A liga AA2024-T3 é uma liga de alumínio extensivamente empregada na indústria aeronáutica, cujo segundo elemento principal da liga é o cobre. A presença de partículas intermetálicas provoca baixa resistência à corrosão por pites. Com o intuito de prevenir a corrosão, vários tratamentos de superfície têm sido avaliados, entre os quais os filmes sol-gel têm grande destaque. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de acetato de celulose (AC) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) para proteção contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da quantidade relativa entre AC e TEOS sobre o comportamento eletroquímico da liga metálica revestida. Diferentes inibidores de corrosão forma incorporados na matriz AC e TEOS. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante sete dias de imersão no meio corrosivo. A composição química dos filmes foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto a morfologia foi examinada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Verificou-se que revestimentos obtidos a partir de soluções contendo 70% (m/m) de TEOS e 30% (m/m) de AC e 1.10-3 mol L-1 nitrato de cério propiciaram melhor a resistência à corrosão da liga AA2024 para tempos prolongados de imersão. / The aluminum alloy 2024-T3 is extensively employed in the aerospace industry and copper is the second alloying element. The presence of intermetallic particles causes low resistance to localized corrosion. In order to prevent the corrosion, several surface treatments have been evaluated, being sol-gel films the most prominent. The aim of this work is to obtain, develop and characterize films of cellulose acetate (AC) combined with tetraethylortosilicate (TEOS) for corrosion protection of aluminum alloy 2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1 solution. In addition, the effect of the AC and TEOS ratio on the electrochemical behavior of the coated metal surface was investigated. Different corrosion inhibitors were incorporated into the sol-gel solution. The anticorrosive properties of the alloy with the films were studied using electrochemical impedance spectroscopy in different immersion times. The chemical structure of the films was determined by infrared spectroscopy, while the morphological was examined by scanning electron microscopy. It was verified that the coatings obtained from solutions containing 70% (w/w) of TEOS, 30% (w/w) of cellulose acetate and 1.10-3 mol L-1 of cerium nitrate provided the best corrosion resistance to AA2024-T3 for prolonged immersion times.

Neste trabalho, acetato de celulose em pó foi modificado com óxido de titânio (Acel/TiO2) e utilizado como matriz para a realização de estudos eletroquímicos. A quantidade de TiO2 incorporado na matriz de acetato de celulose foi de 1,8 mmol g-1. Sobre a superfície da fibra do material modificado com o óxido metálico, Acel/TiO2, foram imobilizados três corantes orgânicos; azul de metileno (AM), azul de meldola (AMeld) e azul de toluidina (AT), resultando em três materiais denominados de Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT. As propriedades eletroquímicas dos materiais foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os estudos eletroquímicos do material, Acel/TiO2/AM indicaram que o potencial médio da espécie eletroativa imobilizada é E0 = 225 mV vs ECS (Eletrodo Calomelano Saturado). O material apresentou alta estabilidade química, visto que não foi observado lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz, mesmo após 100 ciclos de experimentos. O estudo da estabilidade do material após 100 ciclos redox demonstrou que não ocorre lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz modificada. O tipo de solução de eletrólito suporte bem como o pH não afetaram significativamente as intensidades de corrente de pico que permaneceram praticamente constante. O material Acel/TiO2/AM foi utilizado como matriz para a preparação de eletrodos à base de pasta de carbono e foi aplicado como um novo sensor eletroquímico que se mostrou eficiente na determinação de ácido ascórbico em produtos comerciais. As propriedades eletroquímicas dos materiais Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial completo 24 com dois pseudo pontos centrais (n= 20 experimentos). Os fatores experimentais escolhidos para os procedimentos de otimização foram aqueles que afetam a reversibilidade do processo de transferência de elétrons. Duas respostas das propriedades dos sistemas foram investigadas: a separação dos potenciais de pico, ΔE [ΔE = Epa - Epc], e a razão entre as correntes, Ipa/Ipc , onde Ipa e Ipc são as intensidades de corrente de pico anódico e catódico, respectivamente. Para a resposta Ipa/Ipc, não foi observado nenhum efeito significativo em relação à reversibilidade do sistema. As melhores condições de reversibilidade eletroquímica do sistema estudado foram: o eletrodo quimicamente modificado Acel/TiO2/AMeld, pH 7,0, [KCl] = 1,0 mol L-1 e velocidade de varredura de 10 mV s-1. Estas condições foram aplicadas na determinação do cofator NADH. As propriedades eletrocatalíticas do Acel/TiO2/AMeld para oxidar o cofator NADH são bastante satisfatórias e o sistema eletródico apresenta uma boa sensibilidade para o NADH. / In this work, the cellulose acetate surface was modified with titanium dioxide and used as matrix for electrochemical studies. The content of TiO2 incorporated in the cellulose acetate matrix resulted in 1,8 mmol g-1. On the fiber surface of the titanium dioxide, Acel/TiO2, modified material three organics dyes were immobilized; methylene blue; meldola blue and toluidine blue, resulting in the materials assigned as Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT. The electrochemical properties of these materials were studied through cyclic voltammetric and chronoamperometric techniques. The electrochemical studies of Acel/TiO2/AM indicated that the medium potential of the electroactive species immobilized is E0 = 225 mV vs SEC. The material present high chemical stability, since leaching of the electroative species from the matrix surface has not been observed, even after 100 experimental cycles. The type and the pH of the solution