Orientador : Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T22:39:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GislaineAparecidada_D.pdf: 8502840 bytes, checksum: 0026476b7a0b7fe61d0404d32e456792 (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Orientadores: Maria Isabel Felisberti, Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gutierrez_MiguelChavez_D.pdf: 7288460 bytes, checksum: bbbd520c11973e6ce92e1852b824c208 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos biocompósitos baseados em acetato de celulose e fibras curtas de Curauá. Os compósitos foram preparados por extrusão em escala laboratorial e piloto, sendo estudada a influência do processamento, teor de fibras, teor e tipo de plastificante e tratamento das fibras, sobre as propriedades mecânicas e térmicas. As fibras foram tratadas com solução alcalina ou submetidas à extração com acetona. O tratamento das fibras com solução alcalina resultou em mudanças na rugosidade e do diâmetro das fibras, além da remoção parcial de hemicelulose e lignina. Já as fibras extraídas com acetona apresentaram principalmente uma diminuição do diâmetro. Biocompósitos reforçados com fibras tratadas apresentaram maior modulo elástico e maior condutividade térmica com relação aos compósitos reforçados com fibras não tratadas, sendo este efeito atribuído a uma melhor adesão interfacial. Dentre os plastificantes utilizados, o ftalato de dioctila (DOP) ou citrato de trietila (TEC), o DOP mostrou-se mais eficiente, causando uma diminuição mais acentuada da temperatura de transição vítrea (Tg) e do módulo elástico, resultando em materiais com maior resistência ao impacto em relação as formulações plastificadas com TEC. Os biocompósitos preparados em escala piloto apresentaram maior ganho do módulo elástico com relação à matriz plastificada e maior resistência ao impacto, que aqueles que foram preparados em escala laboratorial, associado principalmente a fibrilação e a diminuição da razão de aspecto das fibrilas. Devido a este fato, o modelo modificado da regra das misturas (ROM) mostrou-se mais adequado para prever o comportamento do módulo elástico dos biocompósitos preparados em escala piloto. A análise termogravimétrica mostrou que a presença das fibras não modifica o comportamento termo-oxidativo do acetato de celulose plastificado. Por último, biocompósitos de acetato de celulose plastificados com DOP apresentaram maior coeficiente de expansão térmica com relação às formulações com TEC, a temperaturas abaixo e acima da Tg. Acima da Tg, biocompósitos reforçados com fibras tratadas apresentaram maiores coeficientes de expansão térmica, devido a capacidade das fibras tratadas em sorver água / Abstract: In this work, biocomposites based on cellulose acetate and short Curaua fibers were prepared by extrusion in pilot and laboratory scale. The influence of processing method, content of fiber, content and type of plasticizer and treatment of the fibers were studied. The fibers were treated with alkali or extracted with acetone. Mercerization may result in partial hemicellulose and lignin extraction and decrease of the roughness and diameter of the fibers. Fiber s extracted with acetone had lower diameter. Biocomposites with treated fibers show higher Young modulus and lower thermal conductivity than composites with pristine fibers, due to better interfacial adhesion. Cellulose acetate was plasticized with dioctyl phthalate (DOP) or triethyl citrate (TEC). DOP is a better plasticizer for cellulose acetate, exhibiting lower glass transition (Tg), lower Young modulus and higher impact strength than formulations with TEC. Biocomposites prepared in pilot scale showed higher Young modulus with respect to the matrix and lower impact strength than composites prepared in laboratory scale, due to fibrilation and decrease in the aspect ratio. From this, the model of the modified rule of mixtures (ROM) was more efficient to predict the results of the Young modulus for composites prepared in pilot scale. In the thermogravimetric analysis, the Curaua fibers do not change the thermo-oxidative behavior of plasticized cellulose acetate. Cellulose acetate biocomposites with DOP showed higher thermal expansion coefficient than formulations with TEC, below and above Tg. Above Tg, biocomposites with treated fibers showed higher thermal expansion coefficients than biocomposites with pristine fibers, due to the ability of treated fibers to absorb water / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the present dissertation, the synthesis and characterization of cellulose acetate membranes as well as cellulose acetate and polystyrene blends, were studied. Recycled materials were used to produce the blends. Cellulose acetate (CA) was produced from sugarcane bagasse, and waste plastic cups were used as polystyrene (PS) source. Blends, produced with different CA/PS ratios, were characterized regarding the miscibility of their components. The techniques utilized for membrane characterization were Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) and measurements of water diffusion through the membranes. The results confirmed the existence of miscibility microregions in the blends and indicated a region of transition when 30% PS was used, indicating a limit for a possible phase inversion between the matrix and the disperse phase. The membranes were also characterized regarding their properties of water flux, PEG rejection (utilizing an aqueous solution 1% w/v of polyethylene glycol, PEG, 45 kDa and 80 kDa) and ion diffusion by dialysis. The experiment of ion diffusion by dialysis showed that the coefficients of ion diffusion of both the pure CA and the CA/PS blends were comparable to previously reported values for commercial cellulose triacetate membrane. These results showed that the membrane produced from recycled materials, sugarcane bagasse and polystyrene cups, behaves likewise the commercial material. Regarding permeation driven by difference of pressure, 12% w/w membrane showed the best performance and rejected 27% PEG 80 kDa. These preliminary results showed that this membrane should be better evaluated in the range of application comprehending