Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: Os materiais supercondutores são extremamente promissores a novas aplicações. Podemos encontrar diversos estudos sobre o supercondutor YBCO, porém o tratamento térmico para a formação da fase YBa2Cu3O7-δ (Y123) na forma de nanofibras ainda não é bem definido na literatura. Para estudar de forma sistemática essa questão, e definir uma boa rota de tratamento térmico, fios com diâmetros em torno de 300 nm foram obtidos por Solution Blow Spinning (SBS) a partir de uma solução contendo acetatos metálicos de ítrio, bário e cobre, polímero PVP (polivinilpirrolidona), ácidos acético e propiônico, e metanol. Os fios poliméricos foram submetidos a um tratamento térmico para obtenção da fase Y123. Este tratamento foi dividido em duas partes, a primeira variando a temperatura máxima de sinterização (850°C, 875°C, 900°C e 925°C) por 1 hora. E a segunda variando o tempo em que as fibras ficaram submetidas à temperatura de 925°C (10 min, 30 min, 1h, 3h e 6h). Para analisar a influência da temperatura e do tempo de sinterização foram utilizados Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de raios-X (DRX) e Magnetometria AC. As análises de DRX indicaram a presença do YBa2Cu3O7-δ em todas as amostras, porém, com fases secundárias. As medidas de susceptibilidade magnética revelaram influência da temperatura de sinterização na blindagem magnética da amostra, indicando que as amostras tratadas a 925°C/1h obtiveram a melhor resposta magnética. Sendo assim, o melhor tratamento térmico foi o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Although the production of YBa2Cu3O7-δ (Y123) has been extensively reported in the literature, there is still a lack of information concerning the ideal heat-treatment routes applied to Y123 nanowires. Thus, wires with diameters around 300 nm were prepared by Solution Blow Spinning (SBS) from a solution containing yttrium, barium and copper metal acetates, PVP polymer (polyvinylpyrrolidone), acetic and propionic acids, and methanol. The resulting polymer wires were heat-treated to obtain the Y123 ceramic phase. Those treatments were divided into two parts: in the first one, which lasted 1 hour, the maximum sintering temperature was changed (850°C, 875°C, 900°C, and 925°C); in the second one, the time of the plateau at 925°C was altered (10 min, 30 min, 1h, 3h, and 6h). The structural characterization was carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD), and AC Magnetometry. SEM images revealed that all samples yielded wires with an average diameter ranging from 241 nm to 376 nm. XRD analysis indicated the presence of the secondary phase BaCuO2 in all samples, as well as the phase Y123. Magnetic measurements corroborate the other characterizations, and indicate the sample sintered at 925 °C/1h as the one giving the highest magnetic response. / Mestre

Orientador: Rafael Zadorosny / Resumo: As propriedades diferenciadas de materiais nanoestruturados, provenientes do efeito de escala, tem chamado muita atenção nos últimos anos. Tais características, fazem desses materiais propícios para o emprego em nanoeletrônica, nanofiltração, engenharia tecidual e outros. Isso, aliado a miniaturização dos dispositivos, tem gerado uma grande demanda por materiais com características aprimoradas, desenvolvimento de novas técnicas de produção e aprimoramento das já existentes, tudo isso associado a um menor custo de produção e uma maior produtividade. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o emprego da técnica de “Solution Blow-spinning” (SBS) na produção de nano e microfios supercondutores dos sistemas cerâmicos (TR)BCO e BSCCO. Esta recente técnica tem se destacado por apresentar maior taxa de produção, baixo custo e fácil implementação quando comparado com técnicas já consolidadas. Primeiramente foram produzidas fibras de PVP puro onde foi possível extrair informações referentes às variáveis de produção tais como: taxa de injeção, pressão do ar, distância de trabalho e escolha do diâmetro da agulha interna. Em seguida, a produção dos nano/microfios de YBa2Cu3O7- δ (YBCO) obtidos por SBS revelaram detalhes referente à produtividade, reprodutibilidade e das características morfológicas dos fios cerâmicos obtidos com o emprego da referida técnica. Posteriormente, as melhores condições de síntese observadas na produção do YBCO foram utilizadas na obtenção dos nano/microfios... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The single properties presented by nanostructured materials is due to a scale effect and have been attracted much attention in recent years. Such characteristics make these materials suitable for applications in nanoelectronics, nanofiltration, tissue engineering and so on. These issues coupled with the miniaturization of the devices, have generated a great demand for materials with improved characteristics, development of new production techniques and improvement of the existing ones. All such things are associated with lower production costs and higher productivity. In this work is presented a study focused on the use of the "Solution Blow-spinning" technique (SBS) in the production of superconducting nano and microwires of the ceramic systems (TR)BCO and BSCCO. This new technique has payed attention due to its higher production rate, low cost and easy implementation when compared to other consolidated techniques. First, pure PVP fibers were produced to obtain information related to the production variables such as: injection rate, air pressure, working distance and choice of the internal needle diameter. Then, the production of nano/microwires of YBa2Cu3O7- δ (YBCO), obtained by SBS, revealed details regarding the productivity, reproducibility and morphological characteristics of the ceramic wires. Consequently, the best synthesis conditions were used to obtain the GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO) and Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO) superconducting nanowires. Finally, SEM analysis confirmed ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by MAYCON ROTTA null (maycon.rotta@ifms.edu.br) on 2018-03-02T00:23:16Z No. of bitstreams: 1 Maycon rotta_Tese.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-03-02T13:47:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rotta_m_dr_ilha.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-02T13:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rotta_m_dr_ilha.pdf: 4933056 bytes, checksum: 41743cf4709dbf478bee8fb5876fed76 (MD5) Previous issue date: 2018-02-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As propriedades diferenciadas de materiais nanoestruturados, provenientes do efeito de escala, tem chamado muita atenção nos últimos anos. Tais características, fazem desses materiais propícios para o emprego em nanoeletrônica, nanofiltração, engenharia tecidual e outros. Isso, aliado a miniaturização dos dispositivos, tem gerado uma grande demanda por materiais com características aprimoradas, desenvolvimento de novas técnicas de produção e aprimoramento das já existentes, tudo isso associado a um menor custo de produção e uma maior produtividade. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre o emprego da técnica de “Solution Blow-spinning” (SBS) na produção de nano e microfios supercondutores dos sistemas cerâmicos (TR)BCO e BSCCO. Esta recente técnica tem se destacado por apresentar maior taxa de produção, baixo custo e fácil implementação quando comparado com técnicas já consolidadas. Primeiramente foram produzidas fibras de PVP puro onde foi possível extrair informações referentes às variáveis de produção tais como: taxa de injeção, pressão do ar, distância de trabalho e escolha do diâmetro da agulha interna. Em seguida, a produção dos nano/microfios de YBa2Cu3O7- δ (YBCO) obtidos por SBS revelaram detalhes referente à produtividade, reprodutibilidade e das características morfológicas dos fios cerâmicos obtidos com o emprego da referida técnica. Posteriormente, as melhores condições de síntese observadas na produção do YBCO foram utilizadas na obtenção dos nano/microfios supercondutores de GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO)e Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO). Por fim, as análises de MEV confirmaram a obtenção de nano/microfios de YBCO com diâmetro médio de 359 nm e, para GdBCO e BSCCO, de 531 nm e 635 nm respectivamente. A obtenção das fases cerâmicas supercondutoras é mostrada nas análises de DRX. Medidas magnéticas AC e DC mostraram a transição de fase normal/supercondutora com Tc ~ 92 K para o YBCO, Tc ~ 93 K para o GdBCO e de Tc ~ 80 K para o BSCCO. / The single properties presented by nanostructured materials is due to a scale effect and have been attracted much attention in recent years. Such characteristics make these materials suitable for applications in nanoelectronics, nanofiltration, tissue engineering and so on. These issues coupled with the miniaturization of the devices, have generated a great demand for materials with improved characteristics, development of new production techniques and improvement of the existing ones. All such things are associated with lower production costs and higher productivity. In this work is presented a study focused on the use of the "Solution Blow-spinning" technique (SBS) in the production of superconducting nano and microwires of the ceramic systems (TR)BCO and BSCCO. This new technique has payed attention due