Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-19T14:40:22Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Arnulfo Zuniga Argote - 2015.pdf: 631746 bytes, checksum: 0d49f26d4f922ddd70836a2024ad5850 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-19T14:50:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Arnulfo Zuniga Argote - 2015.pdf: 631746 bytes, checksum: 0d49f26d4f922ddd70836a2024ad5850 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-19T14:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Arnulfo Zuniga Argote - 2015.pdf: 631746 bytes, checksum: 0d49f26d4f922ddd70836a2024ad5850 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work we refer to the study of a geometric invariant surfaces immersed in Euclidean 3-dimensional sphere S3. Such invariant, known as angle contact, is the complementary angle between the distribution of contact d and the tangent space of the surface. Montes and Verderesi [22] characterized the minimal surfaces in S3 with constant contact angle and Almeida, Brazil and Montes [4] studied some properties of immersed constant mean curvature into a round sphere S3 with constant contact angle. The our aim of this work is to deduce a general formula involving the Gaussian curvature, the mean curvature and the contact angle of surfaces immersed in Euclidean sphere 3-dimensional, which shows that the surface is flat if the contact angle is constant. Moreover, we deduce that the Clifford tori are the unique compact surfaces with constant mean curvature having such propriety. Keywords / Neste trabalho nos referimos ao estudo de um invariante geométrico de superfícies imersas na esfera Euclidiana 3-dimensional S3. Tal invariante, conhecido como ângulo de contato, é o complementar do ângulo entre a distribuição de contato d e o espaço tangente da superfície. Montes e Verderesi [22] caracterizaram as superfícies mínimas em S3 com ângulo de contato constante e Almeida, Brasil e Montes [4] estudaram algumas propriedades de superfícies imersas com curvatura média e ângulo de contato constantes em S3. Nosso objetivo será apresentar uma relação entre a curvatura Gaussiana, a curvatura média e o ângulo de contato de superfícies imersas na esfera Euclidiana 3-dimensional, a qual permite concluir que a superfície é plana se o ângulo de contato for constante. Além disso, concluiremos que o toro de Clifford é a única superfície compacta com curvatura média constante tendo tal propriedade.

Pigmentary titanium dioxide (TiO2) is the most important white pigment used in several industries, including those that manufacture plastic, coatings and paper. To achieve maximum efficiency in light scattering and to deliver the required opacity to the medium in which the TiO2 is present, the TiO2 particles must be fully dispersed throughout this medium. The particle dispersion in a cured, dry, or solid medium depends on the dispersion efficiency in the wet state, which depends on the effectiveness of the deagglomeration process. Based on the existing technical knowledge, the objective of this study is to investigate fundamental aspects in the dispersion process and to understand the effect of these processes on the required energy to deagglomerate pigmentary TiO2 particles in water. The fundamental aspects of particle wetting, dispersion and stability are reviewed as well as the theories of the tensile strength of agglomerates, particle roughness and liquid surface tension and viscosity. Although liquid surface tension and viscosity are the main factors that influence deagglomeration, some particle-related properties (particle radius, particle shape factor, agglomerate pore volume and specific surface area) play an important role in wetting behavior. The maximum mass of water adsorbed by the agglomerates is proportional to the liquid surface tension. The liquid adsorption rate is a function of the ratio between the liquid and solid surface tensions as well as the shape factor. In the present study, for any shape factor value, the lower the liquid surface energy is in relation to the solid surface tension, the larger the water adsorption rate. After characterizing the particles, the agglomerates and the liquid medium, and obtaining correlations between all properties and the energy to achieve maximum dispersion, a predictive model is proposed to describe the influence of liquid surface tension and the particle roughness