ultrafiltration or microfiltration processes. / Nesta dissertação estudou-se a síntese e caracterização de membranas de acetato de celulose e blendas de acetato de celulose com poliestireno. Foram utilizados materiais reciclados, sendo o acetato de celulose (AC) obtido pela reciclagem do bagaço de cana-de-açúcar, e o poliestireno (PS) de copos plásticos descartados. As blendas, produzidas com diferentes proporções de AC/PS, foram caracterizadas quanto a miscibilidade dos seus componentes. As técnicas utilizadas foram a Espectrometria de Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e medidas de difusão de água através das membranas. Os resultados confirmaram a existência de microrregiões de miscibilidade nas blendas, e também evidenciaram uma região de transição na proporção de 30% de PS, indicando um limite para uma possível inversão de fases entre a matriz e a fase dispersa. As membranas também foram caracterizadas por fluxo de água, rejeição ao PEG (de diferentes massas molares) e difusão de íons por diálise, visando apontá-las para possíveis processos de separação. Os experimentos de difusão de íons por diálise mostraram que o coeficiente de difusão de íons, tanto das membranas de AC puro quanto das blendas AC/PS, foram comparáveis ao valor encontrado na literatura para uma membrana de triacetato de celulose comercial. Estes resultados demonstram que as membranas produzidas a partir de materiais reciclados, bagaço de cana-deaçúcar e copos de poliestireno, apresentaram performance comparável àquela produzida de um material comercial. Com relação ao experimento por diferença de pressão, a membrana de AC 12% mostrou a melhor performance e rejeitou 27 % do PEG 80 kDa. Estes resultados preliminares mostram que esta membrana pode ser indicada para uma melhor avaliação em uma faixa de aplicação que compreende os processos de ultrafiltração e microfiltração. / Mestre em Química

Considerando o grande interesse na produção de materiais provenientes de fontes renováveis, biocompatíveis e que combinem as propriedades de dois ou mais componentes em um único material, buscou-se contribuir para com estudos sobre a incorporação de nanopartículas (NPs) de magnetita (Fe3O4) em filmes preparados a partir de polpa celulósica de sisal e de acetatos obtidos usando esta polpa. Pretendeu-se obter filmes compósitos com boas propriedades magnéticas e com propriedades mecânicas similares ou melhores que aquelas dos filmes puros. Optou-se por polpa celulósica de sisal pelo fato de a planta ser largamente produzida no país, além de ter rápido crescimento e fibras com alto teor de celulose. A magnetita foi escolhida devido a sua baixa toxicidade quando comparada as NPs metálicas e pelo seu potencial de aplicação em diversas áreas, incluindo a médica. A magnetita foi obtida por decomposição térmica (método do poliol) e caracterizada via microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX) e por magnetometria via SQUID (superconducting quantum interference device). Os resultados indicaram que as NPs preparadas corresponderam a um sistema de partículas esféricas e monodispersas, com diâmetro médio de 5,1 ± 0,5 nm e comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. Os filmes foram preparados a partir da dissolução da polpa celulósica (2 g) em dimetilacetamida/cloreto de lítio (DMAc/LiCl), a 160 °C, com ou sem NPs (0,5; 1,4 e 3,0 g L-1) e caracterizados quanto a microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), DRX, propriedades de tração e magnetometria de amostra vibrante (VSM, Vibrating Sample Magnetometry). Resultados de absorção atômica (Li) e análise elementar (N) mostraram que LiCl e DMAc foram praticamente eliminados dos filmes. O aumento da concentração das NPs de magnetita nos filmes compósitos tornou-os menos rígidos, com maior resistência à tração e maior alongamento quando comparado ao filme de celulose. A magnetização de saturação dos filmes compósitos (23; 31; 37 emu g-1) se correlacionou positivamente com o aumento da concentração de NPs. A ausência de histerese e coercividade indicaram que a temperatura ambiente os filmes compósitos são superparamagnéticos. Posteriormente, a celulose foi acetilada em DMAc/LiCl, a 110 °C por 4 h, e acetatos com diferentes graus de substituição (GS) foram obtidos.Filmes compósitos a partir destes acetatos foram obtidos em DMAc/LiCl (condições similares aquelas dos filmes de celulose), na ausência e na presença de NPs (3,0 g L-1). A caracterização destes filmes foi feita por DRX, MEV, EDX, TG e DSC, ensaio de tração e VSM. As imagens MEV mostraram que os filmes de acetatos com diferentes GS apresentaram morfologias distintas e que a introdução das NPs nas matrizes dos diferentes acetatos não teve efeito sobre a morfologia dos filmes. Filmes a partir de acetatos de GS maior ou igual a 2,0 apresentaram microesferas em sua superfície. Filmes de acetatos mais substituídos foram menos resistentes à tração que os filmes de acetatos mais substituídos e a inserção de NPs nessas matrizes levou a filmes menos rígidos. No geral, filmes compósitos apresentaram menores índices de cristalinidades e decomposição térmica com início a temperaturas inferiores (entre 220 e 270 °C) em relação ao respectivo filme de acetato (controle, entre 280-300 °C), mas sem comprometer as possibilidades de aplicação. Os filmes compósitos baseados nos acetatos de celulose apresentaram comportamento superparamagnético a temperatura ambiente, com temperatura de bloqueio de 14 K e boa magnetização de saturação (27-46 emu.g-1). Não foi observado correlação entre GS e propriedades magnéticas dos filmes, as quais mostraram certa dependência da presença ou não de microesferas. A associação das NPs de magnetita nas matrizes poliméricas, tanto de celulose como de acetato de celulose, levou a filmes poliméricos com boas propriedades magnéticas e mecânicas. / Considering the great interest in the production of materials from renewable sources and biocompatible ,and that combining the properties of two or more components in a single material, the aim was to contribute to studies on the incorporation of magnetite nanoparticles (NPs) (Fe3O4) in films produced from sisal pulp or acetates from