Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-11T13:01:47Z No. of bitstreams: 2 TESE_Marilda Nascimento Carvalho_BC.pdf: 2374659 bytes, checksum: 6206ceeb790a2faaa57e74fdae5877af (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T13:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE_Marilda Nascimento Carvalho_BC.pdf: 2374659 bytes, checksum: 6206ceeb790a2faaa57e74fdae5877af (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / A contaminação da água por compostos orgânicos tóxicos é uma das maiores preocupações ambientais e tem aumentado o interesse na busca de adsorventes eficientes para a remoção desses compostos. A adsorção utilizando argilas constitui uma das tecnologias de aplicação crescentes empregadas no tratamento secundário de efluentes contaminados por compostos orgânicos de origem na indústria de petróleo. Este trabalho investigou um processo de adsorção dos compostos orgânicos benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos (BTEX) e do fenol presentes em soluções aquosas em baixas concentrações, até 20 mg/L, por meio de uma argila esmectítica (chocolate) de origem do estado da Paraíba, no nordeste do Brasil, visando colaborar com tecnologias de caráter sustentável, para a indústria de petróleo e petroquímica. A argila organofílica foi sintetizada a partir do sal quaternário (SQA) cloreto de hexadeciltrimetilamônio na concentração de 150% da capacidade de troca catiônica (CTC) da argila, a qual promoveu o aumento do espaçamento basal da estrutura cristalina do argilomineral de 14,73 Å para 22,08 Å. Procedeu-se à avaliação de sistemas de adsorção multicomponente, em regime descontínuo, considerando as abordagens cinéticas e de equilíbrios. Os teores dos componentes BTEX e fenol foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados experimentais ajustaram-se bem ao modelo de equilíbrio combinado de Langmuir-Freundlich e revelaram capacidades máximas de adsorção entre 1,27mg/g (tolueno) a 8,28mg/g (fenol) e cinéticas de equilíbrio em torno de 30 minutos. Parâmetros relacionados à heterogeneidade superficial da argila indicaram a existência de sítios ativos específicos. As afinidades de adsorção de BTEX e de fenol pela argila organofílica no sistema multicomponente apresentaram-se na ordem decrescente: etilbenzeno > xilenos > tolueno > fenol > benzeno. Estas afinidades estiveram relacionadas ao tamanho das moléculas dos aromáticos. As eficiências de remoção obtidas variaram em torno de 55% e 90%.

Neste trabalho, materiais nanocompósitos de poli(imida) (PI) derivada de BTDA-pFDA-Mel e argila do tipo montmorilonita, organicamente modificada (O-MMT), foram sintetizados usando a metodologia de two-steps. O componente inorgânico do nanocompósito foi adicionado nas concentrações de 3,3, 5,3 e 8,3% em massa. As membranas sintetizadas foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Difração de Raio X (DRX), Termogravimetria (TG), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raio X (XPS) e Microscopias Ótica (MO), Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET). Os resultados comprovam a formação de PI e uma estrutura de nanocompósito do tipo intercalado, onde a cadeia polimérica expulsa o surfactante do espaço interlamelar; além de apresentar estruturas de argila parcialmente esfoliadas. Os materiais sintetizados foram avaliados como polieletrólito em célula a combustível alcalina (Alkaline Fuel Cell - AFC), obtendo condutividades iônicas em torno de 0,032 S cm-1 e de 0,017 S cm-1 para as membranas de PI pura e de nanocompósito com 3,3% de argila em massa, respectivamente, ambas a 60 °C, as quais são na ordem ou até mesmo superior que os polieletrólitos comercias (Tokuyama®, 0,014 S cm-1) para eletrólito alcalino. Apesar de condutividades razoáveis, a performance obtida para as AFCs em operação não foram satisfatórias, desta forma, membranas de nanocompósitos com PI de cadeia principal de maior mobilidade foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas nas AFCs. Ademais, neste segundo nanocompósito, a adição de grupamentos amino na cadeia principal foram realizados para aumentar a condutividade iônica. Assim, este segundo material apresentou uma maior performance nas AFCs quando comparado com o nanocompósito de PI de cadeia mais rígida e com a membrana comercial Tokuyama® nas mesmas condições. Além disso, a carbonização superficial das amostras foi realizada por meio de tratamento térmico. A formação de estruturas grafitizadas nos materiais de PI pura e dos nanocompósitos foram investigadas por FTIR, DRX, TG, XPS e EPR. Foi encontrado que a formação de estruturas do tipo grafite nas amostras ocorrem principalmente nas primeiras camadas (grafitização superficial), preservando a estrutura interna da poli(imida). Com isso, estruturas poliméricas ou nanocompósitos com superfícies grafitizadas podem atuar tanto como polieletrólitos e ser um caminho promissor para o desenvolvimento de arranjos eletrodo-membrana (Membrane Electrode Assembly - MEA) mais eficientes para células a combustíveis alcalinas, como em processos de catálise heterogênea e processos de separação com membranas. / In this work, Poli(imide)/clay (PI/clay) nanocomposite membranes were synthesized by employing a two-steps method using organically modified montmorillonite clay (O-MMT) with different amounts of O-MMT loading (3.3, 5.3 and 8.3 wt.%). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray power diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), optical microscopy (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) measurements, confirmed the formation of pure PI and intercalated-nanocomposite structures. The results revealed parallel clay layers with interlamellar PI and some organoclay partially exfoliated. In addition, the polyelectrolyte membranes of PI and PI/O-MMT (3.3 wt.%) showed that the ionic conductivity were 2- and 1-fold, respectively, higher than that of commercial membrane (Tokuyama®, 0.014 S cm-1), in alkaline fuel cells (AFC) at 60 °C. Despite the fact that the membranes of pure PI and PI/O-MMT demonstrated a good degree of ionic conductivity, rapid fuel cell performance deactivation occurred for the temperature higher than 75 °C. Furthermore, the lack of prepared polyelectrolyte ionic groups, led us to consider alternative synthesis of PI/clay nanocomposite membranes. Thus, the performance for second polyelectrolyte was superior when compared to pure PI, PI/O-MMT and commercial Tokuyama® membranes at same conditions. Moreover, the samples were also surface carbonized by thermal treatment. Combining FTIR, XRD, TG, XPS and electron paramagnetic resonance (ESR) analysis, the results suggested that graphitized nanostructures formation occurred mainly on the surface, maintaining the PI bulk structure. Therefore, graphitized PI/clay membranes may act as one promising way for enhancing both membrane electrode assembly in alkaline fuel cells and gas separation or catalysis.

Sais quaternários de amônio são amplamente usados como agentes antissépticos, desinfetantes, detergentes e preservantes. Além disso, sais quaternários de amônio são frequentemente utilizados como algicidas, sendo o cloreto de dodecil dimetil benzil amônio (Cloreto de benzalcônio) o mais efetivo contra estes microorganismos. No entanto sua aplicação como algicida de superfícies é limitada, devido a sua alta hidrofilicidade, ocasionando uma alta lixiviação deste composto quando a superfície é exposta à alta umidade e intempéries de clima tropical. Atualmente compostos como Diuron e S-Triazina são empregados como algicidas, considerados de baixa lixiviação. No entanto, altos níveis de concentração destes biocidas foram detectados em regiões costeiras evidenciando a lixiviação destes biocidas, quando utilizados em tintas para casco de navio. Assim surge a necessidade do desenvolvimento de um algicida para suprir as deficiências de lixiviação dos compostos empregados atualmente. Materiais como as argilas organofílicas são uma excelente alternativa, pois são altamente hidrofóbicas. Portanto sintetizou-se neste trabalho uma argila organofílica utilizando-se cloreto de benzalcônio, a qual foi utilizada em uma formulação de tinta imobiliária. O material foi caracterizado pelas técnicas de difração de Raios X e análise termogravimétrica. Um filme de tinta foi submetido a uma câmara de lixiviação, simulando a ação da chuva. Após a lixiviação o filme de tinta seguiu para testes microbiológicos, para verificar se a superfície ainda possui proteção microbiana. As algas testadas foram das espécies Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp e Scenedesmus quadricauda colocadas num pool de algas. Através das análises de Difração de Raios X e termogravimétrica é possível determinar a estrutura e quantificar o teor cloreto de benzalcônio no material, respectivamente. Os testes microbiológicos e de lixiviação avaliaram a capacidade biocida assim como a resistência à intempérie do material. O novo composto sintetizado neste trabalho apresentou um alto potencial para uso como agente microbiano em tintas. / Quaternary ammonium compounds are widely used as antiseptic agents, disinfectants, detergents and preservatives. In addition, quaternary ammonium compounds are often used as algaecides, and dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride (benzalkonium chloride) is the most effective against these microorganisms. However benzalkonium chloride is not used as surface algaecide compound due its high hydrophilic, bring on high leaching of this compound when the surface is exposed to high humidity and severe weather from tropical climate. Currently, compounds such as diuron and s-triazine are used as microbial agent, considered low leaching. However diuron and s-triazine were detected in coastal regions in high levels concentration showing the leaching of these