Os compostos de concreto polímero vem se tornando, em países desenvolvidos, uma boa opção para a construção civil, especialmente onde se necessita resistência elevada, cura rápida e boa durabilidade. Grande parte destes compostos são produzidos com as resinas epóxi e poliéster, em especial, a isoftálica. No Brasil, entretanto, não se tem conhecimento da aplicação e nem mesmo de grupos de pesquisa e desenvolvimento sistematizados, atuando na área, possivelmente devido ao desconhecimento das propriedades, da metodologia de produção e do alto custo do concreto polímero. Diante deste panorama, o presente trabalho tem como objetivo produzir e analisar composições de concreto polímero de custos reduzidos, utilizando como aglomerante a resina poliéster ortoftálica, em função de seu custo, e a resina poliéster isoftálica, que tem sido tradicionalmente utilizada. Inicialmente foram determinadas a resistência à compressão axial e absorção de água em composições de concreto polímero, com variados teores de resina, visando a escolha de um teor de aglomerante mínimo. Na segunda parte do programa experimental foi analisada a influência do teor de cinza volante (fíler) e do tipo de resina na resistência à compressão axial, na resistência à tração na flexão, no comportamento frente ao ataque químico, no módulo de elasticidade e no desgaste por abrasão. A microestrutura das amostras que sofreram ataque químico foi analisada em microscópio eletrônico de varredura. Os resultados mostraram que os concretos polímeros de resina poliéster isoftálica e ortoftálica exibiram bom comportamento mecânico e químico. A cinza volante contribui tanto no aspecto mecânico, quanto no químico. Constatou-se que a resina ortoftálica, quando utilizada simultaneamente com areia e cinza volante, exibe comportamento semelhante à resina isoftálica no concreto polímero, apesar das propriedades da resina poliéster ortoftálica serem inferiores as da isoftálica.

Neste trabalho apresenta-se um método para a geração computacional de estruturas amorfas de carbono com vínculos estruturais arbitrários. O método utiliza o algoritmo de Simulated Annealing para encontrar o mínimo global de uma Função Custo simples, mas cuidadosamente proposta para a geração de carbono amorfo. Essa Função Custo consiste em um primeiro termo que penaliza configurações de alta energia, e em um segundo que dificulta a formação de materiais que possuam átomos de carbono em hibridizações indesejáveis. Um terceiro termo opcional que segrega átomos com coordenações distintas também foi implementado, de forma a proporcionar um controle no grau de homogeneidade da estrutura final. Utilizando essa abordagem, um conjunto de 90 estruturas amorfas de carbono foi gerado, preenchendo quase todas as possíveis combinações de carbono nas hibridizações sp, sp2 e sp3. O módulo volumétrico dos materiais foi subsequentemente calculado através do potencial empírico de Brenner. Com base na aproximação de campo médio de Phillips e Thorpe, o módulo volumétrico foi ajustado em uma lei de potência, e a transição de fase de estruturas flexíveis para rígidas ocorreu para uma coordenação média zp = 2;10_0;11 com um expoente V = 1;51_0;17. Os resultados obtidos sugerem que o módulo volumétrico depende fortemente da coordenação média, o que vai de acordo com dados da literatura. No entanto, para estruturas heterogêneas, a correlação entre o módulo volumétrico e a coordenação média diminui. Utilizando as 90 estruturas geradas, construiu-se também um banco de dados de funções de distribuição radial (RDFs), e as RDFs das estruturas geradas foram comparadas com a literatura. Porém, mostrou-se que o método deste trabalho pode ser facilmente modificado para incluir efeitos como a presença de hidrogênio e defeitos químicos, e características estruturas como a presença ou não de anéis de carbono. / In this work a method to generate amorphous structures with arbitrary structural constraints is described. This method employs the Simulated Annealing algorithm to minimize a simple yet carefully tailored Cost Function (CF). The Cost Function is composed of two parts: a simple harmonic approximation for the energy-related terms and a cost that penalizes con gurations that do not have atoms in the desired coordinations. Using this approach, a set of 90 amorphous carbon structures was generated, spawning nearly all the possible combinations of sp, sp2 and sp3 hybridizations. The bulk moduli of this set of amorphous carbons structures was calculated using Brenner's potential. Following Phillips' and Thorpe's mean eld approximation, the bulk modulus for homogeneous structures was adjusted to a power law, and the oppy to rigid phase transition was found to occur at a mean coordination zp = 2;10 0;11 with an exponent = 1;51 0;17. A modi ed Cost Function that segregates carbon with di erent hybridizations is also presented, and another set of structures was generated. With this new set of amorphous materials, the correlation between the bulk modulus and the mean coordination weakens. Using the 90 generated structures, a database of radial distribution functions (RDFs) was also built, and the structures' RDFs were compared with the literature. Finally, it is shown that the method proposed can be easily modi ed to explore the e ects on physical properties of the presence hydrogen, dangling bonds, and structural features such as carbon rings.