did not affect the intensities of current peak that remained practically constant. The material Acel/TiO2/AM was used as matrix for the preparation of carbon paste electrodes and it was applied as a new sensor that shows to be efficiencty for ascorbic acid determination in commercial products. The electrochemical properties of the materials Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT were optimized using a factorial design 24 with two pseudo central points (n= 20 experiments). The chosen experimental factors for the optimization procedure were those that affect the reversibility of the electron transfer process. Two responses of the system properties were investigated: the peak potentials separation, ΔE [ΔE = Epa - Epc], and the current ratio, Ipa/Ipc, where Ipa and Ipc are the anodic and cathodic current intensities, respectively. For the response Ipa/Ipc, any significant effect has been observed in relation to the reversibility of the system. The best electrochemical reversibility conditions were: using the Acel/TiO2/AMeld electrode, pH 7.0; 1.0 mol L-1 KCl as supporting electrolyte and scan rate of 10.0 mV s-1. Afterwards, the Acel/TiO2/AMeld modified electrode was tested as amperometric sensor for NADH determination, presenting good sensitivity.

Neste trabalho, acetato de celulose em pó foi modificado com óxido de titânio (Acel/TiO2) e utilizado como matriz para a realização de estudos eletroquímicos. A quantidade de TiO2 incorporado na matriz de acetato de celulose foi de 1,8 mmol g-1. Sobre a superfície da fibra do material modificado com o óxido metálico, Acel/TiO2, foram imobilizados três corantes orgânicos; azul de metileno (AM), azul de meldola (AMeld) e azul de toluidina (AT), resultando em três materiais denominados de Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT. As propriedades eletroquímicas dos materiais foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os estudos eletroquímicos do material, Acel/TiO2/AM indicaram que o potencial médio da espécie eletroativa imobilizada é E0 = 225 mV vs ECS (Eletrodo Calomelano Saturado). O material apresentou alta estabilidade química, visto que não foi observado lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz, mesmo após 100 ciclos de experimentos. O estudo da estabilidade do material após 100 ciclos redox demonstrou que não ocorre lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz modificada. O tipo de solução de eletrólito suporte bem como o pH não afetaram significativamente as intensidades de corrente de pico que permaneceram praticamente constante. O material Acel/TiO2/AM foi utilizado como matriz para a preparação de eletrodos à base de pasta de carbono e foi aplicado como um novo sensor eletroquímico que se mostrou eficiente na determinação de ácido ascórbico em produtos comerciais. As propriedades eletroquímicas dos materiais Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial completo 24 com dois pseudo pontos centrais (n= 20 experimentos). Os fatores experimentais escolhidos para os procedimentos de otimização foram aqueles que afetam a reversibilidade do processo de transferência de elétrons. Duas respostas das propriedades dos sistemas foram investigadas: a separação dos potenciais de pico, ΔE [ΔE = Epa - Epc], e a razão entre as correntes, Ipa/Ipc , onde Ipa e Ipc são as intensidades de corrente de pico anódico e catódico, respectivamente. Para a resposta Ipa/Ipc, não foi observado nenhum efeito significativo em relação à reversibilidade do sistema. As melhores condições de reversibilidade eletroquímica do sistema estudado foram: o eletrodo quimicamente modificado Acel/TiO2/AMeld, pH 7,0, [KCl] = 1,0 mol L-1 e velocidade de varredura de 10 mV s-1. Estas condições foram aplicadas na determinação do cofator NADH. As propriedades eletrocatalíticas do Acel/TiO2/AMeld para oxidar o cofator NADH são bastante satisfatórias e o sistema eletródico apresenta uma boa sensibilidade para o NADH. / In this work, the cellulose acetate surface was modified with titanium dioxide and used as matrix for electrochemical studies. The content of TiO2 incorporated in the cellulose acetate matrix resulted in 1,8 mmol g-1. On the fiber surface of the titanium dioxide, Acel/TiO2, modified material three organics dyes were immobilized; methylene blue; meldola blue and toluidine blue, resulting in the materials assigned as Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT. The electrochemical properties of these materials were studied through cyclic voltammetric and chronoamperometric techniques. The electrochemical studies of Acel/TiO2/AM indicated that the medium potential of the electroactive species immobilized is E0 = 225 mV vs SEC. The material present high chemical stability, since leaching of the electroative species from the matrix surface has not been observed, even after 100 experimental cycles. The type and the pH of the solution did not affect the intensities of current peak that remained practically constant. The material Acel/TiO2/AM was used as matrix for the preparation of carbon paste electrodes and it was applied as a new sensor that shows to be efficiencty for ascorbic acid determination in commercial products. The electrochemical properties of the materials Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT were optimized using a factorial design 24 with two pseudo central points (n= 20 experiments). The chosen experimental factors for the optimization procedure were those that affect the reversibility of the electron transfer process. Two responses of the system properties were investigated: the peak potentials separation, ΔE [ΔE = Epa - Epc], and the current ratio, Ipa/Ipc, where Ipa and Ipc are the anodic and cathodic current intensities, respectively. For the response Ipa/Ipc, any significant effect has been observed in relation to the reversibility of the system. The best electrochemical reversibility conditions were: using the Acel/TiO2/AMeld electrode, pH 7.0; 1.0 mol L-1 KCl as supporting electrolyte and scan rate of 10.0 mV s-1. Afterwards, the Acel/TiO2/AMeld modified electrode was tested as amperometric sensor for NADH determination, presenting good sensitivity.

