;m), Poli(tereftalato de etileno)/Polipropileno - PET/PP1 72 &mu;m) e Poli(tereftalato de etileno)/Polipropileno - PET/PP2 32 &mu;m). As estruturas de embalagens foram submetidas à doses de radiação entre 0, 10, 20 e 60 kGy, em um acelerador de elétrons de 1,5 MeV, 25 mA e 37,5 kW, à taxa de dose de 11,22 kGy/s, temperatura ambiente e presença de ar. Oito dias, 2 meses e 6 meses após as irradiações foram realizados ensaios mecânicos de resistência a tração e elongação na ruptura, resistência da selagem e resistência à perfuração, todos com base nas suas respectivas normas ASTM [35]. Os ensaios de perfuração por insetos foram realizados em sala climatizada, onde amostras irradiadas nas doses de 0, 10, 20 e 60 kGy foram seladas contendo 40 g de granola, 40 g de macarrão e barra de cereais em número de nove por ensaio, e divididas igualmente em três caixas plásticas teladas por dose estudada. Em cada caixa foram adicionados 20 adultos de cada inseto em por 60 dias, quando as embalagens foram avaliadas para verificação de possíveis perfurações. As diferenças entre os resultados das amostras foram estatisticamente avaliados pelo método ANOVA (p<0,05). Os resultados mostraram que quanto à resistência a perfuração por L. serricorne, P. interpunctella e S. zeamais as estruturas poliméricas avaliadas apresentaram baixa resistência à perfuração por insetos antes e após o tratamento. BOPPmet/BOPP (50 &mu;m), PETmet/BOPP (32 &mu;m), PET/PP1 (72 &mu;m) e PET/PP2 (32 &mu;m) apresentaram perdas significativas nas estruturas nas propriedades mecânicas estudadas. O BOPP/PP (50 &mu;m) apresentou o melhor conjunto de respostas nas propriedades mecânicas ao tratamento por radiação com feixe de elétrons em doses de até 10 kGy. Dentre as propriedades mecânicas avaliadas a selagem foi a mais afetada pela radiação ionizante, tendo apresentado, em geral, perdas crescentes com a dose de radiação.

Palavras-Chave: packaging; food; plastics; mechanical properties; ionizing radiations; electron beams

ALVES, JULIANA N. Avaliação dos efeitos da radiação por feixe de elétrons na resistência de embalagens a Lasioderma serricorne, Plodia interpunctella e sitophilus zeamais. Orientador: Valter Arthur. 2011. 89 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-26012012-105009. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10046. Acesso em: $DATA.

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