on the energy required to produce liquid dispersions with minimum particle size. This model applies to different particles with similar surfaces and to particles with different surfaces but similar sizes. / Dióxido de titânio é o pigmento branco mais importante de diversas indústrias incluindo as de tintas, plásticos e papel. Para atingir sua máxima eficiência no espalhamento de luz, prover a opacidade requerida ao meio em que se encontra presente, as partículas devem estar completamente dispersas neste meio. A dispersão no meio sólido, seco ou curado dependerá da eficiência de dispersão no estado úmido, a eficiência da dispersão no estado úmido dependerá de quão efetivo foi o processo de desaglomeração. O objetivo deste trabalho é compreender como as propriedades do líquido e do sólido impactam a energia requerida para desaglomerar às partículas de dióxido de titânio pigmentário em um meio líquido. As teorias de umectação de partículas, dispersão e estabilidade foram revisadas assim como as teorias de tensão de coesão de aglomerados, rugosidade da partícula e viscosidade e tensão superficial de líquidos. O objetivo destas revisões foi determinar os fatores que influenciam o processo de desaglomeração e a energia requerida para que isso ocorra. Apesar das propriedades do líquido serem os principais fatores que influenciam o processo de desaglomeração (viscosidade e tensão superficial do líquido), as propriedades da partícula, ainda que sempre associadas a propriedades do líquido, desempenham um papel importante no comportamento de umectação (raio da partícula, rugosidade, volume dos poros do aglomerado e área superficial específica). Após a caracterização das propriedades das partículas, dos aglomerados e do meio, e analisar as correlações entre as propriedades e a energia necessária para atingir o máximo da dispersão um modelo preditivo foi desenvolvido para descrever a influencia da tensão superficial e da rugosidade na energia necessária para atingir o tamanho de partícula mínimo. Este modelo se aplica a diferentes partículas com superfícies similares e partículas com superfícies diferentes com tamanhos similares.

Um método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentados / An arbitrary lagrangian-eulerian finite element method to solve surface tension dominated flows is presented. Such flows are important in many applications, particularly in capillary channels, that appear in microscale flows. The resolution of such flows presents several challenges that are addressed in this work. The flow is solved only in the liquid phase, and proper boundary conditions are applied on the free-surface, bounding the liquid and gas, which is explicitly represented by vertices and edges of the computational mesh. The mesh is moved and deformed, but its quality is kept under control in order to control errors in the numerical solution. The Navier-Stokes equations are discretized by standard Galerkin finite element method in an arbitrary reference. Details of the computation of surface tension and contact line effects are presented. The methodology is validated for a number of simple test cases against known pseudo-analytical solutions, and numerical results are presented, showing the robustness and accuracy of the methodology. Finally, some results about surface-tension-driven flows in capillaries are presented

Determinações de tensão superficial (γ) na interface ar-água e espessuras médias elipsométricas in situ (d), foram usadas para estudar as interações entre dispersões de lípides (em forma de bicamadas) e filmes de poliestireno sulfato produzidos por revestimento rotacional sobre placas de óxido de silício. A adição de NaCl para uma concentração final de 50 mM em uma dispersão de 0.2 mM de lípide catiônico sintético produziu instantaneamente uma camada de 6 nm de espessura que permaneceu estável com o tempo, indicando uma cinética de adsorção muito rápida, determinada possivelmente, pela atração hidrofóbica entre defeitos sobre a bicamada, induzidos pelo sal, e a superfície do filme. Contudo, em água a adsorção de DODAB cresceu monotonicamente alcançando no máximo uma espessura de 1.6-1.8 nm (após 15 horas de interação) em função do tempo, a qual não foi consistente com deposição de bicamada. Nos estágios iniciais em água pura, a adsorção do anfifílico aumentou linearmente com a raiz quadrada do tempo, mostrando um processo controlado