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:03:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraJunior_AdairRangelde_M.pdf: 4399662 bytes, checksum: 2cac23c8284789e1c7b31e351aa17f97 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-20T14:08:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1411296 bytes, checksum: 231f161925caf5153680e58b6b780deb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T14:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1411296 bytes, checksum: 231f161925caf5153680e58b6b780deb (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / É crescente o potencial do uso de filmes ativos na indústria alimentícia. Esses filmes são capazes de agregar qualidade nutricional, sensorial e microbiológica aos alimentos, de modo gradual e seguro. Nos últimos anos, tem-se ampliado pesquisas na área de embalagem e uma nova linha tecnológica está em destaque: as embalagens ativas. Devido ao grande potencial do uso de filmes ativos, esse trabalho objetivou elaborar filme de acetado de celulose incorporado de ômega-3 em diferentes concentrações, para ser usado como fita ativa, que permanecesse firme e resistente quando introduzido no iogurte desnatado (isento de ômega-3); servindo como alimento funcional e melhorando a prevenção de doenças crônicas por deficiência do ômega-3 na alimentação brasileira. Conseguiu-se a fita ativa de acetato incorporada com ômega-3 em diferentes concentrações, que permaneceu resistente e íntegra, para ser introduzida em iogurte desnatado sabor morango. Constatou-se que a quantidade de ômega-3 que se difundiu não foi representativa para que, o consumidor recebesse a dose recomendada pela ANVISA de 1 g por dia de EPA/DHA, servindo como alimento funcional. A utilização do Tween 80 não gerou efeito positivo na estrutura dos filmes produzidos. As alíquotas filmogênicas com melhor resultado de homogeneidade do gel (acetona + acetato celulose + ômega-3) para elaboração do filme resistente foram de 1,0 g e 1,25 g. Sendo assim, as mais recomendadas para realização da fita ativa incorporada com ômega-3 a ser introduzida no iogurte de morango desnatado. Houve migração de ácidos graxos do filme ativo de acetato celulose para o alimento. Com posterior adição do glicerol a 10 %, houve difusão de ômega-3 na fita ativa, verificando mitigação do sabor de óleo de peixe. Talvez em outras experimentações que venham a ser realizadas, percentuais superiores de migração possam ser atingidos. A aceitação sensorial do iogurte desnatado sabor morango incorporado com a fita ativa foi de 86 %, verificando-se mitigação do sabor do óleo de peixe. / The potential of using active films in the food industry is growing. These films are able to add nutritional, sensorial and microbiological quality to foods, gradually and safely. In recent years, research has been expanded in the area of packaging and a new technological line is highlighted: the active packaging. Due to the great potential of the use of active films, this work aimed to elaborate omega-3 incorporated cellulose acetate film in different concentrations, to be used as active tape, to remain firm and resistant when introduced in the skimmed-milk yogurt (omega- 3); Serving as a functional food and improving the prevention of chronic diseases due to omega-3 deficiency in Brazilian food. The active acetate strip was incorporated with omega-3 in different concentrations, which remained sturdy and intact, to be introduced into strawberry flavored yogurt. It was found that the amount of omega-3 that was diffused was not representative for the consumer to receive the dose recommended by ANVISA of 1 g per day of EPA / DHA, serving as functional food. The use of Tween 80 did not have a positive effect on the structure of the films produced. The filmogenic aliquots with the best gel homogeneity result (acetone + cellulose acetate + omega-3) for the preparation of the resistant film were 1.0 g and 1.25 g. Thus, the most recommended for the realization of the active tape incorporated with omega-3 to be introduced in the skimmed strawberry yogurt. There was migration of fatty acids from the active cellulose acetate film to the food. With subsequent addition of the 10% glycerol, there was diffusion of omega-3 in the active tape, verifying the mitigation of the taste of fish oil. Perhaps in other trials that may be carried out, higher percentages of migration can be achieved. The sensory acceptance of the yogurt flavored strawberry flavored yogurt with the active tape was 86%, being verified mitigation of the taste of the fish oil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:02:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337291.pdf: 3990598 bytes, checksum: 314bd06b12d1c0afc247af17d1a62779 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nas últimas décadas, a pesquisa mundial sobre nanomateriais tem sido muito intensa devido às propriedades exclusivas que emergem somente em nanoescala, permitindo um leque de novas aplicações para estes materiais. A eletrofiação, do inglês electrospinning é uma técnica rápida e versátil para obtenção de micro- e nanofibras a partir de soluções poliméricas e polímeros fundidos. Essa