to its higher production rate, low cost and easy implementation when compared to other consolidated techniques. First, pure PVP fibers were produced to obtain information related to the production variables such as: injection rate, air pressure, working distance and choice of the internal needle diameter. Then, the production of nano/microwires of YBa2Cu3O7- δ (YBCO), obtained by SBS, revealed details regarding the productivity, reproducibility and morphological characteristics of the ceramic wires. Consequently, the best synthesis conditions were used to obtain the GdBa2Cu3O7- δ (GdBCO) and Bi2Sr2CaCu2O8+x (BSCCO) superconducting nanowires. Finally, SEM analysis confirmed the production of nanoscale YBCO with average diameter of 359 nm and, for GdBCO and BSCCO, of 531 nm and 635 nm, respectively. The formation of the desired phases of the superconducting ceramic was confirmed by XRD analyzes. AC and DC magnetic measurements showed the normal/superconducting phase transition with Tc ~ 92 K for YBCO, Tc ~ 93 K for GdBCO and Tc ~ 80 K for BSCCO. / 1459610

Orientador: José Antonio Malmonge / Resumo: Micro e nanofibras poliméricas têm despertado grande interesse de pesquisadores devido as suas potencialidades em diversas aplicações, atribuídas principalmente à grande área superficial destes materiais em associação com as propriedades dos polímeros. Uma das técnicas utilizadas para produção de micro e nanofibras é a solution blow spinning (SBS), ou fiação por sopro em solução. Neste trabalho foram obtidas microfibras de blendas de Poli(fluoreto de Vinilideno) (PVDF) e Poli(o-metoxianilina) (POMA), com a POMA em seu estado dopado e não dopado, pela técnica SBS. Para a dopagem da POMA foi utilizado o ácido p-toluenosulfônico (TSA). Obteve-se mantas com concentrações de PVDF/POMA-TSA de até 85/15 (m/mtotal), e de até 90/10 (m/mtotal) para PVDF/POMA. Foi possível observar a partir das imagens de MEV que os diâmetros médios das fibras diminuíram com o aumento da concentração de POMA, chegando a 0,22 µm para a maior proporção. Essa variação no diâmetro das microfibras é atribuído a variação da viscosidade da solução que diminui com o conteúdo da POMA na blenda. Os difratogramas de raios X indicaram que tanto a fase α quanto a fase β do PVDF foram obtidas no processo de fiação tanto para o PVDF puro bem como para a blendas, mostrando que o conteúdo de POMA na blenda não altera a fase do PVDF. A condutividade elétrica das fibras aumentou significativamente com a porcentagem de POMA (dopada) na blenda, elevando os valores em até 8 ordens de grandeza e atingindo uma condutividade ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Micro and polymeric nanofiber have arisen great interest of researchers because of their potential in various applications, mainly attributed to the large surface area of these materials in association to the properties of polymers and polymer blends. One of the techniques used for producing micro and nanofibres is the solution blow spinning (SBS). In this study microfibers of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and poly (o-methoxyaniline) (POMA) blends were obtained, with POMA in its doped and undoped state, by SBS technique. For POMA doping it was used p-toluenesulfonic acid (TSA). Mats with PVDF / POMA-TSA concentrations of 85/15 (m /mtotal), and up to 90/10 (m /mtotal) to PVDF / POMA were obtained. It was possible to observe from SEM images that the average fiber diameters decreased with increasing concentration of POMA, reaching 0,22μm at the highest proportion. The X-ray diffractograms showed that both α phase and β phase of PVDF were obtained in the spinning process. Such phases didn’t have their formation affected by the variations on the bend concentration. The electrical conductivity of the fibers increased significantly with the percentage of POMA (doped) in the blend, increasing values up to 108 orders of magnitude and reaching a conductivity of about 10-4 S/cm for the mats of PVDF/POMA on the reason 85/15. Furthermore, the mats of the blend showed good thermal stability up to the temperature of 200 °C. / Mestre