this pulp. To obtain composite films with good magnetic properties, as well as mechanical properties similar or better than those of the pure films was also intended. The sisal pulp was chosen due to the fact that the plant is widely produced, not to mention its rapid growth and fibers with a high cellulose concentration. Magnetite was chosen due to its low toxicity when compared with metallic NPs and its potential application in several areas, including the medical area. The magnetite was obtained by thermal decomposition (polyol method) and characterized by transmission and scanning electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and by SQUID magnetometry (superconducting quantum interference device).The results showed that the prepared NPs correspond to a system of spherical and monodisperse particles with a mean diameter of 5.1 ± 0.5nm and superparamagnetic behavior at room temperature. The films were prepared by dissolving cellulosic pulp (2 g) in dimethylacetamide/lithiumchloride (DMAc/LiCl) to 160°C, with or without NPs (0.5, 1.4 and 3.0 g g L-1) and characterized by electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrum (EDX), XRD, tensile properties and vibrating sample magnetometry (VSM). Results of atomic absorption (Li) and elemental analysis (N) showed that LiCl and DMAc were practically eliminated from the films. Increasing the concentration of magnetite NPs in the composite films made them less rigid, with higher tensile strength and elongation when compared to the cellulose film. The saturation magnetization of the composite films (23, 31, and 37 emu g-1) was positively correlated with the concentration of NPs. The lack of hysteresis and coercivity indicated that the composite films are superparamagnetic at room temperature. Subsequently, cellulose was acetylated in DMAc/LiCl, at 110°C for 4h, and acetates with different degrees of substitution (DS) were obtained. Composite films from these acetates were obtained in DMAc/LiCl (conditions similar to those of the cellulose films) in the absence and presence of NPs (3.0 g L-1).The characterization of these films was performed by XRD, SEM, EDX, TG and DSC, tensile testing and VSM. SEM images showed that acetate films with different DS exhibited different morphologies and that the introduction of NPs in the matrices of different acetates had no effect on the morphology of the films. Films from acetates of DS greater than or equal to 2.0 showed microspheres on its surface. Acetate films more substituted were less resistant to traction than acetate films less substituted and the inclusion of NPs in these matrices led to less rigid films. Overall, composite films exhibited lower levels of crystallinity and thermal decomposition starting at lower temperatures (between 220-270°C) compared to the corresponding acetate film (control) (between 280-300°C), but without compromising the ability of application. The composite films based on cellulose acetate showed superparamagnetic behavior at room temperature with blocking temperature of 14 K and good saturation magnetization (27-46 emu.g-1). No correlation between DS and the magnetic properties of the films was observed, which showed some dependence on the presence or absence of microspheres. The association of the NPs in the polymeric matrices of both cellulose and cellulose acetate led to polymeric films with good magnetic and mechanical properties.

Em meio ao declínio do consumo de cigarros devido ao aumento das campanhas restritivas e a crescente consciência pública dos riscos associados à saúde dos fumantes, as indústrias de cigarros se deparam com o constante desafio de desenvolver novas tecnologias de fabricação e materiais que minimizem os efeitos da fumaça de cigarros sobre a saúde dos consumidores. O sabor e a composição da fumaça ingerida pelo fumante durante o ato de fumar dependem fundamentalmente da combinação do design do cigarro e do blend de fumo utilizado. O interesse na realização desta pesquisa foi avaliar a influência da densidade do filtro de cigarros na redução dos teores dos principais constituintes da fumaça. Para a realização do estudo, protótipos de cigarro foram fabricados em escala industrial, utilizando o mesmo blend de fumo e demais parâmetros de design do cigarro, apenas variando a especificação do denier do acetato de celulose utilizado na fabricação do filtro. O desempenho dos filtros como material filtrante da fumaça foi avaliado em termos da queda de pressão e das propriedades da fibra do cabo de acetato. E, utilizando métodos padronizados, os protótipos de cigarro foram fumados em máquina de fumar e a composição dos teores de alcatrão, nicotina e monóxido de carbono foi determinada para a avaliação da capacidade de retenção dos filtros de cigarro fabricados com diferentes densidades. Os resultados mostram que a utilização de cabos de acetato com menor denier por filamento nos filtros de cigarro apresenta grande desempenho na redução dos constituintes da fase particulada da fumaça, como o alcatrão e a nicotina, porém não apresenta efeito na redução do monóxido de carbono, substância volátil presente na fase vapor da fumaça. No entanto, cabos de acetato com menor espessura dos filamentos somente podem ser utilizados em filtros de cigarro se combinados com outros parâmetros de design de cigarro a fim de não apresentar prejuízo na aceitação do produto junto aos consumidores, devido ao aumento no esforço para a realização da tragada. / In the middle of the cigarette consumption decline caused by the increase of restrictive advertising campaigns and smokers’ health risk public awareness, tobacco industries now encounter the permanent challenge of developing materials and new manufacturing technologies to minimize cigarette smoke effects in regards to consumers’ health. The taste and formulation of the smoke absorbed in the smoking activity crucially depend on the combination between cigarette design and tobacco blend. The aim in this research was to evaluate the influence of cigarette filter density to reduce the level of smoke main constituents. In order to conduct the study, cigarette prototypes were manufactured at industrial proportion, using