técnica esta presente atualmente em muitos setores industriais tais como bioquímico, farmacêutico, cosmético e eletrônico. Neste trabalho realizou-se o estudo e otimização da eletrofiação do poli(óxido de etileno) (Mv~1.000 kDa) em 4% (m/m) e da posterior incorporação de duas fragrâncias diferentes, sendo a primeira o óleo essencial de Eucalyptus globulus e a segunda uma essência sintética de Dama da Noite. O polímero e as fragrâncias foram misturados em soluções de etanol/água e diferentes morfologias foram observadas. A presença do óleo e da essência foi verificada através da análise de cromatografia gasosa e pela microscopia confocal, pois ambos os aromatizantes possuíram emissão de fluorescência. Comparou-se a morfologia das nanofibras de PEO com as obtidas a partir da eletrofiação de um polímero menos hidrofílico, o acetato de celulose (CA). Os resultados obtidos permitiram concluir que, enquanto as moléculas maiores e mais hidrofóbicas do óleo essencial apresentam forte afinidade com o CA, as moléculas menores e mais hidrofílicas presentes na essência têm mais afinidade com o PEO. Finalmente, este trabalho tem como intenção promover a melhor compreensão do processo de eletrofiação assim como a influência de diferentes aditivos e variáveis ambientais na morfologia e composição das fibras para que sejam aplicadas na produção de acessórios aromatizados e cosméticos com propriedades bactericidas/fungicidas.<br> / Abstract : In the last decades, the worldwide research on nanomaterials has been very intense due to exclusive properties that emerge only at the nanoscale, allowing many new applications for these materials. Electrospinning is a quick and versatile technique for obtaining soldi micro- and nanofibers from liquid solutions. This technique is already present in many industrial sectors, such as biochemistry, pharmacy, cosmetics and electronic. In this work we show the optimization of the electrospinning process of aqueous solution of poly(ethylene oxide) (Mw ~1,000 kDa), aiming to produce nanofibers able to encapsulate two different fragrances, where the first was essential oil extracted from Eucalyptus globulus and the second is a synthetic essence of night lady. Both polymer and fragrances were mixed in an ethanol/water solution and, after the electrospinning fibers with different morphologies were obtained. The presence of oil and essence in the fibers were verified by gas chromatography analysis and also by confocal microscopy, since both oils possessed blue fluorescence emission. We also compared the morphology of PEO fibers with nanofibers obtained when using a less hydrophilic polymer, cellulose acetate (CA). We also compared the efficiency of the encapsulation of the fragrances in both systems. Our results show that while the larger and more hydrophobic molecules from the essential oil have strong affinity with CA, the smaller scent molecules from the essence have more affinity for the PEO. Finally, the execution of this work helps to provide a better understanding of the electrospinning process as well as the influence of different additives and environmental variables on the morphology and composition of the fibers and shows a way to produce scented and flavored cosmetics with bactericidal/fungicides properties.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:33:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 201893.pdf: 3745787 bytes, checksum: 8c4f5c9020c5a09e016a74ec21bb82f5 (MD5) / Neste trabalho, foi abordada a preparação de filmes de acetato de celulose (AC) com porosidade controlada, tendo como objetivo principal a obtenção de filmes que controlem a permeação de agentes ativos. Foram utilizadas duas estratégias: a adição de poli (caprolactona triol) (PCL-T) para atuar como plastificante e a adição de água como agente formador de poros. O trabalho envolveu a investigação do comportamento de fases entre AC/PCL-T/acetona, caracterização térmica, mecânicas e morfológicas dos filmes obtidos, além da determinação do coeficiente de permeação do fármaco modelo paracetamol. Os filmes de AC/PCL-T, contendo até 40 % do plastificante, são homogêneos. A PCL-T exerce forte efeito plastificante sobre os filmes reduzindo a Tg e a Tm. Entretanto, este efeito é menos evidente nos filmes porosos. Além disso, a presença dos poros diminui as propriedades mecânicas dos filmes. A permeação de paracetamol, através dos filmes formados a partir de soluções contendo 1,5 % de água, ocorre pela combinação da difusão, através da matriz de AC/PCL-T, e pela percolação, através dos poros dos filmes. Os filmes preparados na ausência de água são influenciados significativamente pela quantidade de plastificante. Dentre os filmes porosos analisados (1,5, 3,0 e 4,0 % de água), somente aqueles preparados com 1,5 % de água são influenciados pelo efeito da quantidade de PCL-T.