por difusão de vesículas, com coeficiente de difusão(D), aproximadamente igual a 1.0 x 10-11 m22s-1 em boa aproximação com valores determinados para vesículas de outros lípides por outros autores. Medidas elipsométricas sob o ar (ex- situ) de adsorção de DODAB, DHP e PC foram difíceis de realizar devido ao aumento da espessura média do filme polimérico durante o ciclo de lavagem e secagem. Na faixa de concentração de 0.1- 1.0 mM o filme adsorvido de DODAB em ar foi mais hidrofóbico (ângulo de contato de avanço ΘA= 84° ± 3°) do que aquele para o filme puro de polímero (ΘA=71 ° ± 4°). Nenhum efeito do filme de DHP sobre a molhabilidade do filme de PSA foi observado, apenas um aumento de rugosidade revelado pela mudança em ΔΘ de 2° para 11° (tabela 3). Filmes planos de PSA são hidrofóbicos(ΘA= 86° ± 5°). Após interação com PC, as superfícies tornam-se menos hidrofóbicas (ΘA= 75° ± 3°). A tensão superficial em ar-água para uma dispersão lipídica em água pura diminuiu rapidamente sob adição de sal (7-50 mM de NaCl), sugerindo a ocorrência de fusão de vesículas, induzida por sal, com a interface ar-água.O estudo da interação entre sais de DODA e partículas poliméricas por medidas de tamanho e potencial-zeta das partículas permitiu observar deposição de bicamadas optimizada por adição de sal a baixas concentrações (0.05-5.0 mM NaCl). / Determinations of surface tension (γ) at the air--water interface, contact angles (Θ), and in and ex-situ ellipsometric mean thickness (d) were used to study the interaction between dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) small vesicles and spin-coated polystyrene sulfate (PSS) films on silicon wafers. Upon the adition of NaCl (50 mM final concentration) to a 0.2 mM DODAB dispersion, adsorption from vesicles on PSS films immediatly yielded a DODAB layer 6.0 nm thick which remained stable as a function of time. However, in water, in situ DODAB adsorption monotonically increased reaching at most 1.6--1.8 nm as a function of time (from 15 mm of interaction), which were not values consistent with bilayer deposition. At early stages in pure water, DODAB adsorption linearly increased with the square root of time, indicating a vesicle difision controlled process with ca. 1.0 x 10-11 m2s-1 as the vesicle diffusion coeficient (D) in nice agreement with reported D for similar vesicles. In contrast, adding 50 mM salt, resulted in a very fast adsorption kinetics determined by the hydrophobic atraction between salt-induced defects on lhe bilayer and the film surface. Ex situ measurements of DODAB, DHP e PC adsorption were difficult because wetting/drying cycles of the polimeric fiIms increased its mean thickness. From 0.1 up to 1.0 mM DODAB, the adsorbed film in air was more hydrophobic (advancing contact angle, ΘA = 84 ± 3°) than the bare PSS film (ΘA = 71 ± 4°). No effect of DHP film on the wettability of PSA film could be observed, just a increase of rougness revealed by the change of ΔΘ from2° to 11°( table 3). Pure PSA films are hydrophobic, as revealed by the mean advancing angle ΘA = 86 ± 5°. After interaction with PC, the surfaces turn less hydrophobic with a mean ΘA = 75 ± 3°. Air-water surface tension for a DODAB dispersion in pure water rapidly decreased upon salt addition (7-50 mM NaCI), suggesting salt-induced vesicle fusion wilh the air--water interface occurred, in nice agreement with saIt-induced vesicle fusion at the hydrophobic polymer-water surface.The investigation of the interaction between DODA salts and polymeric particles from diameter and zeta- potential measurements, allowed us to detect bilayer deposition optimized by salt adition in low concentration(0.05-5.0 mM NaCl).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to investigate chemical, physical, mechanical and surface properties of Eucalyptus grandis and Eucalyptus cloeziana wood subjected to different treatments of freezing and heat. To achieve this, six trees for each specie were used to prepare sample for each mechanical test. The samples were subjected to six thermal treatments. Freezing treatment was performed in a horizontal freezer at -22 ± 2°C for 72 hours, while heat treatment was performed using an oven with force air circulation at 180 and 200 ± 1°C for 3.5 hours. Sampling to perform chemical, physical and surface tests were obtained from samples used in mechanical characterization of wood. Chemical changes were evaluated