the same tobacco blend and respective cigarette design parameters, but only varying the denier specification of the cellulose acetate filter tow used to produce the filter. The performance of filters as smoke-filtering materials were evaluated in terms of pressure drop and filter tow fiber properties. And, according standardized methods, cigarette prototypes were smoked in smoking machines, and the composition of tar, nicotine and carbon monoxide levels was determined to evaluate the retention capacity of the cigarette filters manufactured with different densities. Results show that the use of filter tows with low denier per filament in cigarette filters increases smoke particulate phase components removal efficiency, such as tar and nicotine, but it does not present effects to reduce carbon monoxide, volatile substance that exists in the smoke vapor phase. However, filter tows with of filaments can only be used in cigarette filters if combined with other design parameters in order to avoid damage in the product acceptance by consumers due to the increase of effort in the cigarette puff.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-18T12:22:01Z No. of bitstreams: 1 PDF - João Paulo Tavares Malheiro.pdf: 2553515 bytes, checksum: 47c2d0425241d35a5f696b608aae504e (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-22T15:07:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - João Paulo Tavares Malheiro.pdf: 2553515 bytes, checksum: 47c2d0425241d35a5f696b608aae504e (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-22T15:07:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - João Paulo Tavares Malheiro.pdf: 2553515 bytes, checksum: 47c2d0425241d35a5f696b608aae504e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - João Paulo Tavares Malheiro.pdf: 2553515 bytes, checksum: 47c2d0425241d35a5f696b608aae504e (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The application of polymers in modified release of drugs is already a reality in the pharmaceutical field. The polymers obtained from plants, especially cellulosic derivatives, are among the most used in the production of new release systems groups and the origin of the raw material, a critical factor in the quality and the final properties of polymer and systems. This work aimed to produce and characterize cellulose acetate extracted from cactus pear and apply it to modified release of drugs. The botanical collection and identification of Opuntia ficus-indica L. Miller was held at National Institute for the Semiarid. The plant was dried, pulverized and subjected to successive chemical treatments for obtain/pulp and purification production of acetylated derivative. The extraction yield of cellulose by the method adopted was 8,41%. The polymer and the acetylated derivative were characterized by Spectroscopies of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Forrier Infrared (FTIR), Scanning Electron Microscopy with energy dispersive (SEM-XRD), and analytical techniques, analyses which confirmed their identities and quality. The microparticles were produced by emulsification / solvent evaporation, presenting itself as spherical structures, in micrometer range (2-7μm), with roughness on the surface and the presence of small pores. The method of quantification by spectrophotometry of sodium diclofenac (drug model) has been validated, being considered: linear, selective, exact and precise, according to requirement of RE. 899/2003. obtained approximately 57% of sodium diclofenac encapsulated in the system, with release maintained constant the concentration percentage average of 57-62% in the range of 8-64hs. it is therefore concluded that the cellulose acetate obtained from forage palm presented excellent technological properties for application in the production of micro-particles with good results on the drug release kinetics model and favourable prospects for future applications of other drugs in this system, adding even greater value to cactus pear culture. / A aplicação de polímeros na liberação modificada de fármacos já é uma realidade no campo farmacêutico. Os polímeros obtidos a partir de plantas, com destaque para os derivados celulósicos, estão entre os grupos mais utilizados na produção dos novos sistemas de liberação, sendo a origem da matéria prima, um fator crítico na qualidade e nas propriedades finais do polímero e do sistema. Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar acetato de celulose a partir da celulose extraída da palma forrageira, e aplicá-lo para liberação modificada de fármacos . A coleta e identificação botânica da Opuntia ficus-indica L. Miller foi realizada no INSA. A planta foi seca, pulverizada e submetida a tratamentos químicos sucessivos para obtenção/ purificação da celulose e produção do derivado acetilado. O rendimento da extração da celulose pelo método adotado foi de 8,41%. O polímero e o derivado acetilado foram caracterizados por Espectroscopias de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e de Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura com sonda de Energia Dispersiva de Rios-X (MEV-EDS), Difração de Raios-X (DRX) e técnicas analíticas, análises que confirmaram suas identidades e qualidade. As micropartículas foram produzidas por emulsificação/evaporação de solvente, apresentando-se como estruturas esféricas, em escala micrométrica (2-7μm), com rugosidades na superfície e presença de pequenos poros. O método de quantificação por espectrofotometria do diclofenaco de sódio (fármaco modelo) foi validado, sendo considerado: linear, seletivo, exato e preciso, segundo as exigências da RE. 899 / 2003. Obteve-se cerca de 57% de diclofenaco de sódio encapsulado no sistema, com liberação mantida relativamente constante na concentração percentual média de 57-62% no intervalo de 8-64hs. Conclui-se, portanto, que o acetato de celulose obtido da palma forrageira apresentou excelentes propriedades tecnológicas para aplicação na produção de micropartículas, com bons resultados na cinética de liberação do fármaco modelo e com perspectivas favoráveis à aplicações futuras de outros fármacos neste sistema, agregando ainda maior valor a cultura da palma forrageira.