Submitted by Luiz Affonso Souza Faria (souzaffonso@gmail.com) on 2016-06-17T21:01:59Z No. of bitstreams: 1 Defesa_biblioteca_Luiz_Affonso.pdf: 3123195 bytes, checksum: 16931777d473b94f7e8908c291644f6a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-06-21T16:45:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 faria_las_me_ilha.pdf: 3123195 bytes, checksum: 16931777d473b94f7e8908c291644f6a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T16:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 faria_las_me_ilha.pdf: 3123195 bytes, checksum: 16931777d473b94f7e8908c291644f6a (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho consiste na preparação de filmes por meio de soluções contendo poli(fluoreto de vinilideno) – PVDF dissolvido em N, N Dimetilformamida (DMF) e material cerâmico como argila montmorilonita (K10), pelo método de Fiação por Sopro em Solução (FSS). As partículas de argila foram introduzidas como um aditivo para filmes de PVDF. Os filmes obtidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), que mostrou que a introdução da argila ao PDVF não afetou a sua morfologia, as mesmas se apresentaram aleatoriamente dispersas, homogêneas, e sem uma direção preferencial. Os resultados obtidos por Difratometria de Raio – X (DRX) mostrou pico mais intenso em 2θ = 20,8o característico da fase β polar e um ombro em 2θ = 18,8o característico da fase cristalina α do PVDF, porém para argila K10 apresenta um pico em 2θ = 8,9o correspondendo a um espaçamento basal de 9,9 Ǻ e outros picos correspondentes ao mineral muscovita e também referente ao quartzo. Análises termogravimétricas (TGA) revelaram que o PVDF possui um comportamento estável até próximo de 420°C, para argila a perda ocorre abaixo de 120°C devido às moléculas de água e também a desidroxilação argilomineral. A determinação do pHPCZ é o ponto onde a curva experimental de pHfinal x pHinicial encontra a reta correspondente ao pHfinal = pHinicial, assim o ponto obtido foi de 6,57, pois neste ponto a carga da superfície do material é zero. A Espectrometria de Absorção Atômica de Alta Resolução com fonte contínua (HR – CS AAS - do inglês: High - resolution Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry) foi utilizada para determinar a concentração dos íons metálicos de Pb e Cu nos estudos de adsorção. As concentrações das soluções em contato com o material PVDF/Argila k10 foram medidas para a determinação da capacidade de adsorção através de isotermas com diferentes concentrações molares dos íons metálicos. No estudo de adsorção de Pb e Cu, ambos apresentaram capacidade máxima de adsorção pelo adsorvente (Nfmáx) foram satisfatórios, no qual os valores Nfmáx (teórico) estiveram próximos do Nf (experimental) de 0,1804 x 10-5 para o Cu e de 0,2416 x 10-5 para o Pb e que o tempo necessário para que o equilíbrio fosse atingido é de 10h. O estudo cinético revelou que os dados experimentais no meio aquoso e seus respectivos íons metálicos podem ser descrito pelo modelo pseudo - segunda - ordem com um coeficiente de determinação (R²) de 0,9992 para o Pb e 0,9994 para o Cu. / This work is the preparation of films by means of solutions containing poly (vinylidene fluoride) - PVDF dissolved in N, N-dimethyl formamide (DMF) and ceramic material such as montmorillonite clay (K10), the wiring method Blow solution (FSS). The clay particles were introduced as an additive to PVDF films. The films were characterized by scanning electron microscopy (MEV), which showed that the introduction of the clay PDVF did not affect their morphology, they performed randomly dispersed, homogeneous, and without a preferred direction. The results obtained by diffraction of ray - X (XRD) showed the most intense peak at 2θ = 20,8o characteristic of β-polar phase and one shoulder at 2θ = 18,8o characteristic of the α crystal phase of PVDF, but to present a K10 clay peak at 2θ = 8,9o corresponding to a basal spacing of 9.9 Ǻ and other peaks corresponding to the mineral muscovite and also related to quartz. Thermogravimetric Analysis (TGA) revealed that the PVDF has a stable performance up to near 420°C to clay loss occurs below 120°C due to water molecules and also clay mineral dehydroxylation. The determination of pHPCZ is the point where the experimental curve pHend x pHearly finds the line corresponding to the pHend = pHearly therefore the point obtained was 6.57 because at this point the material surface charge is zero. The High - resolution Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry (HR - CS ASS) it was used to determine the concentration of metallic Pb and Cu ion in the adsorption studies. The concentrations of the solutions in contact with the PVDF/K10 clay material were measured to determine the adsorption capacity through isotherms with different molar concentrations of metal ions. In the study of Pb and Cu adsorption, both showed adsorption capacity of the adsorbent (Nf máx) were satisfactory in which values Nf máx (theoretical) were close to Nf (experimental) from 0.1804 x 10-5 to Cu and from 0.2416 x 10-5 to Pb and the time required for equilibrium to be reached is 10h. The kinetic study showed that the experimental data in the aqueous medium and the respective metal ions can be described by the model pseudo - second - order with a coefficient of determination (R²) from 0.9992 for Pb and 0.9994 for Cu.