quantitatively through wet process and qualitatively through infrared spectroscopy (ATR-IR). Physical properties evaluated were: weight loss, specific gravity, equilibrium moisture content, dimensional stability and hygroscopicity of wood. Mechanical evaluation was performed through static bending, impact strength, compression parallel to fibers and Janka hardness. Color and wettability of wood were evaluated using colorimetry and contact angle techniques, respectively. The main findings showed that freezing slightly affected the chemical properties of wood, in which the main changes were found in heat treatments, mainly at 200°C. Freezing improve in weight and equilibrium moisture content of wood, while heat treatment caused weight loss and decrease of equilibrium moisture content of wood. Both heat treatments improved dimensional stability of wood, however when freezing and heat was performed in a combination, they did not showed the best results. Regarding the hygroscopicity of wood, results obtained in heat treatment at 200°C should be highlighted. On the other hand, freezing treatment increased absorption of water. In general, freezing reduced mechanical properties of wood. Heat treatments increased stiffness at static bending and strength at compression parallel to fibers of wood however was responsible for reduction in other mechanical properties. Color of wood was affected mainly for heat treatments, in which a darkening of surface was observed and quantified by decrease of parameter L*. Wettability of wood slightly decreased after heat treatments. Influence of freezing on wettability of wood was related to the natural characteristic of wood from species studied because they did not showed a defined tendency. Therefore, it is believed that treatments performed in this study changed significantly the technological properties of wood. / O presente estudo teve como objetivos investigar as propriedades químicas, físicas, mecânicas e superficiais da madeira de Eucalyptus grandis e Eucalyptus cloeziana submetida a diferentes tratamentos de congelamento e termorretificação. Para tanto, foram confeccionados, a partir de seis árvores de cada espécie, corpos de prova para cada ensaio mecânico. Os corpos de prova foram submetidos a seis tratamentos térmicos. O congelamento foi realizado em um freezer horizontal sob condições de temperatura e tempo de -22 ± 2°C durante 72 horas, enquanto que a termorretificação foi realizada em uma estufa laboratorial com circulação de ar forçada, à 180 e 200 ± 1°C durante 3,5 horas. A amostragem para realização dos ensaios químicos, físicos e superficiais foram provenientes dos corpos de prova utilizados na caracterização mecânica da madeira. As modificações químicas foram avaliadas quantitativamente em ensaios via úmida e qualitativamente por espectroscopia no infravermelho (ATR-IR). As propriedades físicas avaliadas foram a perda de massa e massa específica, teor de umidade de equilíbrio, estabilidade dimensional e higroscopicidade da madeira. Para avaliação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de flexão estática, flexão dinâmica, compressão paralela e dureza Janka. Também foram avaliadas a colorimetria e molhabilidade da madeira, por meio das técnicas de colorimetria e ângulo de contato. Os principais resultados encontrados mostraram que o congelamento pouco afetou as propriedades químicas da madeira, sendo as principais alterações oriundas do processo de termorretificação, principalmente a 200°C. O congelamento causou acréscimos na massa e no teor de umidade de equilíbrio da madeira, enquanto que a termorretificação ocasionou a perda de massa e redução do teor de umidade de equilíbrio. Os dois tratamentos térmicos causaram melhoria na estabilidade dimensional, entretanto, quando combinados, não apresentaram os melhores resultados. Para a higroscopicidade destacam-se os resultados obtidos na termorretificação a 200°C, por outro lado, o congelamento aumentou a absorção de água. De maneira geral, o congelamento causou redução nas propriedades mecânicas da madeira. A termorretificação causou aumento na rigidez a flexão estática e resistência a compressão paralela e redução nas demais propriedades mecânicas. A coloração da madeira foi afetada principalmente pela termorretificação, em que ocorreu um escurecimento superficial, quantificado pelo decréscimo do parâmetro de claridade L*. A molhabilidade da madeira diminuiu sensivelmente após a realização dos tratamentos de termorretificação. A influência do congelamento sobre a molhabilidade foi atribuída a características naturais da madeira das espécies estudadas, sem apresentar tendência definida. Dessa forma, verificou-se que os tratamentos realizados alteraram significativamente as propriedades tecnológicas da madeira.