Orientador: Eduardo René Pérez González / Banca: Alvicler Magalhães / Banca: Luiz Carlos da Silva Filho / Resumo: O presente trabalho descreve modificações estruturais feitas na cadeia lateral do polímero quitina-quitosana mediante a N-alquilação com um aldeído aromático, a qual origina a base de Schiff como produto intermediário, seguido de uma redução com cianoborohidreto de sódio (NaBH3CN) para a formação do composto N-Benzilquitosana. Subsequentemente, reações de acoplamento entre o produto sintetizado e diferentes sais de diazônio foram realizadas para produzir uma nova classe de compostos poli-azóicos a partir deste polímero. Estas modificações são importantes pela síntese de novos derivados com potencial aplicação como materiais orgânicos. Pela técnica de ressonância magnética nuclear de próton em solução, determinou-se o grau de desacetilação do polímero que foi de 68 %. O grau de substituição do derivado N-Benzilquitosana também foi determinado por RMN de 1H e o valor encontrado foi de 46 %. Todos os compostos foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear em solução e no estado sólido, que confirmaram a síntese dos derivados poliméricos. Devido ao alto peso molecular do polímero e seus derivados, estes foram hidrolisados e os oligômeros formados foram estudados por espectrometria de massas com ionização por eletrospray. Além de confirmar a formação do composto N-Benzilquitosana, constatou-se uma reação de substituição nucleofílica aromática do átomo de bromo e do grupo nitro pelo átomo de cloro promovido pela alta concentração de íons cloretos no meio reacional. Entretanto, a técnica não se mostrou adequada para a caracterização dos poli-azo-compostos, pois a reação de hidrólise ácida leva a uma degradação dos mesmos. A espectroscopia de UV-VIS permitiu identificar as bandas de absorção dos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes the structural modifications made in the side chain of the polymer chitin-chitosan by N-alkylation with an aromatic aldehyde, which forms the Schiff base as an intermediate, followed by reduction with sodium cyanoborohydride (NaBH3CN) to form the N-Benzyl chitosan compound. Subsequently, coupling reactions between the synthesized product and different diazonium salts were made to produce a new class of poly-azo-compounds from this polymer. These changes are important for the synthesis of new derivatives with potential use as organic materials. By proton nuclear magnetic resonance, it was determined the degree of deacetylation of the polymer, which was 68%. The degree of substitution of N-Benzyl chitosan derivative was also determined by 1H NMR and the value was 48%. All compounds were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance, which confirmed the synthesis of polymeric derivatives. Due to the high polymer molecular weight and its derivatives, they were hydrolysed and the oligomers formed were analyzed by mass spectrometry with electrospray ionization. In addition to confirm the formation of the compound N-Benzyl chitosan, there was a nucleophilic aromatic substitution reaction of the bromine atom and the nitro group by chlorine atom promoted by high concentration of chloride ions in the reaction medium. However, the technique was not suitable for the characterization of poly-azo-compounds because the reaction of acid hydrolysis leads to their degradation. The UV-VIS spectroscopy allowed the identification of the absorption bands of poly-azo-compounds and showed that the substituents influence the absorption causing an batocromic effect to a longer wavelength. Finally, it was studied the thermal behavior of the polymer chitin-chitosan and its derivatives by thermogravimetry... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Antonio Malmonge / Banca: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: Fauze Ahmad Aouada / Banca: Cristiane Reis Martins / Banca: Nara Regina de Souza Basso / Resumo: Os polímeros geralmente são muito conhecidos por serem materiais leves, flexíveis e de fácil processamento. Cada vez mais a área tecnológica tem a demanda dessas propriedades associadas a condutividade elétrica ajustável. Nessa perspectiva, há trabalhos que se empenham em associar Polímeros Condutores Intrínsecos (PCI) com matrizes de boa propriedade mecânica. Entre os PCI, o polipirrol (PPy) e a polianilina (PAni) têm se destacado devido à fácil síntese, alta estabilidade ambiental, alta condutividade (10 2 S/cm) e baixo custo dos monômeros. Uma das limitações nas aplicações tecnológica desses polímeros condutores está na sua pobre propriedade mecânica e baixa solubilidade. Uma das alternativas para contornar esses problemas é fazer a polimerizão in situ dos polímeros condutores na presença de um polímero com boas propriedades mecânicas. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi preparar blendas de borracha natural (BN) com PAni e BN com PPy através da polimerização in situ da anilina e do pirrol, respectivamente, no látex de seringueira, natural e prevulcanizado. Foram estudadas as propriedades morfológicas, estruturais, elétricas, mecânicas e térmicas dessas amostras. As análises dos espectros de infravermelho e UV-Vis- NIR evidenciaram a síntese, em meio látex, da polianilina no estado sal de esmeraldina (dopada) e do polipirrol no estado dopado. As blendas apresentaram condutividade elétrica na faixa de 10 -14 a 10 -2 S/cm que variou em função da razão borracha/monômero. Na maioria dos casos, obteve-se maior condutividade elétrica quando utilizou-se o látex prevulcanizado. A tensão na ruptura aumentou com a diminuição da razão de BN/monômero para as blendas obtidas a partir de látex natural e também de látex prevulcanizado. Para a mesma condição de síntese, a tensão de ruptura foi superior para as blendas obtidas a partir do látex... / Abstract: The polymers are generally known to be very lightweight materials, flexible and easy processing. Each year, more and more the technology area has the demand for these properties associated with adjustable electrical conductivity. From this perspective, there are studies that seek to associate intrinsically conducting polymers (ICP) with polymer matrices that has good mechanical property. Among those ICP, polypyrrole (PPy) and polyaniline (PAni) has received much attention due to easy of synthesis, high environmental stability, high conductivity (10 2 S/cm) and low cost of monomers. However, they have poor mechanical property and low solubility. An alternative to overcome these problems is to make in situ polymerization of the conductive polymer in the presence of another polymer that possesses good mechanical properties. In this way, the aim of this study was to obtain natural rubber (NR) composites with PAni and NR with PPY by in situ polymerization of aniline and pyrrole, respectively, in the natural and prevulcanized natural rubber latex. Morphological, structural, electrical, mechanical and thermal properties these samples were studied. Analysis of infrared and UV-Vis-NIR spectra showed the polyaniline and polypyrrole are in doped state. The electrical conductivity of the composites showed to be dependent on the ratio rubber/ monomer, staying in the range of 10 -14 to 10 -2 S/cm. In most cases, higher conductivity occurred when prevulcanized latex was used. The strain at break of the composites increases with decreasing rubber/monomer ratio. For the same synthesis conditions the strain at break was higher to the composites obtained from prevulcanized latex. In some polymerization condition it was evident the occurrence of encapsulation of prevulcanized rubber particles with the conducting polymers mainly to low rubber/monomer ratio / Doutor

O rápido crescimento da nanotecnologia tem despertado cada vez mais o interesse de diversos pesquisadores pela produção de econanomateriais, visando sua posterior aplicação em temáticas relacionadas às questões ambientais. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo preparar e caracterizar filmes de poli(hidrocloreto de alilamina) (PAH) e poli(ácido acrílico) (PAA) com nanopartículas de prata (AgNPs) e reticulados com glutaraldeído, visando o desenvolvimento de um novo material que pudesse ser utilizado como agente bactericida no tratamento microbiológico de efluentes industriais para reuso. Após a automontagem, os filmes foram caracterizados por meio de diferentes técnicas instrumentais, incluindo a espectroscopia de absorção molecular na região do ultravioleta e visível (UV-Vis), a espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente (GD-OES), a espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e a microscopia eletrônica de transmissão (MET). Testes microbiológicos foram igualmente realizados em ágar nutriente para se avaliar a atividade inibitória dos mesmos frente a micro-organismos Gram-positivos (Staphylococcus aureus) e Gram-negativos (Escherichia coli). Em geral, a incorporação das nanopartículas nos filmes foi dependente tanto do pH da solução coloidal de prata, como do pH das soluções dos polieletrólitos. Dentre todos os sistemas avaliados, o filme (PAH8,0/PAA4,0)20 imerso em solução de AgNPs em pH = 6,0 por 4 h e reticulado com glutaraldeído, foi aquele que apresentou a maior atividade inibitória, tanto em relação ao S. aureus como à E. coli. A maior inibição, entretanto, foi observada para a E. coli que apresenta uma camada de peptidoglicanos menos espessa do que a S. aureus, o que acaba facilitando a migração de prata para o interior das células desses micro-organismos. O tratamento do efluente industrial para reuso com os filmes produzidos neste trabalho, por sua vez, reduziu em cerca de 90% a contagem total de coliformes presentes na amostra inicial, tanto pelo contato como pela lixiviação de prata. Finalmente, considerando-se a facilidade de aplicação, o baixo impacto ambiental, os custos reduzidos e ação inibidora satisfatória, os filmes desenvolvidos neste trabalho apresentam um grande potencial para serem utilizados como auxiliares no tratamento microbiológico de efluentes industriais. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-24T13:13:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabiana Zarpelon.pdf: 2682392 bytes, checksum: a3c7de18e20b937ef26aae81674bfdcf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-24T13:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabiana Zarpelon.pdf: 2682392 bytes, checksum: a3c7de18e20b937ef26aae81674bfdcf (MD5) / The rapid growth of nanotechnology has attracted increasing interest from many researchers for producing econanomaterials, aiming its subsequent application in thematics related to environmental issues. In this context, the present study aimed to prepare and characterize films of polyallylamine hydrochloride (PAH) and acrylic polyacid (PAA) with silver nanoparticles (AgNPs) and cross-linked with glutaraldehyde, aiming to develop a new material that could be used as bactericidal agent in microbiological treatment of industrial wastewater for reuse. After the self-assembling, the films were characterized by means of different instrumental techniques, including molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet and visible region (UV-Vis), glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES), Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and transmission electron microscopy (TEM). Microbiological tests were also carried out on nutrient agar to evaluate the inhibitory activity of the films against Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Escherichia coli) microorganisms. In general, the results showed that the incorporation of the nanoparticles in the films was dependent both on the pH of the silver colloidal solution as the pH of solutions of polyelectrolytes. Among all systems evaluated, the film (PAH8.0/PAA4.0)20 immersed in AgNPs solution at pH = 6.0 for 4 h and cross-linked with glutaraldehyde it was one that showed the highest inhibitory activity, both in relation to S. aureus as the E. coli. The greatest inhibition was, however, observed for E. coli which has a less thick peptidoglycan layer of the S. aureus, which ultimately facilitating the migration of silver into the interior of the cells of these microorganisms. The industrial wastewater treatment for reuse with the films produced in this work, in turn, by reduced about 90% the total count of coliform bacteria presents in the initial sample, both the contact and the leaching of silver. Finally, considering the ease of application, low environmental impact, reduced costs and satisfactory inhibitory action, the films developed in this work have a great potential to be used as auxiliaries in microbiological treatment of industrial wastewaters.

Óxidos de zinco (ZnO), com partículas de tamanho nano (nano ZnO) são um tipo de carga inorgânica multifuncional, que apresenta um vasto uso e importância em formulações elastoméricas. Notavelmente, as mais relevantes pesquisas com nano ZnO estão direcionadas em usá-lo como um substituto do ZnO convencional e, que tem a função principal de ativador de vulcanização para sistemas com enxofre ou doadores de enxofre para composições de borracha. Neste trabalho, o efeito de três tipos de ZnO foi investigado em compostos com terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM). ZnO convencional (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) e nano ZnO disperso em carbonato de cálcio (ZnO 30) e suas características analisadas. A caracterização destes óxidos de zinco foram através de análises de absorção atômica, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial específica e distribuição de tamanho de partículas e poros. As composições elastoméricas foram processadas em um misturador de rolos industrial e os diferentes tipos de ZnO foram adicionados em um misturador de rolos de laboratório. Uma composição para perfis automotivos foi preparada variando a quantidade de sZnO (1, 2, 3, 4 e 5 partes por cem de borracha (phr)). Para ZnO 30 e ZnO 40, dez composições foram desenvolvidas (1, 2, 3, 4, e 5 phr), além de um composto sem a adição de ZnO (amostra Branco). As propriedades de cura foram determinadas a partir de um reômetro de disco oscilatório. As composições não vulcanizadas também foram caracterizadas por um viscosímetro Mooney e um analisador de processamento de borracha (RPA). Após a vulcanização, as amostras tiveram suas propriedades físico-mecânicas analisadas, bem