Pensando em um melhor aproveitamento para o excedente do bagaço de cana, esse trabalho tem como objetivo a obtenção de membranas de acetato de celulose composta com ligninas oxidadas, ambos isolados do bagaço da cana. Para tal, os componentes macromoleculares do bagaço foram separados, aplicando-se um pré-tratamento de explosão a vapor para retirada da parte hemicelulósica e um tratamento com hidróxido de sódio para a separação da lignina e obtenção da polpa bruta de celulose. Essa polpa foi branqueada e acetilada e, posteriormente, foram sintetizadas membranas deste acetato de celulose, incorporando-se lignina oxidada a estas membranas com o objetivo de aumentar a capacidade de retenção de metais destas membranas. Assim, pretende-se obter um produto com maior valor comercial, que tem aplicações em tratamento de água e efluentes, podendo contribuir ainda mais para a manutenção do ambiente. As membranas foram sintetizadas por inversão de fase, utilizando dois métodos distintos: I. por evaporaçãoprecipitação e, II. por imersão em banho de coagulação. O material acetilado foi analisado por IR, confirmando-se a acetilação pelo aparecimento de bandas características do acetato e analisadas quanto ao grau de substituição, caracterizando um diacetato. As membranas sintetizadas pelo método I foram analisadas por MEV, constatando-se membranas de estrutura densa para todas as composições, e mais rígidas que uma membrana preparada a partir de um triacetato comercial, de acordo com os dados da análise dinâmico-mecânica. Foram realizados ainda, testes de permeabilidade e retenção de cobre. Apesar de rígidas, resistiram a pressões de até 20 bar. A membrana aditivada com lignina oxidada por lacase foi a que apresentou melhor desempenho nesse teste, atingindo maior fluxo necessitando menor pressão. No teste de retenção de cobre, apresentaram uma capacidade média de 15%, correspondendo a 50,5 mg Cu2+/g lignina. As membranas sintetizadas pelo método II foram analisadas por MEV, constatando-se diferenças na morfologia quando a lignina é adicionada dissolvida em NaOH. As análises térmicas mostraram a Tg do material perto de 80°C, além de evidenciar uma maior estabilidade térmica do material aditivado com lignina oxidada, comparado ao material sem lignina e com lignina original. No teste de permeabilidade, realizado aqui à pressão constante de 10 bar, a membrana sintetizada apenas com o acetato de celulose de bagaço de cana não apresentou fluxo. As membranas aditivadas com lignina original e lignina oxidada apresentaram fluxo, de 3,5 e 6,1 L/h.m2 respectivamente. O fato foi atribuído à morfologia das membranas, dado que as duas últimas, que apresentaram fluxo, possuem estrutura porosa, enquanto a outra possui estrutura densa. No teste de retenção de cobre, foi possível visualizar o efeito da adição da lignina na membrana, que aumenta 3,5 vezes a capacidade de retenção de cobre e, ainda, o efeito da oxidação da lignina, que aumenta em mais 50 % essa capacidade de retenção em comparação à adição apenas da lignina original. Contudo, os resultados indicam que as membranas sintetizadas, principalmente as membranas aditivadas com lignina oxidada, são promissoras para o objetivo proposto. / Thinking of a better use for the surplus of sugarcane bagasse, this study aims to obtain membranes of cellulose acetate composite with oxidized lignins, both isolated from sugarcane bagasse. To this purpose, the macromolecular components of bagasse were separated by applying a steam explosion pre-treatment for removal of hemicellulose and a treatment with sodium hydroxide to separate the lignin and obtaining of crude cellulose pulp. This pulp was bleached and acetylated, and subsequently cellulose acetate membranes were synthesized incorporating oxidized lignin in these membranes in order to increase the metal retention capacity of them. Thus, we intend to obtain a product with higher commercial value, which has applications in water and effluent treatment, which can further contribute to the maintenance of the environment. The membranes were synthesized by phase inversion, using two different methods: I. evaporation-precipitation and II. immersion in coagulation bath. The acetylated material was analyzed by FTIR, confirming the acetylation by the appearance of bands characteristic of acetate and analyzed for degree of substitution, featuring a diacetate. The membranes synthesized by method I were analyzed by SEM, verifying dense structure for the membranes in all compositions, and more rigid than a membrane prepared from a commercial triacetate, according to the data of dynamic mechanical analysis. Tests about permeability and copper retention also were done. Although rigid, they resisted to pressures up to 20 bar. The membrane added with lignin oxidized by laccase showed the best performance in this test, reaching higher flow requiring less pressure. In the test of copper retention, they showed an average retention capacity of 15%, corresponding to 50.5 mg Cu2+/ g lignin. The membranes synthesized by method II were analyzed by SEM, noting differences in morphology when the lignin is added dissolved in NaOH. Thermal analysis showed the Tg of the material near 80 °C, besides showing a higher thermal stability of the material added with oxidized lignin compared to material without lignin and with original lignin. In the permeability test, held at constant pressure of 10 bar, the membrane synthesized with only cellulose acetate cane bagasse showed no flow. The membranes added with original lignin and oxidized lignin showed flow of 3.5 and 6.1 L/h.m2, respectively. The fact was attributed to the morphology of the membranes, since the two latter, which showed flow, have porous structure, while the other has a dense structure. In the test of copper retention, it was possible to visualize the effect of the addition of lignin in the membrane, which increases 3.5 times the cupper retention capacity and, the effect of lignin oxidation, with increases in more 50% this retention capacity in comparison to the addition of the lignin in the original form. However, the results indicate that the synthesized membranes, mainly membranes added with oxidized lignin, are promising for the proposed objective.