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-17T17:43:21Z No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Karina_2015.pdf: 7918406 bytes, checksum: 5c7eded70cc8a9dd00ce5c1b2d70d846 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-17T17:43:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Karina_2015.pdf: 7918406 bytes, checksum: 5c7eded70cc8a9dd00ce5c1b2d70d846 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-17T17:43:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Karina_2015.pdf: 7918406 bytes, checksum: 5c7eded70cc8a9dd00ce5c1b2d70d846 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-17T17:43:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Karina_2015.pdf: 7918406 bytes, checksum: 5c7eded70cc8a9dd00ce5c1b2d70d846 (MD5) Previous issue date: 2015-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this study, the wettability of porous anodic alumina (PAA) surfaces modified by plasma was investigated. The porous anodic alumina films were grown on aluminum substrate using a two step anodization procedure in oxalic acid solution under potentiostatic regime. The surfaces of PAA films were modified by plasma treatment or plasma deposition techniques. Prior to surface modification, the impurities were removed by a plasma cleaning procedure. Oxygen was used in plasma treatment in order to produce hydrophilic surfaces. On the other hand, the plasma deposition (in HMDSO or HMDSO + argon mixture) was performed to produce hydrophobic surfaces or less hydrophilic surface. Electropolished aluminum without PAA film were used as reference. The influence of substrate morphology on wettability was analyzed. The morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). The microstructural analysis was carried out using Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). A goniometer was used to measure the contact angle and evaluate the wettability of electroplished aluminum and PAA films. The results showed that the wettability of the samples was affect by chemical interactions of functional groups on the surface deposited after plasma treatment. The effect of the porous surface morphology on wettability was not significant compared to the plasma treated films with new chemical interactions effects. / Neste trabalho foram investigadas as propriedades de molhabilidade das superfícies nanoestruturadas da alumina anódica porosa (AAP) modificadas por plasma. Os filmes de AAP foram produzidos sobre substrato de alumínio pelo método de anodização potenciostática em duas etapas em solução de ácido oxálico. Após a fabricação, as amostras foram submetidas a um tratamento a plasma (com oxigênio) ou a deposição a plasma (em HMDSO ou em uma mistura de HMDSO e argônio). Antes das modificações das superfícies, removeram-se as impurezas das amostras através de técnicas de limpeza a plasma. No tratamento a plasma, o gás oxigênio foi utilizado para a obtenção de superfícies hidrofílicas. Por outro lado, para tornar a superfície hidrofóbica ou menos hidrofílica, foram feitas duas séries de deposição a plasma, uma contendo uma mistura de argônio e HMDSO e outra série somente com HMDSO. O tratamento ou deposição a plasma também foram feitas em amostras de alumínio eletropolido, sem a camada de AAP, a fim de verificar a influência morfológica do substrato na molhabilidade. A caracterização morfológica dos filmes de AAP foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde foi verificada a formação dos poros na superfície. A caracterização microestrutural foi feita por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) com o objetivo de verificar as alterações químicas na superfície. A molhabilidade foi analisada utilizando um goniômetro, equipamento que realiza medição direta do ângulo de contato. Os resultados mostram que a molhabilidade da superfície é afetada por interações químicas dos grupos funcionais na superfície dos filmes. Por outro lado, o efeito da morfologia sobre a molhabilidade da superfície não é significativo nas condições estudadas.