biocides when used in antifouling paints in ships. Considering these, it can be observed the necessity to develop a new algaecide to overcome the failings of leaching of the compounds used nowadays. Material as organoclay is an excellent alternative because they are highly hydrophobic. Therefore in this work was synthesized a new nanomaterial using benzalkonium chloride, which was applied in a house paint formulation. The material was characterized by the techniques of X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. A film coating was placed in a leaching chamber, simulating the action of rain. After leaching the coating film was applied to microbiological tests to check if the surface still had microbial protection against the following algae species: Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp and Scenedesmus quadricauda; placed in a pool of algae. It was possible to determine the structure and quantify the amount of benzalkonium chloride in the material through X-ray Diffraction and Thermogravimetric analysis, respectively. The biocide capabilities as well as the resistance to weathering of coating with the material were analyzed by microbiological and leaching test, respectively. The new compound developed in this study has a high potential to be used as microbial agent in paints.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8060834 bytes, checksum: 46436eaf2034d7b7700046ec7ccf41c0 (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Currently there are increasing studies on bentonite clays are organically modified. Since the method involves the addition of surfactants (sufactantes) ionic or nonionic most studied in the synthesis of organoclays, so that the synthesis can be performed in two ways: by ion exchange (the chemical reaction of double exchange) and ion -dipole (organic molecules are adsorbed on the surface of clay). Thus, the present work aims to study the sorption / cation exchange of ionic and nonionic surfactants on the surface of bentonite clays making them organophilic. In the process of organophilization bentonite clays have used two industrialized Brasgel PA and the Bentongel that their concentrations were varied from 3.16 to 7.16% by weight of clay. Was used to organophilization one nonionic surfactant amine ethoxylate grade 5 TA 50, where its concentration pierced 40-60 g/100g. After organophilizated clays were filtered, dried in an oven for 48 hours and passed in ABNT No. 200, to be well characterized. The sorption isotherms were constructed using data from thermogravimetry (TG), and adjusted to the linear model and Freundlich. From the isotherms was possible to infer the mechanism involved in the sorption is adsorption and cooperative multilayer adsorption, and the type of clay, the type of surfactant and the viscosity of the medium, variables influenced sorption. According to the results, it was possible to infer that clays with higher sorption capacity were Bentongel and Brasgel concentration of 3.16% when the WB organophilizated the Bentogel concentration of 7.16% organophilizated when the MT 50 and the Brasgel concentration 3.16% when organophilizated with TA 50. / Atualmente são crescentes os estudos sobre as argilas bentoníticas que são modificadas organicamente. Sendo o método que envolve a adição de tensoativos (sufactantes) iônicos ou não iônicos o mais estudado na síntese de argilas organofílicas, desta forma a síntese pode ser realizada de duas formas: por troca de íons (reação química de dupla troca), e íon-dípolo (moléculas orgânicas são adsorvidas na superfície da argila). Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar a sorção/troca catiônica de tensoativos iônicos e não iônicos na superfície das argilas bentoníticas tornando-as organofílicas. No processo de organofilização foram utilizadas duas argilas bentoníticas industrializadas, a Bentongel e a Brasgel PA que tiveram suas concentrações variadas de 3,16-7,16% em peso da argila. Foi utilizado para organofilização um tensoativo não-iônico a amina etoxilada de grau 5 TA 50, onde sua concentração varou de 40-60 g/100g. Após organofilizadas as argilas foram filtradas, secas em estufa por 48h e passadas em peneira ABNT nº 200, para assim serem caracterizadas. As isotermas de sorção foram construídas através dos dados de termogravimetria (TG), e ajustadas ao modelo linear e de Freundlich. A partir das isotermas foi possível inferir que o mecanismo envolvido na sorção é a adsorção cooperativa e adsorção em multicamadas, sendo o tipo de argila, o tipo de tensoativo e a viscosidade do meio, variáveis influenciáveis na sorção. De acordo com os resultados foi possível inferir que as argilas com maiores capacidade de sorção foram a Bentongel e Brasgel de concentração 3,16% quando organofilizada com o WB, a Bentongel de concentração 7,16% quando organofilizada com o TA 50 e a Brasgel de concentração 3,16% quando organofilizada com o TA 50.