como por microscopia eletrônica de varredura. O envelhecimento acelerado em estufa, os parâmetros e mecanismos cinéticos de degradação foram estudados para os compostos com mesmo teor em massa de Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr e ZnO 40 2 phr), além da amostra Branco. Os resultados destas investigações demonstraram que ZnO 30 e ZnO 40 apresentam menor tamanho de partícula e maior área superficial, tornando-os mais reativos e classificando-os como nano ZnO. O efeito dos três diferentes ZnO nas propriedades físico-mecânicas das composições foram satisfatórios, demonstrando que resultados similares são obtidos utilizando menores teores de ZnO na formulação, principalmente com o uso de nano ZnO. A partir dos cálculos de energia de ativação, constatou-se que com o uso de ZnO 30 e ZnO 40 os valores desta propriedade foram superiores ao sZnO, confirmando a maior estabilidade térmica. O mecanismo de reação de degradação determinado pelo método de Coats Redfern (CR) e confirmado pelo método de Criado foi do tipo F1, que significa uma reação com cisão randômica da cadeia polimérica, em termos de cinética de primeira ordem. Assim, o uso de nano ZnO torna-se interessante, economicamente viável e importante para o meio ambiente, pois conseguiu-se uma redução de Zn nas composições sem prejuízo ao desempenho mecânico dos artefatos. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-06-27T17:10:18Z No. of bitstreams: 1 Tese Angela Artini Gujel.pdf: 3724744 bytes, checksum: c9c68bb324dc8df4903df6946948e648 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T17:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Angela Artini Gujel.pdf: 3724744 bytes, checksum: c9c68bb324dc8df4903df6946948e648 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS. / Zinc oxide nanoparticle (nano ZnO) is a kind of inorganic multifunctional filler, which has extensive uses in rubber additives. Notably, most of relevant researches about nano ZnO focused on using them as a substitute of conventional ZnO and an essential cure activator for rubber crosslinking by sulfur or sulfur donors in rubber composites. In this work, the effect of three kinds of ZnO on the properties of ethylene, propylene and diene (EPDM) elastomeric compounds was investigated. Standard ZnO (sZnO), nano ZnO (ZnO 40) and nano ZnO dispersed in CaCO3 (ZnO 30) were used and their characteristics were analyzed. The characterizations of these ZnO were carried out by atomic absorption spectrometry, X-ray diffraction, surface area, scanning electron microscopy, pore and particle size distribution. The elastomeric composites were processed in an industrial two-roll mill and the different ZnO were added in a laboratory two-roll mill. A usual composition to bus body rubber profile were prepared with varying the proportion of ZnO (1, 2, 3, 4 and 5 parts per hundred of rubber (phr)). To ZnO 40 and ZnO 30 ten composites were developed (1, 2, 3, 4 and 5 phr), including a compound without ZnO (White sample). The cure properties were determined in an oscillating disk rheometer. The unvulcanized compositions are also characterized by a Mooney viscometer and a rubber process analyzer (RPA). After vulcanization, the compositions had their physical- mechanical properties analyzed, as well as scanning electron microscopy. The thermal oxidative aging, the parameters and degradation kinetic mechanisms were studied for the compounds with the same mass content of Zn (sZnO 4 phr, ZnO 30 3 phr and ZnO 40 2 phr), as well as the white sample. The results of these investigations showed that ZnO 30 and ZnO 40 have a smaller particle size and higher surface area, making them more reactive and classifying them as nano ZnO. The results of the investigation of the effect of different types of zinc oxide in the EPDM composites were satisfactory, since the same results were obtained with lower amounts of ZnO, particularly with the use of nano ZnO. The non-isothermal degradation process of EPDM rubber compounds were investigated with thermogravimetric analysis (TGA) and derivative thermogravimetry (DTG), using the different calculation procedures. It was found that the values of activation energy of the composition with ZnO 30 and ZnO 40 showed higher results to sZnO, confirming the higher thermal stability. The degradation reaction mechanism determined by the method Coats Redfern (CR) and confirmed by Criado method was the F1 type, can be described by the random scission mechanism, in terms of the first order kinetics. Thus, the use of nano ZnO in elastomeric compositions became interesting, economically viable, important for the environment and it could be a reduction of Zn in the compositions without prejudice to the mechanical performance of the artifacts.