Considerando o grande interesse na produção de materiais provenientes de fontes renováveis, biocompatíveis e que combinem as propriedades de dois ou mais componentes em um único material, buscou-se contribuir para com estudos sobre a incorporação de nanopartículas (NPs) de magnetita (Fe3O4) em filmes preparados a partir de polpa celulósica de sisal e de acetatos obtidos usando esta polpa. Pretendeu-se obter filmes compósitos com boas propriedades magnéticas e com propriedades mecânicas similares ou melhores que aquelas dos filmes puros. Optou-se por polpa celulósica de sisal pelo fato de a planta ser largamente produzida no país, além de ter rápido crescimento e fibras com alto teor de celulose. A magnetita foi escolhida devido a sua baixa toxicidade quando comparada as NPs metálicas e pelo seu potencial de aplicação em diversas áreas, incluindo a médica. A magnetita foi obtida por decomposição térmica (método do poliol) e caracterizada via microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX) e por magnetometria via SQUID (superconducting quantum interference device). Os resultados indicaram que as NPs preparadas corresponderam a um sistema de partículas esféricas e monodispersas, com diâmetro médio de 5,1 ± 0,5 nm e comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. Os filmes foram preparados a partir da dissolução da polpa celulósica (2 g) em dimetilacetamida/cloreto de lítio (DMAc/LiCl), a 160 °C, com ou sem NPs (0,5; 1,4 e 3,0 g L-1) e caracterizados quanto a microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), DRX, propriedades de tração e magnetometria de amostra vibrante (VSM, Vibrating Sample Magnetometry). Resultados de absorção atômica (Li) e análise elementar (N) mostraram que LiCl e DMAc foram praticamente eliminados dos filmes. O aumento da concentração das NPs de magnetita nos filmes compósitos tornou-os menos rígidos, com maior resistência à tração e maior alongamento quando comparado ao filme de celulose. A magnetização de saturação dos filmes compósitos (23; 31; 37 emu g-1) se correlacionou positivamente com o aumento da concentração de NPs. A ausência de histerese e coercividade indicaram que a temperatura ambiente os filmes compósitos são superparamagnéticos. Posteriormente, a celulose foi acetilada em DMAc/LiCl, a 110 °C por 4 h, e acetatos com diferentes graus de substituição (GS) foram obtidos.Filmes compósitos a partir destes acetatos foram obtidos em DMAc/LiCl (condições similares aquelas dos filmes de celulose), na ausência e na presença de NPs (3,0 g L-1). A caracterização destes filmes foi feita por DRX, MEV, EDX, TG e DSC, ensaio de tração e VSM. As imagens MEV mostraram que os filmes de acetatos com diferentes GS apresentaram morfologias distintas e que a introdução das NPs nas matrizes dos diferentes acetatos não teve efeito sobre a morfologia dos filmes. Filmes a partir de acetatos de GS maior ou igual a 2,0 apresentaram microesferas em sua superfície. Filmes de acetatos mais substituídos foram menos resistentes à tração que os filmes de acetatos mais substituídos e a inserção de NPs nessas matrizes levou a filmes menos rígidos. No geral, filmes compósitos apresentaram menores índices de cristalinidades e decomposição térmica com início a temperaturas inferiores (entre 220 e 270 °C) em relação ao respectivo filme de acetato (controle, entre 280-300 °C), mas sem comprometer as possibilidades de aplicação. Os filmes compósitos baseados nos acetatos de celulose apresentaram comportamento superparamagnético a temperatura ambiente, com temperatura de bloqueio de 14 K e boa magnetização de saturação (27-46 emu.g-1). Não foi observado correlação entre GS e propriedades magnéticas dos filmes, as quais mostraram certa dependência da presença ou não de microesferas. A associação das NPs de magnetita nas matrizes poliméricas, tanto de celulose como de acetato de celulose, levou a filmes poliméricos com boas propriedades magnéticas e mecânicas. / Considering the great interest in the production of materials from renewable sources and biocompatible ,and that combining the properties of two or more components in a single material, the aim was to contribute to studies on the incorporation of magnetite nanoparticles (NPs) (Fe3O4) in films produced from sisal pulp or acetates from this pulp. To obtain composite films with good magnetic properties, as well as mechanical properties similar or better than those of the pure films was also intended. The sisal pulp was chosen due to the fact that the plant is widely produced, not to mention its rapid growth and fibers with a high cellulose concentration. Magnetite was chosen due to its low toxicity when compared with metallic NPs and its potential application in several areas, including the medical area. The magnetite was obtained by thermal decomposition (polyol method) and characterized by transmission and scanning electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and by SQUID magnetometry (superconducting quantum interference device).The results showed that the prepared NPs correspond to a system of spherical and monodisperse particles with a mean diameter of 5.1 ± 0.5nm and superparamagnetic behavior at room temperature. The films were prepared by dissolving cellulosic pulp (2 g) in dimethylacetamide/lithiumchloride (DMAc/LiCl) to 160°C, with or without NPs (0.5, 1.4 and 3.0 g g L-1) and characterized by electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrum (EDX), XRD, tensile properties and vibrating sample magnetometry (VSM). Results of atomic absorption (Li) and elemental analysis (N) showed that LiCl and DMAc were practically eliminated from the films. Increasing the concentration of magnetite NPs in the composite films made them less rigid, with higher tensile strength and elongation when compared to the cellulose film. The saturation magnetization of the composite films (23, 31, and 37 emu g-1) was positively correlated with the concentration of NPs. The lack of hysteresis and coercivity indicated that the composite films are superparamagnetic at room temperature. Subsequently, cellulose was acetylated in