Neste trabalho, materiais nanocompósitos de poli(imida) (PI) derivada de BTDA-pFDA-Mel e argila do tipo montmorilonita, organicamente modificada (O-MMT), foram sintetizados usando a metodologia de two-steps. O componente inorgânico do nanocompósito foi adicionado nas concentrações de 3,3, 5,3 e 8,3% em massa. As membranas sintetizadas foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Difração de Raio X (DRX), Termogravimetria (TG), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raio X (XPS) e Microscopias Ótica (MO), Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET). Os resultados comprovam a formação de PI e uma estrutura de nanocompósito do tipo intercalado, onde a cadeia polimérica expulsa o surfactante do espaço interlamelar; além de apresentar estruturas de argila parcialmente esfoliadas. Os materiais sintetizados foram avaliados como polieletrólito em célula a combustível alcalina (Alkaline Fuel Cell - AFC), obtendo condutividades iônicas em torno de 0,032 S cm-1 e de 0,017 S cm-1 para as membranas de PI pura e de nanocompósito com 3,3% de argila em massa, respectivamente, ambas a 60 °C, as quais são na ordem ou até mesmo superior que os polieletrólitos comercias (Tokuyama®, 0,014 S cm-1) para eletrólito alcalino. Apesar de condutividades razoáveis, a performance obtida para as AFCs em operação não foram satisfatórias, desta forma, membranas de nanocompósitos com PI de cadeia principal de maior mobilidade foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas nas AFCs. Ademais, neste segundo nanocompósito, a adição de grupamentos amino na cadeia principal foram realizados para aumentar a condutividade iônica. Assim, este segundo material apresentou uma maior performance nas AFCs quando comparado com o nanocompósito de PI de cadeia mais rígida e com a membrana comercial Tokuyama® nas mesmas condições. Além disso, a carbonização superficial das amostras foi realizada por meio de tratamento térmico. A formação de estruturas grafitizadas nos materiais de PI pura e dos nanocompósitos foram investigadas por FTIR, DRX, TG, XPS e EPR. Foi encontrado que a formação de estruturas do tipo grafite nas amostras ocorrem principalmente nas primeiras camadas (grafitização superficial), preservando a estrutura interna da poli(imida). Com isso, estruturas poliméricas ou nanocompósitos com superfícies grafitizadas podem atuar tanto como polieletrólitos e ser um caminho promissor para o desenvolvimento de arranjos eletrodo-membrana (Membrane Electrode Assembly - MEA) mais eficientes para células a combustíveis alcalinas, como em processos de catálise heterogênea e processos de separação com membranas. / In this work, Poli(imide)/clay (PI/clay) nanocomposite membranes were synthesized by employing a two-steps method using organically modified montmorillonite clay (O-MMT) with different amounts of O-MMT loading (3.3, 5.3 and 8.3 wt.%). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray power diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), optical microscopy (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) measurements, confirmed the formation of pure PI and intercalated-nanocomposite structures. The results revealed parallel clay layers with interlamellar PI and some organoclay partially exfoliated. In addition, the polyelectrolyte membranes of PI and PI/O-MMT (3.3 wt.%) showed that the ionic conductivity were 2- and 1-fold, respectively, higher than that of commercial membrane (Tokuyama®, 0.014 S cm-1), in alkaline fuel cells (AFC) at 60 °C. Despite the fact that the membranes of pure PI and PI/O-MMT demonstrated a good degree of ionic conductivity, rapid fuel cell performance deactivation occurred for the temperature higher than 75 °C. Furthermore, the lack of prepared polyelectrolyte ionic groups, led us to consider alternative synthesis of PI/clay nanocomposite membranes. Thus, the performance for second polyelectrolyte was superior when compared to pure PI, PI/O-MMT and commercial Tokuyama® membranes at same conditions. Moreover, the samples were also surface carbonized by thermal treatment. Combining FTIR, XRD, TG, XPS and electron paramagnetic resonance (ESR) analysis, the results suggested that graphitized nanostructures formation occurred mainly on the surface, maintaining the PI bulk structure. Therefore, graphitized PI/clay membranes may act as one promising way for enhancing both membrane electrode assembly in alkaline fuel cells and gas separation or catalysis.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-06-07T16:52:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2011-Tese-MarildaCarvalho.pdf: 2363493 bytes, checksum: 73792c6b5b73cd77692479b820749baf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T16:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2011-Tese-MarildaCarvalho.pdf: 2363493 bytes, checksum: 73792c6b5b73cd77692479b820749baf (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / A contaminação da água por compostos orgânicos tóxicos é uma dasmaiores preocupações ambientais e tem aumentado o interesse na busca de adsorventes eficientes para a remoção desses compostos. A adsorção utilizando argilas constitui uma das tecnologias de aplicação crescentes empregadas no tratamento secundário de efluentes contaminados por compostos orgânicos de origem na indústria de petróleo. Este trabalho investigou um processo de adsorção dos compostos orgânicos benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos (BTEX) e do fenol presentes em soluções aquosas em baixas concentrações, até 20 mg/L, por meio de uma argila esmectítica (chocolate) de origem do estado da Paraíba, no nordeste do Brasil, visando colaborar com tecnologias de caráter