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-21Bitstream added on 2014-06-13T19:58:56Z : No. of bitstreams: 1 pereira_fs_me_bauru.pdf: 1450189 bytes, checksum: abd0b71fa89bda3df1f8153f2dcbe346 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve modificações estruturais feitas na cadeia lateral do polímero quitina-quitosana mediante a N-alquilação com um aldeído aromático, a qual origina a base de Schiff como produto intermediário, seguido de uma redução com cianoborohidreto de sódio (NaBH3CN) para a formação do composto N-Benzilquitosana. Subsequentemente, reações de acoplamento entre o produto sintetizado e diferentes sais de diazônio foram realizadas para produzir uma nova classe de compostos poli-azóicos a partir deste polímero. Estas modificações são importantes pela síntese de novos derivados com potencial aplicação como materiais orgânicos. Pela técnica de ressonância magnética nuclear de próton em solução, determinou-se o grau de desacetilação do polímero que foi de 68 %. O grau de substituição do derivado N-Benzilquitosana também foi determinado por RMN de 1H e o valor encontrado foi de 46 %. Todos os compostos foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear em solução e no estado sólido, que confirmaram a síntese dos derivados poliméricos. Devido ao alto peso molecular do polímero e seus derivados, estes foram hidrolisados e os oligômeros formados foram estudados por espectrometria de massas com ionização por eletrospray. Além de confirmar a formação do composto N-Benzilquitosana, constatou-se uma reação de substituição nucleofílica aromática do átomo de bromo e do grupo nitro pelo átomo de cloro promovido pela alta concentração de íons cloretos no meio reacional. Entretanto, a técnica não se mostrou adequada para a caracterização dos poli-azo-compostos, pois a reação de hidrólise ácida leva a uma degradação dos mesmos. A espectroscopia de UV-VIS permitiu identificar as bandas de absorção dos... / The present work describes the structural modifications made in the side chain of the polymer chitin-chitosan by N-alkylation with an aromatic aldehyde, which forms the Schiff base as an intermediate, followed by reduction with sodium cyanoborohydride (NaBH3CN) to form the N-Benzyl chitosan compound. Subsequently, coupling reactions between the synthesized product and different diazonium salts were made to produce a new class of poly-azo-compounds from this polymer. These changes are important for the synthesis of new derivatives with potential use as organic materials. By proton nuclear magnetic resonance, it was determined the degree of deacetylation of the polymer, which was 68%. The degree of substitution of N-Benzyl chitosan derivative was also determined by 1H NMR and the value was 48%. All compounds were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance, which confirmed the synthesis of polymeric derivatives. Due to the high polymer molecular weight and its derivatives, they were hydrolysed and the oligomers formed were analyzed by mass spectrometry with electrospray ionization. In addition to confirm the formation of the compound N-Benzyl chitosan, there was a nucleophilic aromatic substitution reaction of the bromine atom and the nitro group by chlorine atom promoted by high concentration of chloride ions in the reaction medium. However, the technique was not suitable for the characterization of poly-azo-compounds because the reaction of acid hydrolysis leads to their degradation. The UV-VIS spectroscopy allowed the identification of the absorption bands of poly-azo-compounds and showed that the substituents influence the absorption causing an batocromic effect to a longer wavelength. Finally, it was studied the thermal behavior of the polymer chitin-chitosan and its derivatives by thermogravimetry... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Edério Dino Bidóia / Resumo: Atualmente com o crescente desenvolvimento do setor industrial, o problema da poluição ambiental tem sido de caráter mundial. O meio ambiente vem sofrendo degradação demasiada causada, principalmente, pelos esgotos domésticos e industriais que prejudicam o ecossistema aquático. No caso das indústrias têxteis, além da utilização de corantes durante a etapa de tingimento e consumo de aditivos, surgem os inconvenientes relacionados com a liberação de corantes não fixados e não degradados nos processos convencionais de tratamento, que contaminam os efluentes e, quando não são removidos destes, impedem a passagem de radiação solar, afetando a biota dos ecossistemas aquáticos. Portanto, a busca por alternativas de remoção desses corantes de efluentes, gerados durante o tingimento, tem sido cada vez mais explorada e a técnica da biossorção/adsorção vinculada com a imobilização de células em materiais naturalmente sólidos e de baixo custo, têm se apresentado como