Determinações de tensão superficial (γ) na interface ar-água e espessuras médias elipsométricas in situ (d), foram usadas para estudar as interações entre dispersões de lípides (em forma de bicamadas) e filmes de poliestireno sulfato produzidos por revestimento rotacional sobre placas de óxido de silício. A adição de NaCl para uma concentração final de 50 mM em uma dispersão de 0.2 mM de lípide catiônico sintético produziu instantaneamente uma camada de 6 nm de espessura que permaneceu estável com o tempo, indicando uma cinética de adsorção muito rápida, determinada possivelmente, pela atração hidrofóbica entre defeitos sobre a bicamada, induzidos pelo sal, e a superfície do filme. Contudo, em água a adsorção de DODAB cresceu monotonicamente alcançando no máximo uma espessura de 1.6-1.8 nm (após 15 horas de interação) em função do tempo, a qual não foi consistente com deposição de bicamada. Nos estágios iniciais em água pura, a adsorção do anfifílico aumentou linearmente com a raiz quadrada do tempo, mostrando um processo controlado por difusão de vesículas, com coeficiente de difusão(D), aproximadamente igual a 1.0 x 10-11 m22s-1 em boa aproximação com valores determinados para vesículas de outros lípides por outros autores. Medidas elipsométricas sob o ar (ex- situ) de adsorção de DODAB, DHP e PC foram difíceis de realizar devido ao aumento da espessura média do filme polimérico durante o ciclo de lavagem e secagem. Na faixa de concentração de 0.1- 1.0 mM o filme adsorvido de DODAB em ar foi mais hidrofóbico (ângulo de contato de avanço ΘA= 84° ± 3°) do que aquele para o filme puro de polímero (ΘA=71 ° ± 4°). Nenhum efeito do filme de DHP sobre a molhabilidade do filme de PSA foi observado, apenas um aumento de rugosidade revelado pela mudança em ΔΘ de 2° para 11° (tabela 3). Filmes planos de PSA são hidrofóbicos(ΘA= 86° ± 5°). Após interação com PC, as superfícies tornam-se menos hidrofóbicas (ΘA= 75° ± 3°). A tensão superficial em ar-água para uma dispersão lipídica em água pura diminuiu rapidamente sob adição de sal (7-50 mM de NaCl), sugerindo a ocorrência de fusão de vesículas, induzida por sal, com a interface ar-água.O estudo da interação entre sais de DODA e partículas poliméricas por medidas de tamanho e potencial-zeta das partículas permitiu observar deposição de bicamadas optimizada por adição de sal a baixas concentrações (0.05-5.0 mM NaCl). / Determinations of surface tension (γ) at the air--water interface, contact angles (Θ), and in and ex-situ ellipsometric mean thickness (d) were used to study the interaction between dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) small vesicles and spin-coated polystyrene sulfate (PSS) films on silicon wafers. Upon the adition of NaCl (50 mM final concentration) to a 0.2 mM DODAB dispersion, adsorption from vesicles on PSS films immediatly yielded a DODAB layer 6.0 nm thick which remained stable as a function of time. However, in water, in situ DODAB adsorption monotonically increased reaching at most 1.6--1.8 nm as a function of time (from 15 mm of interaction), which were not values consistent with bilayer deposition. At early stages in pure water, DODAB adsorption linearly increased with the square root of time, indicating a vesicle difision controlled process with ca. 1.0 x 10-11 m2s-1 as the vesicle diffusion coeficient (D) in nice agreement with reported D for similar vesicles. In contrast, adding 50 mM salt, resulted in a very fast adsorption kinetics determined by the hydrophobic atraction between salt-induced defects on lhe bilayer and the film surface. Ex situ measurements of DODAB, DHP e PC adsorption were difficult because wetting/drying cycles of the polimeric fiIms increased its mean thickness. From 0.1 up to 1.0 mM DODAB, the adsorbed film in air was more hydrophobic (advancing contact angle, ΘA = 84 ± 3°) than the bare PSS film (ΘA = 71 ± 4°). No effect of DHP film on the wettability of PSA film could be observed, just a increase of rougness revealed by the change of ΔΘ from2° to 11°( table 3). Pure PSA films are hydrophobic, as revealed by the mean advancing angle ΘA = 86 ± 5°. After interaction with PC, the surfaces turn less hydrophobic with a mean ΘA = 75 ± 3°. Air-water surface tension for a DODAB dispersion in pure water rapidly decreased upon salt addition (7-50 mM NaCI), suggesting salt-induced vesicle fusion wilh the air--water interface occurred, in nice agreement with saIt-induced vesicle fusion at the hydrophobic polymer-water surface.The investigation of the interaction between DODA salts and polymeric particles from diameter and zeta- potential measurements, allowed us to detect bilayer deposition optimized by salt adition in low concentration(0.05-5.0 mM NaCl).