sustentável, para a indústria de petróleo e petroquímica. A argila organofílica foi sintetizada a partir do sal quaternário (SQA) cloreto de hexadeciltrimetilamônio na concentração de 150% da capacidade de troca catiônica (CTC) da argila, a qual promoveu o aumento do espaçamento basal da estrutura cristalina do argilomineral de 14,73 Å para 22,08 Å. Procedeu-se à avaliação de sistemas de adsorção multicomponente, em regime descontínuo, considerando as abordagens cinéticas e de equilíbrios. Os teores dos componentes BTEX e fenol foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados experimentais ajustaram-se bem ao modelo de equilíbrio combinado de Langmuir-Freundlich e revelaram capacidades máximas de adsorção entre 1,27mg/g (tolueno) a 8,28mg/g (fenol) e cinéticas de equilíbrio em torno de 30 minutos. Parâmetros relacionados à heterogeneidade superficial da argila indicaram a existência de sítios ativos específicos. As afinidades de adsorção de BTEX e de fenol pela argila organofílica no sistema multicomponente apresentaram-se na ordem decrescente: etilbenzeno > xilenos > tolueno > fenol > benzeno. Estas afinidades estiveram relacionadas ao tamanho das moléculas dos aromáticos. As eficiências de remoção obtidas variaram em torno de 55% e 90%. / Water contamination by toxic organic compounds is a major environmental concern and has increased the interest in finding efficient adsorbents for the removal of these compounds. The adsorption using clay has become one of the technologiesincreasingly employed in secondary treatment of effluents contaminated by organic compounds in the oil industry. This study investigated the process of adsorption of organic compounds benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes (BTEX) and phenol existing in aqueous solutions at low concentrations, up to 20 mg/L, by means of a smectite clay (chocolate)'s home state of Paraiba in northeastern Brazil, aiming to collaborate with nature sustainable technologies for the petroleum and petrochemical industry. The organoclay was synthesized from the quaternary ammonium salt (SQA) hexadecyltrimethylammonium chloride at a concentration of 150% of the cation exchange capacity (CEC) of clay, which promoted the increase in basal spacing of 4.73 Å clay to 22.08 Å. The evaluation of the multicomponent adsorption systems was made through discontinuous system, considering the kinetic and equilibrium approaches. The concentration of BTEX and phenol components was quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The experimental results fit well to the combined equilibrium model of Langmuir-Freundlich and showed maximum adsorption capacities ranging from 1.27 mg/g (toluene) to 8.28 mg/g (phenol) and kinetic equilibrium in about 30 minutes. Parameters related to the heterogeneity of the clay surface indicated the existence of specific active sites. The adsorption affinity of BTEX and phenol in the organoclay in the multicomponent system is presented in descending order: ethylbenzene>xylenes>toluene>phenol>benzene. These affinities were related to the size of the aromatic molecules. The removal efficiencies obtained ranged around 55% and 90%.

Sais quaternários de amônio são amplamente usados como agentes antissépticos, desinfetantes, detergentes e preservantes. Além disso, sais quaternários de amônio são frequentemente utilizados como algicidas, sendo o cloreto de dodecil dimetil benzil amônio (Cloreto de benzalcônio) o mais efetivo contra estes microorganismos. No entanto sua aplicação como algicida de superfícies é limitada, devido a sua alta hidrofilicidade, ocasionando uma alta lixiviação deste composto quando a superfície é exposta à alta umidade e intempéries de clima tropical. Atualmente compostos como Diuron e S-Triazina são empregados como algicidas, considerados de baixa lixiviação. No entanto, altos níveis de concentração destes biocidas foram detectados em regiões costeiras evidenciando a lixiviação destes biocidas, quando utilizados em tintas para casco de navio. Assim surge a necessidade do desenvolvimento de um algicida para suprir as deficiências de lixiviação dos compostos empregados atualmente. Materiais como as argilas organofílicas são uma excelente alternativa, pois são altamente hidrofóbicas. Portanto sintetizou-se neste trabalho uma argila organofílica utilizando-se cloreto de benzalcônio, a qual foi utilizada em uma formulação de tinta imobiliária. O material foi caracterizado pelas técnicas de difração de Raios X e análise termogravimétrica. Um filme de tinta foi submetido a uma câmara de lixiviação, simulando a ação da chuva. Após a lixiviação o filme de tinta seguiu para testes microbiológicos, para verificar se a superfície ainda possui proteção microbiana. As algas testadas foram das espécies Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp e Scenedesmus quadricauda colocadas num pool de algas. Através das análises de Difração de Raios X e termogravimétrica é possível determinar a estrutura e quantificar o teor cloreto de benzalcônio no material, respectivamente. Os testes microbiológicos e de lixiviação avaliaram a capacidade biocida assim como a resistência à intempérie do material. O novo composto sintetizado neste trabalho apresentou um alto potencial para uso como agente microbiano em tintas. / Quaternary ammonium compounds are widely used as antiseptic agents, disinfectants, detergents and preservatives. In addition, quaternary ammonium compounds are often used as algaecides, and dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride (benzalkonium chloride) is the most effective against these microorganisms. However benzalkonium chloride is not used as surface algaecide compound due its