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Brazil is the world s major sugarcane producer and this production has been increasing continuously in the last years, chiefly due to the production of ethanol, one of the main biofuels until the moment. Besides, sugarcane is also used for producing sugar. Among the residues of these two activities, the production of sugar and ethanol, is sugarcane bagasse, which is composed mainly by cellulose, lignin and hemicellulose. The Group of Polymer Recycling of the Federal University of Uberlândia has been studying the use of sugarcane bagasse in the last years, specially for producing cellulose acetate, a derivative obtained from the acetylation of the hydroxyl groups on the cellulosic chain. This cellulose acetate produced from sugarcane bagasse cellulose has been used for producing membranes. However, the membranes initially produced were fragile, indicating a low molecular weight of the produced cellulose acetate. An alternative for solving this problem was producing a polymeric blend of cellulose acetate with polystyrene from plastic cups, what resulted in more resistant membranes, although these produced membranes could not resist to high pressure. As a way to solve this problem, the process of acetylation of sugarcane bagasse cellulose was optimized in order to obtain a polymer with higher molecular weight, using the simplex methodology. Intrinsic viscosity of solutions of the obtained cellulose acetate in dichloromethane was used as comparison parameter, since it is proportional to the molecular weight. The optimized variables were the volume of acetic acid, acetic anhydride and catalyst (sulfuric acid), as well as the activation and reaction times. At the end of the optimization process, the viscometric average molecular weight increased from 5,0 Kg mol-1 to 55,0 Kg mol-1. In order to test the quality of the produced cellulose acetate, obtained from the optimized methodology of acetylation of sugarcane bagasse cellulose, membranes produced with this cellulose acetate were produced and characterized. Besides solutions of cellulose acetate and dichloromethane, solutions containing different contents of poly (ethylene glycol) with molecular weight 600 g mol-1 (PEG600) were also used. PEG600 is used as pore former agent in the production of cellulose acetate membranes, which can be used in matrices for controlled release of drugs. The Group of Polymer Recycling of the Federal University of Uberlândia has been studying this system, but the membranes produced using PEG600 were very brittle. The characterization was carried out in the Department de Physics and Chemistry of the University of Caxias do Sul. The characterization of the membranes showed the absence of PEG600 in the membranes, which was probably released in the water bath at the phase inversion step. Although PEG600 has been removed from the system, it led to alterations in the membrane morphologies, as shown by Differential Scanning Calorimetry and Scanning Electron Microscopy. These changes in the morphology resulted in alterations in the properties of pure water flow and ion diffusion through the membranes. It was observed that membranes prepared with solutions containing 0% and 2.5% PEG600 have not shown pure water flow, although they have resisted well to the used pressures (up to 7 atm). Membranes produced with solutions containing 5% and 10% PEG600 also resisted well to the highest pressure of the equipment and allowed pure water flow, which was higher for the membrane produced with the solution containing 10%PEG. Ion diffusion also increased with the increase of PEG600 content in the solutions used for preparing the membranes. Since the membranes obtained with cellulose acetate produced from the optimized methodology of acetylation of sugarcane bagasse cellulose had been characterized, the last step of this thesis was produce and characterize membranes of cellulose acetate and polyaniline (PANi). This step was carried out in the Department of Chemistry of the University of Coimbra as part of the Sandwich Doctorate project CAPES BEX 0368/07-5. It was also studied the effect of the degree of substitution of cellulose acetate on the properties of the blends, using cellulose diacetate and cellulose triacetate. The used techniques showed structural changes caused by PANi on cellulose acetate matrix. It was also observed an increase (200 times) on the electrical conductibility of the membrane composed by the cellulose diacetate/PANi blend in relation to the membrane of cellulose diacetate without PANi. / O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e esta produção vem crescendo continuamente nos últimos anos principalmente para a produção de etanol, um dos principais biocombustíveis até o momento. Além da produção de etanol, a cana-de-açúcar é utilizada também para a produção de açúcar. Dentre os resíduos destas duas atividades, a produção de açúcar e etanol, está o bagaço de cana-de-açúcar, o qual é composto principalmente por celulose, lignina e hemicelulose. O Grupo de Reciclagem de Polímeros da Universidade Federal de Uberlândia vem estudando a utilização do bagaço de cana-de-açúcar há alguns anos, principalmente com a produção de acetato de celulose, um derivado obtido a partir da acetilação dos grupos hidroxilas presentes na cadeia celulósica. O acetato de celulose obtido da celulose do bagaço de cana-de-açúcar vem sendo utilizado para produção de membranas. Entretanto, as membranas produzidas inicialmente eram