método mais efetivo e econômico para o tratamento de efluentes têxteis. Além disso, tem-se utilizado muito a imobilização de células a fim de que células livres em suspensão fiquem aderidas a superfícies, preferencialmente, mais densas que o efluente, para que ocorra a decantação e remoção de algumas moléculas tóxicas do efluente, tendendo, geralmente, a aumentar a eficiência desses processos. Consequentemente, este trabalho teve como objetivo a remoção do corante Direct Red 23 (DR 23) através da aplicação das técnicas de adsorção/biossorção, nos pH's 2,50; 4,50 e 6,50. O adsorvente utilizado para a prática da técnica foi o resíduo produzido do lixamento de madeira: a serragem de peroba, in natura e submetida a três tratamento diferentes, sendo eles, com ácido sulfúrico, hidróxido de sódio e Polietilenoimina (PEI) onde permanecia em contato com soluções 2%, de cada um, por 24 horas. Após o tratamento a serragem era... / Abstract: Presently with the growing development of the industrial sector, the problem of environmental pollution has been an international character. The environment has suffered too much degradation caused mainly by domestic and industrial sewage that harm the aquatic ecosystem. In the case of textiles, apart from the use of dyes during the dyeing step and consumption of additives, there are drawbacks related to the release of unfixed dyes and not degraded in conventional treatment processes that contaminate effluent and, when not these removed, preventing the passage of solar radiation, affecting the biota of aquatic ecosystems. Therefore, the search for alternative removal of these dyes effluent generated during dyeing, has been increasingly explored the technical and biosorption / adsorption linked to the detention cells in naturally solid, low-cost materials, have been presented as a method most effective and economical for the treatment of textile effluents. Furthermore, it has been used for a long immobilization of cells so that cells free in suspension become adhered to surfaces, preferably, more dense than the effluent to the settling and removal of certain toxic molecules in the effluent to occur, tending generally , to increase the efficiency of these processes. Consequently, this study aimed to remove the dye Direct Red 23 (DR 23) by applying the techniques of adsorption /biosorption in pH 's 2.50; 4.50 and 6.50. The adsorbent used for the practice of the technique was the residue produced from sanding wood: mahogany sawing, fresh and subjected to three different treatment, namely, sulfuric acid, sodium hydroxide and remained where Polyethyleneimine 2% (PEI) contact solutions of each, for 24 hours. After treatment the sawdust was autoclaved, washed thoroughly neutralized to pH 7.0 and incubated on an environmental chamber at 50 ° C for 48 hours. The sawdust peroba also served to immobilize Saccharomyces cerevisiae cells to test the... / Mestre

Orientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Flavio Leandro de Souza / Banca: Fabio de Lima Leite / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O arranjo supramolecular de filmes finos orgânicos é um fator que influencia as propriedades ópticas e elétricas destes filmes e, consequentemente, nas aplicações tecnológicas que envolvem eletrônica orgânica. Nesta dissertação de mestrado, filmes finos de um derivado de perileno - acrônico BuPTCD foram produzidos via deposição por evaporação física (PVD) através de evaporação térmica a vácuo. O objetivo principal foi investigar o arranjo supramolecular do BuPTCD nesses filmes PVD, o que implica em controlar a sua espessura em escala nanométrica, determinar sua organização molecular, morfologia em escalas micro e nanométrica, e cristalinidade, bem como a estabilidade ou não, deste arranjo supramolecular em função da temperatura. Propriedades ópticas (absorção e emissão) e elétricas (condutividade e fotocondutividade) destes filmes PVD de BuPTCD também foram determinadas. A absorção no ultravioleta-visível revelou um crescimento controlado (uniforme) dos filmes PVD. As imagens de microscopia de força atômica e óptica mostraram uma superfície homogênea do filme em escalas nono e micrométrica, respectivamente. A difração de raios-X indicou que tanto o pó quanto o filme PVD possuem estruturas cristalinas distintas, estando as moléculas de BuPTD orientadas preferencialmente nos filmes PVD poicionadas verticalmente, apoiadas na superfície do substratos a partir do grupo latera (FTIR). Tal estruturação favorece a emissão de luz (fotoluminescência) a partir da formação de excímeros nos filmes PVD. O tratamento térmico (200ºC por 10 minutos) não afetou a organização molecular dos filmes, revelando a estabilidade térmica do arranjo supramolecular de BuPTCD nos filmes PVD nestas condições. As medidas elétricas (DC) mostraram um aumento da corrente em função da tensão que segue uma relação linear, característico de comportamento ôhmico. Além disso, os filmes apresentaram um aumento de 2... / Abstract: The supermolecular arrangement of organic thin films is a factor that infuences both optical and electrical properties of these films and, consequently, the technology, the technological applications involving organic electronics. In this dissertation, thin films of a perylene drivative (bis butylimido perylene, acronym BuPTCD wre produced by physical vapor deposition (PVD) using vacuum thermal evaporation. The aim of this work was to investigate the supramolecular arrangement of BuPTCD films, which implies to control the thickness at nanometer scale and to determine the molecular organization, the morphology (at namo and micrometer scales) and the crystallinity, besides the stability of this arragements as a function of the temperature. Optical properties (such as absorption and emission) and electrical properties (such as conductivity and photoconductivity) were also determined. The UV-Vis absorption spectra revelead a controlled growth (uniform) of the BuPTCD films. Atomic force and optical microscopy images showed a homogeneous surface of the film at nano and micrometer scales, respectively. The X-ray diffraction showed that the BuPTCD powder and PVD film have different crystalline structures, with the BuPTCD molecules head-on oriented in the PVD films, supported on the substrate surface by the side group (FTIR). This structure favors the light emission (photoluminescence) by the formation of excimers. The thermal treatment (200ºC for 10 min) does not affect the molecular organization of the PVD films, showing a thermal stability of the BuPTCD supramolecular arrangement under these cirncumstances. The electrical measuremets (DC) showed a linear increase of the current as a function of the tension, which is characteristic of ohmic behavior. Also, th films exhibited an increase of current by 2 orders of magnitude when exposed to light (photoconductive properties). Finally, BuPTCD films were exposed to vapor of trifluorpacetic acid (TFA)... / Mestre

Orientador: Eduardo Tené Pérez González / Banca: Hans Viertler / Banca: Ricardo Maurício Xavier Leão / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O desenvolvimento de novos fármacos mais eficientes, menos tóxicos e com menores efeitos colaterais, tem se mostrado um tema de grande importância e interesse científico. Neste contexto o presente trabalho apresenta a síntese de N-alquilsulfonamidas análogos do PABA, com potencial propriedades farmacológicas interessantes como efeito ou atividade bloqueadora sobre canais iônicos de potássio dependentes de voltagem. Além disso, algumas dessas sulfonamidas sintetizadas apresentam N-(aminoalquil)-lactamas como cadeia lateral. Estes grupos lactânicos que têm sido descritos como inibidores de tryptase humana, um mediador importante na asma, e atividade como inibidores de protease do HIV-1. As análises físico-químicas foram realizadas por diferentes técnicas espectroscópicas (RMN de 1H e 13C, FT-IR) e espectrométricas (EI-MS e ESI-MS). As estruturasde todos os compostos foram confirmadas sem ambiguidade. Foi realizado um estudo por espectrometria de massas de alta resolução para todos os produtos. Esse estudo permitiu observar a formação do íon sulfoxilato e propor mecanismos para explicar este e outros fragmentos experimentais. As moléculas sintetizadas estão sob investigação para determinar sua atividade inibitória de canais de potássio. Algumas moléculas mostraram bons resultados / Abstract: The development of new drugs more efficient, less toxic and with fewer side effects has been a subject of great importance and scientific interest. Un this context the present work shows the sythesis of new sulfonated compounds analogues of PABA, with potential interesting pharmacological properties, as the effect or blocking activity on ion channels of voltage gated potassium. In addition, some of these sufonamides, have N-(aminoalkyl) lactams as side chain. These lactamic groups have been described as inhibitors of human tryptase, an important mediator in asthma, and activity as HIV-1 protease inhibitors. The physical-chemical analyses have been carried out by different spectrocopic (1H and 13C NMR, FT-IR) and spectrometric techniques (EI-MS and ESI-MS). The structures of all compounds were unambiguously confirmed. A study for High Resolution Mass Spectrometry was peformed for all products. This study allowed to observe the formation of sulfoxylates ions and to propouse mechanisms to explain this and other experimental fragments. The synthesized molecules are under current investigation of its inhibiting channels and some molecules showed good results / Mestre