high hydrophilic, bring on high leaching of this compound when the surface is exposed to high humidity and severe weather from tropical climate. Currently, compounds such as diuron and s-triazine are used as microbial agent, considered low leaching. However diuron and s-triazine were detected in coastal regions in high levels concentration showing the leaching of these biocides when used in antifouling paints in ships. Considering these, it can be observed the necessity to develop a new algaecide to overcome the failings of leaching of the compounds used nowadays. Material as organoclay is an excellent alternative because they are highly hydrophobic. Therefore in this work was synthesized a new nanomaterial using benzalkonium chloride, which was applied in a house paint formulation. The material was characterized by the techniques of X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. A film coating was placed in a leaching chamber, simulating the action of rain. After leaching the coating film was applied to microbiological tests to check if the surface still had microbial protection against the following algae species: Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp and Scenedesmus quadricauda; placed in a pool of algae. It was possible to determine the structure and quantify the amount of benzalkonium chloride in the material through X-ray Diffraction and Thermogravimetric analysis, respectively. The biocide capabilities as well as the resistance to weathering of coating with the material were analyzed by microbiological and leaching test, respectively. The new compound developed in this study has a high potential to be used as microbial agent in paints.

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Onelia Aparecida Andreo dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T22:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bedin_Sidmara_M.pdf: 4205652 bytes, checksum: d622e46268c9acb2352410201461233c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Diariamente, uma grande quantidade de fluxos de água sofre contaminação por compostos orgânicos como, por exemplo, o benzeno, tolueno e xileno (BTX), os quais são compostos tóxicos e nocivos ao meio ambiente e aos seres humanos. Sendo assim, o estudo de técnicas de remoção e tratamento desses poluentes vem se tornando tema de muitas pesquisas. A adsorção tem se mostrado uma técnica bastante eficiente, pois atende aos limites da legislação, apresenta baixo consumo energético e custo de processo, ainda mais quando se faz uso de um adsorvente alternativo, como é o caso da argila organofílica. Nesse trabalho foi proposto avaliar a argila esmectítica sódica nacional Fluidgel, na forma natural e organofilizada, como materiais adsorventes alternativos na remoção dos compostos orgânicos BTX de soluções aquosas, em ensaios em sistema batelada e em sistema dinâmico. A argila organofílica foi preparada a partir da argila comercial e do sal quaternário de amônia HDTMA e se verificou a capacidade de troca catiônicas dos adsorventes. Foram realizadas técnicas de caracterização com a finalidade de determinar a área superficial do material, estrutura de poros, estrutura cristalina, morfologia de superfície, composição química, perda de massa e água e identificação de grupos funcionais de superfície. Testes preliminares comprovaram o caráter hidrofóbico da argila organofílica e sua afinidade por compostos orgânicos, bem como o caráter hidrofílico da argila comercial. Ensaios cinéticos de pH mostraram que o mesmo não afeta de maneira significativa o processo de adsorção. Os ensaios cinéticos de adsorção realizados em sistema batelada alcançaram o equilíbrio em 3h e apresentaram porcentagens de remoção de poluente superiores a 90%, com concentração inicial de 1,09 mmol/L. Os modelos cinéticos analisados foram o de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem e o de difusão intrapartícula, sendo que o modelo de pseudossegunda ordem melhor descreveu os dados experimentais. Para as isotermas de equilíbrios, testou-se as temperaturas de 35, 25 e 15 oC, sendo a maior capacidade de remoção com a maior temperatura, indicando que a adsorção nesse caso é de natureza endotérmica. Os modelos de isotermas avaliados foram Langmuir, Freundlich, Sips, DSL, MSAM e D-R, porém apenas o modelo de D-R descreveu de maneira satisfatória os dados experimentais. Pela análise dos parâmetros termodinâmicos, verificou-se que o processo de adsorção em estudo é espontâneo, favorecido a altas temperaturas e que possivelmente ocorre fisissorção. Devido à alta volatilidade dos compostos BTX, foi feita uma adaptação na adsorção em sistema dinâmico através de coluna de leito fixo e se realizou um ensaio cinético em leito de adsorção. A ordem de remoção dos compostos orgânicos, para ambas as argilas, foi xileno > tolueno > benzeno / Abstract: Daily a large amount of water flows suffers contamination by organic compounds as, for example, benzene, toluene and xylene (BTX), which are toxic compounds and harmful to the environment and to humans. Thus, the study of techniques for removal and treatment of these pollutants has become the subject of much research. The adsorption has proven to be a very effective technique because it meets the limits of the law, has low energy consumption and process cost, further when it makes use of an alternative adsorbent, as is the case with organoclay. In this study, it was proposed evaluate the national sodium smectite clay Fluidgel , in the natural and organophilizated form, as an alternative adsorbent material to the removal of organic compounds BTX from aqueous solutions in batch and dynamic system essays. The organoclay was prepared from the