frágeis, o que indicava uma baixa massa molecular do acetato de celulose obtido. Uma tentativa de se resolver esse problema foi produzir uma mistura polimérica do acetato de celulose com poliestireno de copos plásticos, o que resultou em membranas mais resistentes embora as membranas obtidas não conseguissem resistir a altas pressões. Como forma de resolver esse problema, procurou-se otimizar o processo de acetilação da celulose do bagaço de forma a obter um polímero de maior massa molecular, utilizando-se o método simplex. A viscosidade intrínseca de soluções do acetato de celulose obtido em diclorometano foi utilizada como parâmetro de comparação, uma vez que a mesma é proporcional à massa molecular. As variáveis otimizadas foram o volume de ácido acético, anidrido acético, catalisador (ácido sulfúrico), bem como os tempos de ativação e os tempos de reação. Ao final do processo de otimização a massa molecular média viscosimétrica aumentou de 5,0 Kg mol-1 para 55,0 Kg mol-1. Como forma de testar a qualidade do acetato de celulose obtido a partir do método otimizado de acetilação da celulose do bagaço de cana-de-açúcar, foram produzidas e caracterizadas membranas deste acetato de celulose. Além de soluções de acetato de celulose e diclorometano, também foram utilizadas soluções contendo distintas concentrações de poli (etileno glicol) com massa molecular 600 g mol-1 (PEG600). O PEG600 é utilizado como agente formador de poros na produção de membranas de acetato de celulose, as quais podem ser utilizadas em matrizes de liberação controladas de drogas. O Grupo de Reciclagem de Polímeros da Universidade Federal de Uberlândia vem estudando esse sistema, mas novamente as membranas produzidas utilizando o PEG600 eram muito quebradiças. A caracterização foi realizada no Departamento de Física e Química da Universidade de Caxias do Sul. A caracterização revelou a ausência de PEG600 nas membranas, o qual era provavelmente liberado no banho de água na etapa de inversão de fases. Embora tenha sido retirado do sistema, o PEG600 levou a alterações na morfologia das membranas, como demonstrado por Calorimetria Diferencial Exploratória e Microscopia Eletrônica de Varredura. Essas mudanças na morfologia levaram a alterações nas propriedades de fluxo de água pura e difusão de íons através das membranas. Observou-se que para as membranas preparadas com as soluções contendo 0% e 2,5% de PEG600 não havia fluxo de água pura, embora as membranas resistissem bem às pressões utilizadas (até 7 atm). As membranas produzidas com as soluções contendo 5% e 10 % de PEG600 também resistiram bem à pressão máxima do equipamento e permitiram o fluxo de água pura através delas, sendo que o fluxo foi maior para a membrana produzida com a solução contendo 10% PEG600. A difusão de íons também aumentou com o aumento da concentração de PEG600 na solução de preparo das membranas. Uma vez caracterizadas as membranas obtidas com o acetato de celulose obtido do método otimizado de acetilação da celulose do bagaço de cana-de-açúcar, partiu-se para a produção e caracterização de membranas de misturas de acetato de celulose e polianilina (PANi). Essa etapa foi realizada no Departamento de Química da Universidade de Coimbra como parte do projeto de Doutorado Sanduíche CAPES BEX 0368/07-5. Estudou-se também o efeito do grau de substituição do acetato de celulose nas propriedades das misturas, utilizando-se triacetato de celulose e diacetato de celulose. A partir das técnicas utilizadas, observou-se mudanças estruturais causadas pela PANi na matriz de acetato de celulose. Observou-se ainda um aumento de 200 vezes na condutividade elétrica da membrana composta pela mistura diacetato de celulose/PANi em relação à membrana de diacetato de celulose sem PANi. / Doutor em Química

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universadade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T18:47:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romero_RafaelleBonzanini_D.pdf: 28876791 bytes, checksum: 2296e157df643bcd91224ad26360f6ce (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Nanocompósitos de biopolímeros com silicatos lamelares podem ser desenvolvidos para criar uma nova classe de materiais eco-friendly, podendo contribuir para aplicações inovadoras de polímeros. Esses materiais têm despertado grande interesse, devido principalmente à facilidade de obtenção, bem como às suas propriedades químicas, físicas e mecânicas. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de acetato de celulose pelos métodos de intercalação em solução e no estado fundido, onde os efeitos de diferentes solventes, de agentes modificadores da argila e de condições de processamento foram investigados nas suas propriedades estruturais, morfológicas, térmicas e mecânicas. No método de intercalação em solução, os resultados obtidos indicaram que a dispersão e delaminação da argila são alcançadas somente quando ocorreram interações favoráveis entre o solvente, a argila e o polímero. Neste caso, os nanocompósitos apresentaram melhores propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas em relação ao acetato de celulose puro. No método de intercalação no estado fundido, os resultados obtidos evidenciaram a intercalação do acetato de celulose entre as lamelas da argila, promovida pela afinidade química favorável entre o polímero, o plastificante e a argila. Além disso, as estruturas intercaladas foram parcialmente delaminadas sob ação do cisalhamento imposto durante o processo de extrusão, resultando em nanocompósitos com partículas intercaladas e também esfoliadas. Devido a estas características, os nanocompósitos obtidos apresentaram propriedades mecânicas e de barreira superiores às apresentadas pelo acetato de celulose puro. Baseado nos dois métodos investigados neste trabalho, pode-se concluir que a escolha apropriada dos aditivos e das condições de preparação é extremamente importante para promover interações favoráveis entre as partículas de argila e o polímero, que por sua vez são necessárias para a desejada melhora nas propriedades finais desses materiais / Abstract: Nanocomposites of bio-based polymers with layered silicates can be used to create new eco-friendly materials, and can open ways towards the innovative applications of polymers. These materials are interesting, mainly due to their easy preparation, as well as their chemical, physical and mechanical properties. Cellulose acetate nanocomposites was prepared in this work by using solution and melt intercalation methods, where the effect of the different solvents, clay modified agents and processing conditions were investigated in terms of their structural, morphological, thermal and mechanical properties. The obtained results, in the solution intercalation method, showed that the dispersion and delamination of the clay were reached only when favorable interactions were promoted between the solvent, clay and polymer. In this case, the nanocomposites presented enhanced thermal and dynamic-mechanical properties in relation to the pure cellulose acetate. The results obtained in the melt intercalation method showed the intercalation of the cellulose acetate chains into the silicate platelets, which was promoted by the favorable chemical affinity between the polymer, plasticizer and clay. Apart from this, the intercalated structures were partially delaminated by the shearing imposed during the extrusion process, resulting in nanocomposites formed by intercalated as well as exfoliated clay particles. Due to these characteristics, the nanocomposites presented enhanced mechanical and barrier properties compared to pure cellulose acetate. Based on the two methods investigated in this work, it can be concluded that the appropriate choice of additives and preparation conditions of preparation is extremely important to promote favorable interactions between the clay particles and the polymer, that in turn are necessary for the desired enhancement in the final properties for these materials / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciencias Quimicas

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Marcos Akira dÁvila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T17:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nista_SilviaVazGuerra_M.pdf: 12755531 bytes, checksum: ed049fb5fccf4416e7f0b8a0290222af (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este projeto foi desenvolvido em duas fases, usando a tecnologia de eletrofiação. A primeira fase foi dedicada a obtenção de membranas eletrofiadas com acetato de celulose, as quais formaram nanofibras que foram carregadas com Sulfato de gentamicina, na segunda fase, para estudos da liberação controlada deste fármaco. Na primeira fase as membranas de nanofibras de Acetato de Celulose, chamadas de nanomembranas, foram produzidas utilizando-se quatro misturas de solventes (Acido Acético/Água (75:25 m/m), Acetona/Água (85:15 m/m), Dimetilacetamida (DMAc)/Acetona (1:2 m/m), Dimetilacetamida/Acetona/Água (32/63/5 m/m)). Usando a ferramenta de planejamento de experimentos (DOE), foram definidos os melhores parâmetros para preparação das membranas nanoestruturadas, em cada sistema de solvente. Três variáveis, sendo a distância entre a agulha e o coletor, a concentração de acetato de celulose na solução e a tensão aplicada, em dois níveis (alto e baixo), foram estudadas em cada sistema. As respostas avaliadas para obtenção da melhor condição, em cada caso, foram o diâmetro médio da fibra obtida e aspecto da membrana formada. Foi realizado também, no sistema de solvente Acido Acético/Água (70:30 m/m), um comparativo entre fiação horizontal, utilizando-se uma taxa de alimentação controlada por uma bomba de infusão, e um sistema vertical onde o fluxo era governado pela gravidade e viscosidade da solução. Um estudo da influencia da taxa de alimentação no diâmetro e aspecto da membrana também foi realizado. Todas as soluções foram avaliadas quanto a sua viscosidade, tensão superficial e condutividade elétrica. Nas soluções de cada sistema de solvente, que apresentaram a melhor condição de processabilidade e melhor membrana, foi realizada uma avaliação do comportamento reológico com a construção de uma curva de Viscosidade versus Taxa de cisalhamento. As melhores membranas obtidas para cada sistema de solvente foram submetidas a um teste de