Pigmentary titanium dioxide (TiO2) is the most important white pigment used in several industries, including those that manufacture plastic, coatings and paper. To achieve maximum efficiency in light scattering and to deliver the required opacity to the medium in which the TiO2 is present, the TiO2 particles must be fully dispersed throughout this medium. The particle dispersion in a cured, dry, or solid medium depends on the dispersion efficiency in the wet state, which depends on the effectiveness of the deagglomeration process. Based on the existing technical knowledge, the objective of this study is to investigate fundamental aspects in the dispersion process and to understand the effect of these processes on the required energy to deagglomerate pigmentary TiO2 particles in water. The fundamental aspects of particle wetting, dispersion and stability are reviewed as well as the theories of the tensile strength of agglomerates, particle roughness and liquid surface tension and viscosity. Although liquid surface tension and viscosity are the main factors that influence deagglomeration, some particle-related properties (particle radius, particle shape factor, agglomerate pore volume and specific surface area) play an important role in wetting behavior. The maximum mass of water adsorbed by the agglomerates is proportional to the liquid surface tension. The liquid adsorption rate is a function of the ratio between the liquid and solid surface tensions as well as the shape factor. In the present study, for any shape factor value, the lower the liquid surface energy is in relation to the solid surface tension, the larger the water adsorption rate. After characterizing the particles, the agglomerates and the liquid medium, and obtaining correlations between all properties and the energy to achieve maximum dispersion, a predictive model is proposed to describe the influence of liquid surface tension and the particle roughness on the energy required to produce liquid dispersions with minimum particle size. This model applies to different particles with similar surfaces and to particles with different surfaces but similar sizes. / Dióxido de titânio é o pigmento branco mais importante de diversas indústrias incluindo as de tintas, plásticos e papel. Para atingir sua máxima eficiência no espalhamento de luz, prover a opacidade requerida ao meio em que se encontra presente, as partículas devem estar completamente dispersas neste meio. A dispersão no meio sólido, seco ou curado dependerá da eficiência de dispersão no estado úmido, a eficiência da dispersão no estado úmido dependerá de quão efetivo foi o processo de desaglomeração. O objetivo deste trabalho é compreender como as propriedades do líquido e do sólido impactam a energia requerida para desaglomerar às partículas de dióxido de titânio pigmentário em um meio líquido. As teorias de umectação de partículas, dispersão e estabilidade foram revisadas assim como as teorias de tensão de coesão de aglomerados, rugosidade da partícula e viscosidade e tensão superficial de líquidos. O objetivo destas revisões foi determinar os fatores que influenciam o processo de desaglomeração e a energia requerida para que isso ocorra. Apesar das propriedades do líquido serem os principais fatores que influenciam o processo de desaglomeração (viscosidade e tensão superficial do líquido), as propriedades da partícula, ainda que sempre associadas a propriedades do líquido, desempenham um papel importante no comportamento de umectação (raio da partícula, rugosidade, volume dos poros do aglomerado e área superficial específica). Após a caracterização das propriedades das partículas, dos aglomerados e do meio, e analisar as correlações entre as propriedades e a energia necessária para atingir o máximo da dispersão um modelo preditivo foi desenvolvido para descrever a influencia da tensão superficial e da rugosidade na energia necessária para atingir o tamanho de partícula mínimo. Este modelo se aplica a diferentes partículas com superfícies similares e partículas com superfícies diferentes com tamanhos similares.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Ramos Stellin Malagrino.pdf: 4441654 bytes, checksum: 6ca4cb745da024c77c96b57a51ae6f04 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26 / Polycarbonate, an amorphous engineering polymer, has excellent mechanical strength and although it s good chemical resistance, its interaction with some types of alkali and some organic solvents is weak. The main objective of this work was to study the effect of the inclusion of nanometric particle size of natural sodium clay (named Nanolite) and sodium clay treated with quaternary ammonium salt (named Cloisite 15A) in resin processing in order to investigate the variations in chemical properties, transparency and molecular structure. The