commercial clay and the quaternary ammonium salt HDTMA and it was verified the cationic exchange capacity of the adsorbents. Were performed characterization techniques in order to determine the surface area of the material, pore structure, crystal structure, surface morphology, chemical composition, mass and water loss and identification of surface functional groups. Preliminary tests confirmed the hydrophobic character of the organoclay and their affinity for organic compounds and the hydrophilic character of the commercial clay. pH kinetic experiments showed that the same does not affect significantly the adsorption process. Kinetic assays of adsorption performed in batch system reached equilibrium in 3 hours and showed pollutant removal percentages greater than 90%, with an initial concentration of 1.09 mmol/L. The kinetic models analyzed were the pseudo first order, pseudo second order and the intraparticle diffusion, being that the pseudo second order model best described the experimental data. For the equilibrium isotherm, was tested at temperatures of 35, 25 and 15 °C, being the largest removal capacity with the greatest temperature, indicating that the adsorption of this case is endothermic in nature. The isotherm models evaluated were Langmuir, Freundlich, Sips, DSL, MSAM and D-R, but only the D-R model described satisfactorily the experimental data. By the analysis of the thermodynamic parameters, it was found that the adsorption in study is spontaneous and favorable at high temperatures and that possibly occurs physisorption. Due to the high volatility of BTX compounds, it was made an adaptation to dynamic adsorption system through fixed bed column and a kinetic assay was carried out in adsorption bed. The order of removal of organic compounds for both clays was xylene > toluene > benzene / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Apesar dos vários avanços que levaram à expansão do uso de compósitos dentários, ainda há deficiências que limitam suas aplicações. A resistência inadequada ao desgaste mastigatório é constantemente citada como problema das resinas e que acaba tornando-se responsável parcialmente pela redução de sua vida útil. O desgaste do material ocorre pela perda ou degradação da matriz orgânica permitindo a exposição da matriz inorgânica e consequentemente levando a perda desta. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o efeito das diferentes concentrações de argila organofílica nas propriedades de uma resina dentária modelo. Primeiramente, foi realizada a purificação da argila e sua posterior troca iônica, o preparo das resinas experimentais e posterior adição de argila em diferentes concentrações, e finalmente a confecção dos corpos de prova. Então, as resinas foram avaliadas através de técnicas como o DMA, TGA, PCA, FTIR, DRX e por testes de inchamento para avaliar a absorção de água. Por FTIR e por PCA foi possível realizar o acompanhamento da cinética de reação das resinas preparadas, obtendo-se assim o seu grau de conversão e também uma análise da sua cinética de polimerização, sendo observado que em concentrações maiores de argila, o grau de conversão e a taxa de polimerização diminuíram. Por TGA foi possível observar dois picos no segundo processo de degradação térmica da amostra sem adição de argila, indicando uma polimerização não homogênea; conforme aumenta-se a quantidade de argila presente na mistura, os picos duplos tornam-se um. DMA mostrou discreto aumento da Tg e aumento de E\' e E\", indicando um reforço destes compósitos. DRX mostrou que não houve exfoliação da argila no polímero, podendo ter a formação de um compósito convencional ou de um compósito intercalado sem expansão do espaço interlamelar. Já os testes de inchamento mostraram que quanto maior o teor de argila maior a absorção de água das resinas. / In spite of the developments that led to the use of dental composites, there are still some shortcomings that limit their use. Inadequate resistance due to the mastigatory wearing is often cited as an issue in resins, which is partially responsible for reducing its lifetime. Wearing out of the material occurs by the loss or degradation of the organic matrix, thus allowing the inorganic matrix to become exposed and consequently leading to its loss. Therefore, the present work has as main goal the evaluation of the effect of different organoclay filler content in the properties of a experimental dental resin. For such, the clay was first purified and then underwent through cationic exchange, following preparation of the resins and later addition of the organoclay obtained and preparing the specimens. The, the resins were evaluated by techniques such as DMA, TGA, PCA, DRX and swelling tests to observe water sorption. By FTIR and PCA it was possible to follow the reaction kinectics of the prepared resins, thus obtaining the degree of convertion and polymerization rate, allowing to observe that the higher the organoclay loadings the lower was both the polymerization rate and the degree of convertion. TGA allowed us to observe two peaks on the second process of thermal degradation on the sample with no clay, thus indicating a non-homogeneous polymerization; and with higher clay loadings the double peaks become one single peak. DMA showed a slight increase of Tg and also an increase in E\' and E\", indicating a reinforcement of the obtained composites. DRX showed no exfoliation of the polymer, thus forming either a conventional composite or maybe a interlacated composite with no expansion of the interlamelar space. Swelling tests showed that the higher the amount of organoclay added the higher was the amount of water absorbed by the specimens.