Citotoxicidade para confirmar a biocompatibilidade e sua independência com os resíduos dos solventes utilizados. Na segunda fase utilizaram-se as melhores condições obtidas para cada sistema de solvente e incorporou-se o fármaco Sulfato de Gentamicina em duas concentrações 6 e 60% em massa com base no acetato de celulose. Observou-se a influencia da concentração do fármaco no processo de eletrofiação, no aspecto da membrana formada bem como no diâmetro da nanofibra obtida. A melhor membrana obtida nesta etapa foi produzida a partir do sistema de solventes DMAc/Acetona/Água. As condições de processo utilizadas foram 1 ml/h de vazão, 10 cm de distância entre agulha-coletor e 15 kV de tensão e concentração de acetato de celulose de 15%. Este sistema apresentou-se como um processo bastante viável, não havendo alteração na qualidade da membrana e no processo com a variação da concentração do fármaco. À membrana obtida nestas condições, foi adicionado 50% do fármaco e realizado um teste de liberação com o objetivo de verificar o perfil de liberação do mesmo. Foi realizado um comparativo entre o perfil de liberação desta membrana com o de outras membranas preparadas por casting e com recobrimento de HPMC, Eudragit® L100 e nanofibra eletrofiada de acetato de celulose. O melhor perfil obtido, onde ocorreu uma redução no efeito burst, foi com a membrana revestida com nanofibra, onde foi obtido um ganho de liberação de 9 horas em relação às demais. A melhor membrana obtida também foi submetida a uma análise microbiológica, onde se verificou que o fármaco não perdeu suas propriedades com o processo de eletrofiação / Abstract: This project was developed in two phases, using the technology of electrospinning. The first phase was devoted to obtaining electrospun membranes with cellulose acetate, which formed nanofibers that were loaded with Gentamicin sulphate, in the second phase, for the studies of this drug release. In the first step, these membranes were composed of electrospun nanofibers made of cellulose acetate, here called nanomembranes, using four solvents mixtures (acetic acid/water (75:25 w/w) acetone/water (85:15 w/w), dimethylacetamide(DMAC)/acetone (1:2 w/w), DMAc/acetone/water (32/63/5 w/w). Using the tool for design of experiment (DOE), the best parameters for preparation of nanostructured membranes in each solvent system were fixed. Three variables, such as the distance between the needle and the collector, the concentration of cellulose acetate in solution and the applied voltage, in two levels (high and low), were used in each system. The responses evaluated to obtain the best condition, in each case, were the average diameter of the fiber obtained and the aspect of the membrane formed. In the solvent system formed by acetic acid/water (70:30 w/w), a comparison was carried out between horizontal electrospinning, using an infusion pump to control the feed rate, and a vertical system, whose flow was governed by both gravity and viscosity of the solution. A study of the influence of feed rate on the diameter and aspect of the membranes was done. The viscosity, surface tension and electrical conductivity of all solutions were evaluated. For each system of solvent used, the best parameters of processing ant the best membrane aspect obtained were the chosen for the studies of the rheological behavior of the system by plotting a curve of Viscosity versus Shear rate. The best membranes obtained, for each mixture of solvent used, were submitted to a cytotoxicity test to confirm their biocompatibility and if the residues of any solvent could influence on this test. In the second step of the project, the best conditions obtained for each solvent system were used to electrospun the membranes loaded with gentamicin sulfate in two concentrations, i.e. 6 and 60 wt%, based on cellulose acetate. We observed the influence of the drug concentration in the electrospinning process, as well as the aspect of the membrane formed and the diameters of the nanofibers formed. The best membranes obtained in this step were produced using the solvent system DMAC/acetone/water. The process conditions used were 1 ml/h flow rate, 10 cm distance between needle-collector, 15 kV voltage and 15% cellulose acetate concentration in the solution. This system proved to be a quite feasible process, with no change in the membrane aspect or in the process, for several drug's concentration. To the membrane obtained in these conditions, 50% of the drug was added and the profile of its delivery was observed. A comparison of the releasing profile was also done among this membrane and other membranes prepared by casting and by coating with HPMC, Eudragit ® L100 and electrospun nanofibers of cellulose acetate. The best delivery profile obtained was the membrane coated with nanofiber of acetate solution in DMAC/acetone/water since there was a reduction in the burst effect and a gain in the releasing of 9 hours over the others. The best membrane obtained was also submitted to a microbiological analysis, in which it was verified that the drug did not lose its function during the electrospinning process / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química