DMAc/LiCl, at 110°C for 4h, and acetates with different degrees of substitution (DS) were obtained. Composite films from these acetates were obtained in DMAc/LiCl (conditions similar to those of the cellulose films) in the absence and presence of NPs (3.0 g L-1).The characterization of these films was performed by XRD, SEM, EDX, TG and DSC, tensile testing and VSM. SEM images showed that acetate films with different DS exhibited different morphologies and that the introduction of NPs in the matrices of different acetates had no effect on the morphology of the films. Films from acetates of DS greater than or equal to 2.0 showed microspheres on its surface. Acetate films more substituted were less resistant to traction than acetate films less substituted and the inclusion of NPs in these matrices led to less rigid films. Overall, composite films exhibited lower levels of crystallinity and thermal decomposition starting at lower temperatures (between 220-270°C) compared to the corresponding acetate film (control) (between 280-300°C), but without compromising the ability of application. The composite films based on cellulose acetate showed superparamagnetic behavior at room temperature with blocking temperature of 14 K and good saturation magnetization (27-46 emu.g-1). No correlation between DS and the magnetic properties of the films was observed, which showed some dependence on the presence or absence of microspheres. The association of the NPs in the polymeric matrices of both cellulose and cellulose acetate led to polymeric films with good magnetic and mechanical properties.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Efeito inibidor do tungstato de sódio e da amoxicilina em solução e em filmes de acetato de celulose na corrosão da liga de aço-carbono AISI 1020 em NaCl 0,05 molL.pdf: 3082976 bytes, checksum: 0cd5a0b855088834038b5aff2432de07 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Este trabalho teve por objetivo avaliar o tungstato de sódio (Na2WO4) e a amoxicilina como inibidores de corrosão para a liga de aço-carbono AISI 1020 adicionados a um meio contendo 0,05 mol/L de Cloreto de Sódio (NaCl). Além disso, avaliar o efeito desses inibidores quando inseridos em um filme de acetato de celulose. O estudo compreendeu a exposição do metal no meio proposto, na ausência e presença de 0,005, 0,01 e 0,07 mol/L de Na2WO4, e/ou 1000, 2000 e 3000 ppm de amoxicilina inseridos ou não em filmes de 5% e 10% de acetato de celulose. Foram empregadas técnicas eletroquímicas de monitoramento do potencial de circuito aberto (PCA), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização anódica. Todos os experimentos foram realizados à temperatura ambiente e em meio aerado. Quanto aos objetivos propostos pode-se concluir que: 1) As medidas de PCA para as diferentes concentrações de Na2WO4, apresentaram deslocamento dos potenciais (E) para valores mais positivos durante os 7 dias de imersão no NaCl, principalmente para 0,07 mo/L de Na2WO4, com E = - 0,407 V no 7º dia, indicando um comportamento inibidor. Para as diferentes concentrações de amoxicilina os valores de potencial não apresentaram variação tão significativa, em 1000 ppm de amoxicilina o E = - 0,560 V no 7º dia. Quando inserida a amoxicilina ao WO4-2, as concentrações melhores foram para 1000, 2000 e 3000 ppm de amoxicilina inserida em 0,07 mol/L Na2WO4, obtendo-se ao 7º dia de imersão valores respectivamente de E = - 0,380 V, E = -0,400 V e E = -,0370 V. Já para os revestimentos a base de acetato de celulose, não apresentaram valores de potencial significativos, ficando entorno de E = -0,645 V ao 7º dia. Quando inserido 2000 ppm amoxicilina e 0,07 mol/L de Na2WO4 ao filme 5 %, continuou estável ao deslocamento do potencial, 2) Por EIE demostrou-se que para 0,07 mol/L de Na2WO4 os valores de resistência aumentaram significativamente do que os demais inibidores, 3) E as curvas de polarização anódica, mostraram que para 0,07 mol/L de Na2WO4 o potencial de rompimento de filme (ERP) possuiu valores mais positivo, ERP = +0,07 V quando comparados com os demais inibidores. / This study aimed to evaluate the sodium tungstate (Na2WO4) and amoxicillin as corrosion inhibitors for carbon steel alloy AISI 1020 added to a medium containing 0.05 mol/L sodium chloride (NaCl). Moreover, to evaluate the effect of these inhibitors when inserted in a film of cellulose acetate. The study consisted of exposing the metal in the proposed environment, in the absence and presence of 0.005, 0.01 and 0.07 mol/L of Na2WO4 and/or 1000, 2000 and 3000 ppm of amoxicillin or not inserted into films 5 % and 10 % cellulose acetate. Electrochemical techniques for monitoring the open circuit potential (PCO), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic polarization were employed. All experiments were performed at room temperature and aerated environment. As for the proposed objectives can be concluded that: 1) PCO measures for the different concentrations of Na2WO4 showed displacement of the potential (E) towards more positive values during the 7 days of immersion in NaCl mainly to 0.07 mol/L Na2WO4 with E = - 0.407 V on day 7, indicating an inhibitory behavior. For different concentrations of amoxicillin potential values showed no significant variation as in 1000 ppm of amoxicillin E = - 0.560 V on the 7th day. When inserted amoxicillin to WO4-2 concentrations were the best for 1000, 2000 and 3000 ppm of amoxicillin inserted in 0.07 mol/L Na2WO4 obtaining the 7th day of immersion values respectively E = - 0.380 V, E = -0.400 V and E = - 0370 V. As for the coatings based on cellulose acetate showed no significant potential values, getting around E = -0.645 V to day 7. When inserted amoxicillin 2000 ppm and 0.07 mol/L of Na2WO4 the film 5 % remained stable potential shift, 2) It is demonstrated that EIS to 0.07 mol/L of Na2WO4 resistance values increased significantly than other inhibitors, 3) and the anodic polarization curves showed that for 0.07 mol/L of the Na2WO4 potential breakup film (ERP) possessed more positive values, ERP = +0.07 V when compared with the other inhibitors.