characterization of nanocomposite was performed using methods of Scanning Electron Microscopy (SEM), Molar Mass Characterization by Mark-Houwink-Sakurada equation, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Melt Flow Rate (MFR), Differential Thermal Analysis (DTA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD) and Chemical Resistance obtained by the contact angle technique / Fowkes method. Optical, thermal, physical and chemical testing indicated that the molecular structure of PC after the inclusion of clays remained unchanged showing no irreversible degradation. The analysis of chemical resistance through the contact angle method showed significant improvement in the surface free energy of the nanocomposites when using the organoclay (Cloisite 15A) and partial improvement when used natural sodium clay (Nanolite). The decrease in surface free energy, indicates a likely improvement in the chemical resistance of the nanocomposites. / O Policarbonato, polímero de engenharia de estrutura amorfa, possui excelente resistência mecânica, e embora possua boa resistência química, deixa a desejar no que se refere ao contato com alguns tipos de álcalis e solventes orgânicos. O objetivo principal deste trabalho foi de estudar comparativamente o efeito da inclusão de partículas nanométricas de argila sódica natural (Nanolite) e argila sódica tratada com sal quaternário de amônio (Cloisite 15A), no processamento da resina a fim de investigar as variações ocorridas nas propriedades químicas e consequentemente, na transparência e estrutura molecular. A caracterização do nanocompósito foi realizada por meio de métodos de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), massa molar calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada, Calorimetria Diferencial por Varredura (DSC), Índice de Fluidez (IF), Análise Térmica Diferencial (DTA), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Resistência Química calculada através da técnica de ângulo de contato / método de Fowkes. Os ensaios óticos, térmicos, físicos e químicos indicaram que a estrutura molecular do PC após a inclusão das argilas permaneceu inalterada, sem degradação irreversível. A análise da resistência química através do método de ângulo de contato apresentou significativa melhora na energia livre superficial dos nanocompósitos quando utilizada a argila organofílica (Cloisite 15A) e, melhora parcial quando utilizada a argila sódica natural (Nanolite). A queda da energia livre superficial, indica que existe uma provável melhora na resistência química dos nanocompósitos.

Um método lagrangeano-euleriano arbitrário para a resolução de escoamentos dominados por tensão superficial é apresentado neste trabalho. Tais escoamentos são importantes em muitas aplicações, especialmente em canais capilares que frequentemente aparecem em escoamentos em microescala. A resolução deste tipo de escoamento apresenta vários desafios que são abordados neste trabalho. O escoamento é resolvido somente para a fase líquida, com condições de contorno apropriadas para a superfície livre que delimita o líquido e o gás, que é representada por arestas e vértices da malha computacional. Esta se move e se deforma, sendo que sua qualidade é mantida sob controle para não degradar a solução numérica. As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método de elementos finitos em um referencial arbitrário. O método de incorporação dos efeitos de tensão superficial e linha de contato é explicado em detalhes. Validações comprovam a precisão do método proposto, com comparações através de soluções pseudo-analíticas para casos simples. Finalmente alguns resultados sobre escoamentos em capilares são apresentados / An arbitrary lagrangian-eulerian finite element method to solve surface tension dominated flows is presented. Such flows are important in many applications, particularly in capillary channels, that appear in microscale flows. The resolution of such flows presents several challenges that are addressed in this work. The flow is solved only in the liquid phase, and proper boundary conditions are applied on the free-surface, bounding the liquid and gas, which is explicitly represented by vertices and edges of the computational mesh. The mesh is moved and deformed, but its quality is kept under control in order to control errors in the numerical solution. The Navier-Stokes equations are discretized by standard Galerkin finite element method in an arbitrary reference. Details of the computation of surface tension and contact line effects are presented. The methodology is validated for a number of simple test cases against known pseudo-analytical solutions, and numerical results are presented, showing the robustness and accuracy of the methodology. Finally, some results about surface-tension-driven flows in capillaries are presented