Apesar dos vários avanços que levaram à expansão do uso de compósitos dentários, ainda há deficiências que limitam suas aplicações. A resistência inadequada ao desgaste mastigatório é constantemente citada como problema das resinas e que acaba tornando-se responsável parcialmente pela redução de sua vida útil. O desgaste do material ocorre pela perda ou degradação da matriz orgânica permitindo a exposição da matriz inorgânica e consequentemente levando a perda desta. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o efeito das diferentes concentrações de argila organofílica nas propriedades de uma resina dentária modelo. Primeiramente, foi realizada a purificação da argila e sua posterior troca iônica, o preparo das resinas experimentais e posterior adição de argila em diferentes concentrações, e finalmente a confecção dos corpos de prova. Então, as resinas foram avaliadas através de técnicas como o DMA, TGA, PCA, FTIR, DRX e por testes de inchamento para avaliar a absorção de água. Por FTIR e por PCA foi possível realizar o acompanhamento da cinética de reação das resinas preparadas, obtendo-se assim o seu grau de conversão e também uma análise da sua cinética de polimerização, sendo observado que em concentrações maiores de argila, o grau de conversão e a taxa de polimerização diminuíram. Por TGA foi possível observar dois picos no segundo processo de degradação térmica da amostra sem adição de argila, indicando uma polimerização não homogênea; conforme aumenta-se a quantidade de argila presente na mistura, os picos duplos tornam-se um. DMA mostrou discreto aumento da Tg e aumento de E\' e E\", indicando um reforço destes compósitos. DRX mostrou que não houve exfoliação da argila no polímero, podendo ter a formação de um compósito convencional ou de um compósito intercalado sem expansão do espaço interlamelar. Já os testes de inchamento mostraram que quanto maior o teor de argila maior a absorção de água das resinas. / In spite of the developments that led to the use of dental composites, there are still some shortcomings that limit their use. Inadequate resistance due to the mastigatory wearing is often cited as an issue in resins, which is partially responsible for reducing its lifetime. Wearing out of the material occurs by the loss or degradation of the organic matrix, thus allowing the inorganic matrix to become exposed and consequently leading to its loss. Therefore, the present work has as main goal the evaluation of the effect of different organoclay filler content in the properties of a experimental dental resin. For such, the clay was first purified and then underwent through cationic exchange, following preparation of the resins and later addition of the organoclay obtained and preparing the specimens. The, the resins were evaluated by techniques such as DMA, TGA, PCA, DRX and swelling tests to observe water sorption. By FTIR and PCA it was possible to follow the reaction kinectics of the prepared resins, thus obtaining the degree of convertion and polymerization rate, allowing to observe that the higher the organoclay loadings the lower was both the polymerization rate and the degree of convertion. TGA allowed us to observe two peaks on the second process of thermal degradation on the sample with no clay, thus indicating a non-homogeneous polymerization; and with higher clay loadings the double peaks become one single peak. DMA showed a slight increase of Tg and also an increase in E\' and E\", indicating a reinforcement of the obtained composites. DRX showed no exfoliation of the polymer, thus forming either a conventional composite or maybe a interlacated composite with no expansion of the interlamelar space. Swelling tests showed that the higher the amount of organoclay added the higher was the amount of water absorbed by the specimens.