Pensando em um melhor aproveitamento para o excedente do bagaço de cana, esse trabalho tem como objetivo a obtenção de membranas de acetato de celulose composta com ligninas oxidadas, ambos isolados do bagaço da cana. Para tal, os componentes macromoleculares do bagaço foram separados, aplicando-se um pré-tratamento de explosão a vapor para retirada da parte hemicelulósica e um tratamento com hidróxido de sódio para a separação da lignina e obtenção da polpa bruta de celulose. Essa polpa foi branqueada e acetilada e, posteriormente, foram sintetizadas membranas deste acetato de celulose, incorporando-se lignina oxidada a estas membranas com o objetivo de aumentar a capacidade de retenção de metais destas membranas. Assim, pretende-se obter um produto com maior valor comercial, que tem aplicações em tratamento de água e efluentes, podendo contribuir ainda mais para a manutenção do ambiente. As membranas foram sintetizadas por inversão de fase, utilizando dois métodos distintos: I. por evaporaçãoprecipitação e, II. por imersão em banho de coagulação. O material acetilado foi analisado por IR, confirmando-se a acetilação pelo aparecimento de bandas características do acetato e analisadas quanto ao grau de substituição, caracterizando um diacetato. As membranas sintetizadas pelo método I foram analisadas por MEV, constatando-se membranas de estrutura densa para todas as composições, e mais rígidas que uma membrana preparada a partir de um triacetato comercial, de acordo com os dados da análise dinâmico-mecânica. Foram realizados ainda, testes de permeabilidade e retenção de cobre. Apesar de rígidas, resistiram a pressões de até 20 bar. A membrana aditivada com lignina oxidada por lacase foi a que apresentou melhor desempenho nesse teste, atingindo maior fluxo necessitando menor pressão. No teste de retenção de cobre, apresentaram uma capacidade média de 15%, correspondendo a 50,5 mg Cu2+/g lignina. As membranas sintetizadas pelo método II foram analisadas por MEV, constatando-se diferenças na morfologia quando a lignina é adicionada dissolvida em NaOH. As análises térmicas mostraram a Tg do material perto de 80°C, além de evidenciar uma maior estabilidade térmica do material aditivado com lignina oxidada, comparado ao material sem lignina e com lignina original. No teste de permeabilidade, realizado aqui à pressão constante de 10 bar, a membrana sintetizada apenas com o acetato de celulose de bagaço de cana não apresentou fluxo. As membranas aditivadas com lignina original e lignina oxidada apresentaram fluxo, de 3,5 e 6,1 L/h.m2 respectivamente. O fato foi atribuído à morfologia das membranas, dado que as duas últimas, que apresentaram fluxo, possuem estrutura porosa, enquanto a outra possui estrutura densa. No teste de retenção de cobre, foi possível visualizar o efeito da adição da lignina na membrana, que aumenta 3,5 vezes a capacidade de retenção de cobre e, ainda, o efeito da oxidação da lignina, que aumenta em mais 50 % essa capacidade de retenção em comparação à adição apenas da lignina original. Contudo, os resultados indicam que as membranas sintetizadas, principalmente as membranas aditivadas com lignina oxidada, são promissoras para o objetivo proposto. / Thinking of a better use for the surplus of sugarcane bagasse, this study aims to obtain membranes of cellulose acetate composite with oxidized lignins, both isolated from sugarcane bagasse. To this purpose, the macromolecular components of bagasse were separated by applying a steam explosion pre-treatment for removal of hemicellulose and a treatment with sodium hydroxide to separate the lignin and obtaining of crude cellulose pulp. This pulp was bleached and acetylated, and subsequently cellulose acetate membranes were synthesized incorporating oxidized lignin in these membranes in order to increase the metal retention capacity of them. Thus, we intend to obtain a product with higher commercial value, which has applications in water and effluent treatment, which can further contribute to the maintenance of the environment. The membranes were synthesized by phase inversion, using two different methods: I. evaporation-precipitation and II. immersion in coagulation bath. The acetylated material was analyzed by FTIR, confirming the acetylation by the appearance of bands characteristic of acetate and analyzed for degree of substitution, featuring a diacetate. The membranes synthesized by method I were analyzed by SEM, verifying dense structure for the membranes in all compositions, and more rigid than a membrane prepared from a commercial triacetate, according to the data of dynamic mechanical analysis. Tests about permeability and copper retention also were done. Although rigid, they resisted to pressures up to 20 bar. The membrane added with lignin oxidized by laccase showed the best performance in this test, reaching higher flow requiring less pressure. In the test of copper retention, they showed an average retention capacity of 15%, corresponding to 50.5 mg Cu2+/ g lignin. The membranes synthesized by method II were analyzed by SEM, noting differences in morphology when the lignin is added dissolved in NaOH. Thermal analysis showed the Tg of the material near 80 °C, besides showing a higher thermal stability of the material added with oxidized lignin compared to material without lignin and with original lignin. In the permeability test, held at constant pressure of 10 bar, the membrane synthesized with only cellulose acetate cane bagasse showed no flow. The membranes added with original lignin and oxidized lignin showed flow of 3.5 and 6.1 L/h.m2, respectively. The fact was attributed to the morphology of the membranes, since the two latter, which showed flow, have porous structure, while the other has a dense structure. In the test of copper retention, it was possible to visualize the effect of the addition of lignin in the membrane, which increases 3.5 times the cupper retention capacity and, the effect of lignin oxidation, with increases in more 50% this retention capacity in comparison to the addition of the lignin in the original form. However, the results indicate that the synthesized membranes, mainly membranes added with oxidized lignin, are promising for the proposed objective.