Orientador: Mirian Cristina dos Santos / Resumo: Este trabalho consiste na preparação de filmes por meio de soluções contendo poli(fluoreto de vinilideno) – PVDF dissolvido em N, N Dimetilformamida (DMF) e material cerâmico como argila montmorilonita (K10), pelo método de Fiação por Sopro em Solução (FSS). As partículas de argila foram introduzidas como um aditivo para filmes de PVDF. Os filmes obtidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), que mostrou que a introdução da argila ao PDVF não afetou a sua morfologia, as mesmas se apresentaram aleatoriamente dispersas, homogêneas, e sem uma direção preferencial. Os resultados obtidos por Difratometria de Raio – X (DRX) mostrou pico mais intenso em 2θ = 20,8o característico da fase β polar e um ombro em 2θ = 18,8o característico da fase cristalina α do PVDF, porém para argila K10 apresenta um pico em 2θ = 8,9o correspondendo a um espaçamento basal de 9,9 Ǻ e outros picos correspondentes ao mineral muscovita e também referente ao quartzo. Análises termogravimétricas (TGA) revelaram que o PVDF possui um comportamento estável até próximo de 420°C, para argila a perda ocorre abaixo de 120°C devido às moléculas de água e também a desidroxilação argilomineral. A determinação do pHPCZ é o ponto onde a curva experimental de pHfinal x pHinicial encontra a reta correspondente ao pHfinal = pHinicial, assim o ponto obtido foi de 6,57, pois neste ponto a carga da superfície do material é zero. A Espectrometria de Absorção Atômica de Alta Resolução com fonte con... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is the preparation of films by means of solutions containing poly (vinylidene fluoride) - PVDF dissolved in N, N-dimethyl formamide (DMF) and ceramic material such as montmorillonite clay (K10), the wiring method Blow solution (FSS). The clay particles were introduced as an additive to PVDF films. The films were characterized by scanning electron microscopy (MEV), which showed that the introduction of the clay PDVF did not affect their morphology, they performed randomly dispersed, homogeneous, and without a preferred direction. The results obtained by diffraction of ray - X (XRD) showed the most intense peak at 2θ = 20,8o characteristic of β-polar phase and one shoulder at 2θ = 18,8o characteristic of the α crystal phase of PVDF, but to present a K10 clay peak at 2θ = 8,9o corresponding to a basal spacing of 9.9 Ǻ and other peaks corresponding to the mineral muscovite and also related to quartz. Thermogravimetric Analysis (TGA) revealed that the PVDF has a stable performance up to near 420°C to clay loss occurs below 120°C due to water molecules and also clay mineral dehydroxylation. The determination of pHPCZ is the point where the experimental curve pHend x pHearly finds the line corresponding to the pHend = pHearly therefore the point obtained was 6.57 because at this point the material surface charge is zero. The High - resolution Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry (HR - CS ASS) it was used to determine the concentration of metallic Pb and Cu ion i... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-06-02T14:05:02Z No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-05T17:01:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-05T17:01:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T17:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseDDSP.pdf: 5654501 bytes, checksum: 314e8dafc9e9b26a7437132de9501321 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Solution blow spinning is a technique to produce micro- and nano-scale fibers, forming films with high porosity and surface area. Chemical modifications or the incorporation of nanostructures in these fibers can improve the performance of these films for various applications, such as membranes, tissue engineering and sensors. Therefore, the aim of this work was to study poly(lactic acid) (PLA) films obtained by solution blow spinning reinforced with cellulose nanocrystals (CNC). First, different solvents were evaluated in order to determine the best processing conditions and the feasibility of using the solvent dimethyl carbonate (DMC) in the production of PLA films by solution blow spinning. Polymer concentration showed to be the most significant parameter affecting fiber diameter and DMC presented advantages over 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFP) and chloroform due its less toxicity, and therefore, is an alternative solvent with an affordable price, using a more environmentally-friendly process. Subsequently, the CNCs were extracted from bleached eucalyptus kraft pulp by sulfuric acid hydrolysis, which were chemically modified with maleic anhydride (CNCMA). Then, composite films of PLA/CNC and PLA/CNCMA were obtained by solution blow spinning and the results indicated that the addition of nanocrystals did not significantly affected fiber diameters, although the fiber diameters tended to decrease with the increase of the nanocrystals concentration. The results also indicated that the nanocrystals may have increased the degree of PLA polymer chains orientation and that the composite films presented a more hydrophilic behavior when compared to the pure PLA film. It suggests that some of the nanocrystals may be on the surface of the fibers, indicating that these composite films are promising for filter and adsorbents membranes application. / A técnica de fiação por sopro em solução produz fibras em escala micro e nanométrica, formando filmes com elevada porosidade e área superficial. Modificações químicas ou a incorporação de nanoestruturas nestas fibras podem melhorar o desempenho destes filmes para diversas aplicações, como por exemplo, membranas, engenharia de tecidos e sensores. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar filmes de poli(ácido lático) (PLA) obtidos por fiação por sopro em solução reforçados com nanocristais de celulose (CNC). Primeiramente, avaliou-se diferentes solventes a fim de determinar as melhores condições de processamento e a viabilidade de uso do solvente dimetilcarbonato (DMC) na obtenção de filmes de PLA por fiação por sopro em solução. A concentração de polímero mostrou ser o parâmetro mais significativo que afeta o diâmetro das fibras e que o DMC possui vantagens sobre o 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) e o clorofórmio por ser menos tóxico, sendo, portanto, um solvente alternativo com preço acessível, utilizando um processo ambientalmente mais correto. Em seguida, foram extraídos os CNC a partir da polpa branqueada de eucalipto via hidrólise com ácido sulfúrico, os quais foram modificados quimicamente com anidrido maleico (CNCMA). Então, foram obtidos filmes compósitos de PLA/CNC e PLA/CNCMA por fiação por sopro em solução e os resultados indicaram que a adição dos nanocristais não alterou significativamente o diâmetro das fibras, embora observou-se uma tendência de redução nos diâmetros com o aumento da concentração dos nanocristais. Os resultados também indicaram que os nanocristais podem ter aumentado o grau de orientação das cadeias poliméricas do PLA e que os filmes compósitos apresentaram caráter mais hidrofílico quando comparados ao filme de PLA puro. Isto sugere que parte dos nanocristais possam estar na superfície das fibras, indicando que estes filmes compósitos são promissores para aplicação em membranas filtrantes e adsorventes. / CNPQ: 202445/2014-3

El presente trabajo tiene por objetivo estudiar las aplicaciones de los nanocristales o ¿nanowhiskers¿ extraídos mediante hidrólisis ácida de celulosa bacteriana (BCNW) para el desarrollo de materiales poliméricos y biopoliméricos con propiedades mejoradas para su uso en aplicaciones de envasado de alimentos. En primer lugar se estudió y optimizó el proceso de extracción de BCNW. Se desarrolló un procedimiento de extracción con ácido sulfúrico, que permitió obtener nanocristales con elevada relación de aspecto y cristalinidad y al mismo tiempo, un elevado rendimiento de extracción. Este procedimiento comprende una posterior etapa de neutralización que resultó ser necesaria para garantizar la estabilidad térmica de los nanocristales. El siguiente paso consistió en la formulación de materiales nanocompuestos con propiedades mejoradas incorporando BCNW en diferentes matrices plásticas, en concreto copolímeros de etileno-alcohol vinílico (EVOH), ácido poliláctico (PLA) y polihidroxialcanoatos (PHAs). Mediante las técnicas de electroestirado y estirado por soplado se generaron fibras híbridas de EVOH y PLA con BCNW. La incorporación de BCNW en las disoluciones empleadas para producir fibras modificó significativamente sus propiedades (viscosidad, tensión superficial y conductividad) y por tanto, la morfología de las fibras se vio afectada. Además, se generaron fibras con propiedades antimicrobianas mediante la incorporación de aditivos, maximizando el efecto antimicrobiano con la adición de sustancias de carácter hidrofílico. Seguidamente, se produjeron nanocompuestos por mezclado en fundido y se desarrollaron técnicas de pre-incorporación de BCNW para evitar la aglomeración de los mismos no sólo en matrices hidrofílicas como el EVOH, sino también en matrices hidrofóbicas como el PLA. La dispersión óptima de BCNW resultó en una mejora de las propiedades mecánicas y de barrera de los nanocompuestos. También se estudió la modificación de la superficie de los nanocristales mediante copolimerización con poli(glicidil metacrilato) para mejorar la compatibilidad de BCNW con una matriz hidrofóbica como el PLA. Se incluyen además los primeros resultados obtenidos en cuanto a la producción de nanobiocompuestos sintetizados por microorganismos, que consisten en PHAs con diferentes contenidos de hidroxivalerato reforzados con BCNW. Por último, se desarrollaron películas con propiedades de alta barrera basadas en películas de BCNW recubiertas con capas hidrofóbicas. El recubrimiento mediante la deposición de fibras por electrospinning seguido de homogeneización por calentamiento garantizó una buena adhesión entre las diferentes capas, protegiendo así las películas de BCNW del efecto negativo de la humedad. / Martínez Sanz, M. (2013). Bacterial cellulose nanowhiskers to enhance the properties of plastics and bioplastics of interest in food packaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/30312 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales