Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Marcio José Tiera / Banca: Vitor de Cinque Almeida / Banca: Affonso Celso Gonçalves Junior / Resumo: A presença de compostos farmacológicos nos mananciais de abastecimento representa um comprometimento à qualidade das águas destinadas ao consumo humano. A introdução destes compostos no meio ambiente através de fontes antropogênicas constitui um risco latente para os organismos aquáticos e terrestres. Alguns estudos reportam para a reduzida efetividade na remoção dos fármacos presentes na água bruta durante seu tratamento em uma Estação de Tratamento. Diante deste tema, o presente estudo avaliou a capacidade de remoção dos antibióticos ampicilina, amoxicilina, cefalexina e ciprofloxacina, via processo de adsorção em batelada e coluna, utilizando seguintes adsorventes: PET (pós uso), bagaço de cana-de- açúcar (BCA), argila funcionalizada com N-dodecil-2-pirrolidona (Mo-DDP), sílica e oligômero poliédrico de silsesquioxano organomodificado com tiouréia (SG-TU e POSS-TU, respectivamente) e ciclodextrina modificada com sílica (β-CDSi). Os adsorventes foram caracterizados por titulação de Boehm, FTIR, pH de ponto de carga zero (pH PCZ ) e MEV. As concentrações dos fármacos foram determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência. Os parâmetros de adsorção testados mostraram que de 120 a 240 min. de contato são suficientes para a adsorção dos adsorvatos nos adsorventes e que o pH inicial da solução interfere na adsorção em magnitudes diferentes, dependendo do sistema adsorvente-adsorvato avaliado. O equilíbrio da adsorção em batelada foi expresso por meio de isotermas de adsorção de acordo com os modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e D-R. A isoterma Freundlich foi a que melhor representou os dados experimentais para todos os adsorventes, exceto para β-CDSi, que teve o equilíbrio de adsorção melhor representado pelo modelo de Langmuir. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida utilizando os modelos cinéticos de Pseudo- primeira e... / Abstract: The presence of pharmacological compounds in water supply sources are a risk as to the quality of water intended for human consumption. The introduction of these compounds into the environment through anthropogenic sources is a latent risk to aquatic and terrestrial organisms. Some studies report to reduced effectiveness in removing the drugs present in raw water during its treatment in a Water Treatment Plant. Given this aspect, the present study evaluated the removal capacity of antibiotics ampicillin, amoxicillin, cephalexin and ciprofloxacin, via adsorption process in batch and column using the following adsorbents: plastic bottles (after use), sugar cane bagasse (SCB), functionalized clay with N-dodecyl-2- pyrrolidone (Mo-DDP), silica and oligomer polyhedral of organo silsesquioxane modified with thiourea (SG- TU and POSS-TU, respectively), and silica modified by cyclodextrin (β- CDSi). The adsorbents were characterized by Boehm titration, FTIR, pH zero point of charge (pH ZPC ) and SEM. The drug concentrations were determined by high performance liquid chromatography. The adsorption parameters tested showed that 120‟ to 240‟ of contact are sufficient for adsorbent adsorption in the adsorbents which the solution initial pH interferes in the adsorption in different magnitudes, depending on the adsorbent-adsorbate system rated. The adsorption balance batched was expressed through isotherms adsorption according to Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R. The Freundlich isotherm was the one that best represented the experimental data for all adsorbents, except for β-CDSi, which had the best adsorption equilibrium represented by the Langmuir model. The kinetics of drugs adsorption was discussed using the kinetic models of Pseudo-first and second order, Elovich, intraparticle diffusion and film diffusion. The Pseudo-second kinetic model can better describe the adsorption of antibiotics in the ... / Doutor

Orientador: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Antenor Zanardo / Banca: Tamar Milca Bortolozzo Galembeck / Banca: Flavio Machado de Souza Carvalho / Banca: Sérgio R. Christofoletti / Resumo: O encapsulamento de resíduos em massas cerâmicas tem sido uma solução extremamente interessante porque permite a imobilização de resíduos tóxicos. O objetivo deste trabalho é estudar a aplicação de rejeitos de galvanoplastia às massas cerâmicas, sem o comprometimento das propriedades físico-químicas do produto final, possibilitando assim o desenvolvimento de uma cerâmica rústica, com variação de cores e boas propriedades tecnológicas. Os ensaios de caracterização das matérias primas foram a Fluorescência de Raios X, Iodometria e Difração de Raios X. Corpos de prova foram preparados por via seca, em formulações de massa variando o tipo de argila, a concentração do resíduo e o tipo de processo, foram realizados ensaios para controle das propriedades físico-químicas e para classificação de uso, de acordo com a NBR 13818/97. A análise petrográfica permitiu observar o comportamento do resíduo nos diferentes processos de preparação e os ensaios de eflorescência, lixiviação e solubilização comprovaram a inertização do resíduo. A utilização dos resíduos como aditivo apresentaram resultados bastante satisfatórios e indicam a viabilidade comercial da cerâmica rústica, pois a presença de CuO e NiO possibilitaram o aumento da vitrificação das massas cerâmicas e permitiu utilizar a argila considerada "rejeito" pelos ceramistas do Pólo de Santa Gertrudes-SP. / Abstract: The encapsulating of residues in ceramic masses has been an extremely interesting solution because it allows the immobilization of toxic residues. The objective of this paper is to study the application of wastes of galvanoplasty to the ceramic masses, without compromising the physicist-chemistries properties of the final product, thus making possible the development of rustic ceramics, with variation of colors and good technological properties. The assays of characterization of the raw materials were the X Rays Fluorescence, Iodometry and X Ray Diffraction. Samples were prepared by dry process method, in mass formularizations varying the type of clay, the concentration of the residue and the type of process, assays were carried out to know the control of physicist-chemistries properties and classification of use, according to NBR 13818/97. The petrographic analysis allowed to observe the behavior of the residue in different processes of preparation and the assays of efflorescence, leaching and solubilization had proven the inertness of the residue. The use of the residues as additive presented sufficiently satisfactory results and indicates the commercial viability of rustic ceramics; therefore the presence of CuO and NiO makes possible the increase of the vitrification of the ceramic masses and allowed to use the considered clay "waste" for the ceramists of the pole of Santa Gertrudes-SP. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-04Bitstream added on 2014-06-13T19:25:43Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ef_me_bauru.pdf: 5543085 bytes, checksum: 90e82da3ce30b958035782b939b534c5 (MD5) / Hoje existe uma necessidade de novos polímeros com propriedades ajustadas para utilização em camadas ativas de céluas solares, uma vez que os materiais mais utilizados ainda não são eficientes, nem suficientemente estáveis, de modo que possam substituir os dispositivos de silício. O poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), é um polímero amplamente utilizado em dispositivos fotovoltaicos, e muito importante em células solares. Tem sido relatado modificações na posição 4 das suas unidades monoméricas que levaram a novos polímeros com propriedades diferentes daquele sem modificações. O trabalho que será apresentado visou estudar as propriedades estruturais e ópticas do P3HT e possíveis alterações ocorridas devido às modificações realizadas na posição 4 de suas unidades monoméricas. Tal estudo utilizou ferramentas de cálculo de estrutura eletrônica de materiais, com os métodos PM6 e DFT. Concluímos que o P3HT em solução e no estado sólido não é plantar. Com o nosso modelo para o P3HT, através da conjunção dos métodos ZINDO-S/CIS, obtivemos um pico de absorção óptica teórico em clorofórmio de aproximadamente 385 nm, sendo este em boa concordância com o valor experimental. Em relação às substituições químicas, estudamos teoricamente 15 derivados de P3HT e os cálculos indicaram que é possível obter compostos com uma diminuiçao significativa do gap com estabilidade e solubilidade similares à do P3HT, principalmente com a ligação do átomos de oxigênio ou grupos orgânicos conjugados ao anel tiofênico / Today there is a need new polymers with properties adjusted for use in active layers of solar cells since the most employed materials still are not efficient nor stable enough so that they can replace the silicon devides. The poly(3-hexylthioplene) (P3HT), is a polymer widely used in photovoltaic devices, and very important in solar cells. It has been reported modifications at position 4 of its monomeric units that led to new polymers with different properties than the pristine one. The work that will be presented aimed to study the structural and optical properties of P3HT and possible changes due to chemical substitutions made in position 4 of the monomer units. This study used tools calculating the electronic structure materials, with PM6 and DFT methods. We conclude that the P3HT, in solution and in the solid state, is not planar. With our model for the P3HT, through the combinations of the ZINDO-S/CIS methods, we obtained a theoretical optical absorption peak in chloroform of about 385 nm, in good agreement with the experimental value. In relation to the chemical substitutions, we studied 15 derivatives of P3HT and the calculations indicated that it is possible to obtain compunds with a significant decrease in the gap with stability and solubility similar to that of P3HT, especially with the binding of oxygen atoms or conjugated organic groups to the thiophenic ring

O presente trabalho trata da síntese do poli(S-amino 1-naftol) pelo método eletroquímico sobre eletrodos de aço 1010 AISI em meios aquosos ácidos com a finalidade de se obter um filme com características protetoras contra a corrosão. A caracterização física, química e eletroquímica dos filmes obtidos é apresentada. Filmes delgados, homogêneos, compactos e muito aderentes foram obtidos. Os filmes são eletroativos, apresentando um bem definido sistema redox. Apresentase também dois novos métodos de síntese química deste novo polímero, com o emprego de agentes oxidantes e com a utilização de chapas de Pt como provável catalisador. Um pó preto, solúvel em alguns solventes orgânicos, eletroativo e condutor após dopagem ácida foi encontrado. / This work deals with the electrochemical synthesis of poly(5-amino 1-naphthol) on 1010 AISI steel electrodes in acid aqueous media. The main goal was to produce a corrosion protective film. The physical, chemical end electrochemical characterization of the films are presented. Thin, homogeneous, compact and adhesive films were obtained. The films are electroactives, presenting a well-defined redox system. Two new methods of chemicals synthesis were developed: With oxidizing agents and with Pt plates as probable catalysis. A black powder soluble in organic solvents, electroative and conducting after acid dedoping was found.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-19T17:37:41Z No. of bitstreams: 1 2014_GeraldoBarbosadeOliveiraFilho.pdf: 3508952 bytes, checksum: d4a9191dc48850de22bbfcdc977d6b3b (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-03-02T17:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_GeraldoBarbosadeOliveiraFilho.pdf: 3508952 bytes, checksum: d4a9191dc48850de22bbfcdc977d6b3b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-02T17:58:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_GeraldoBarbosadeOliveiraFilho.pdf: 3508952 bytes, checksum: d4a9191dc48850de22bbfcdc977d6b3b (MD5) / Os estudos teóricos e experimentais da mecânica da deformação de membranas têm sido objeto de uma extensa pesquisa nos últimos anos devido à sua aplicabilidade em diversos campos da ciência. A determinação das propriedades elásticas e viscoelásticas da membrana timpânica humana, a modelagem da parede celular e da pele, blindagens térmicas, habitats pressurizados no espaço, novas tecnologias para a angioplastia, modelagem de órgãos humanos como a bexiga e a mama e a construção de simuladores de cirurgia ilustram a vasta gama de aplicações das tecnologias de deformação e inflação de membranas. Por outro lado, a simulação da deformação de membranas para aplicações interativas exige que os tecidos moles reajam às forças aplicadas de forma estável e realista em tempo real. Uma solução analítica é uma boa escolha para soluções rápidas de objetos deformáveis, pois não precisa realizar grandes inversões de matriz, como é normalmente obrigatório em modelagens baseadas em outros métodos, como o método dos elementos finitos. Este estudo teve como objetivo medir experimentalmente a precisão de nossa abordagem analítica para a deformação de membranas, que consiste em calcular as configurações de equilíbrio de uma membrana elástica circular, 2D, tocada por uma sonda que se move na direção perpendicular à superfície. O estudo analítico e experimental da deformação da membrana foi realizado com a membrana fixada a uma fronteira circular e preenchida ou não com um líquido. A construção do aparato experimental foi baseada em dispositivos funcionais disponíveis na literatura especializada. Na modelagem da deformação foram considerados modelos desenvolvidos por pesquisadores do grupo de pesquisa em materiais da Universidade de Brasília, campus de Planaltina, adaptados para situação problema analisada no experimento. As comparações entre os resultados experimentais e os modelos analíticos mostraram excelente acordo, com erros experimentais da ordem de milímetros, a mesma precisão dos instrumentos de medida utilizados. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Theoretical and experimental studies of the mechanical deformation of membranes have been the subject of extensive research in recent years due to its applicability in various fields of science. The determination of the elastic and viscoelastic properties of human tympanic membrane modeling of cell wall and skin, heat shields, pressurized habitats in space, new technologies for angioplasty, modeling of human organs such as the bladder and breast and building simulators surgery illustrate the range of applications of membrane deformation and inflation technologies. On the other hand, the simulation of the deformation of membranes to interactive applications requires the soft tissues to respond to applied forces in a stable and realistic in real time. An analytical solution is a good choice for quick solutions of deformable objects, it does not need to perform large matrix inversions, as is normally required in modeling based on other methods such as the finite element method. This study aimed to experimentally measure the accuracy of our analytical approach to the deformation of membranes, which is to calculate equilibrium configurations of an elastic circular membrane, 2D, touched by a probe that moves in the direction perpendicular to the surface. The analytical and experimental study of the deformation of the membrane was performed with the membrane attached to a circular border and filled with a liquid or not. The construction of the experimental apparatus was based on functional devices available in the literature. In the modeling of the deformation were considered models developed by researchers from the group of materials research at the University of Brasilia, Campus Planaltina, tailored to the problem situation analyzed in the experiment. Comparisons between experimental results and analytical models showed excellent agreement with experimental errors of the order of millimeters, the same accuracy of the measuring instruments used. ______________________________________________________________________________________ RESUMEN / Los estudios teóricos y experimentales de la deformación mecánica de las membranas han sido objeto de una amplia investigación en los últimos años debido a su aplicabilidad en diversos campos de la ciencia. La determinación de las propiedades elásticas y viscoelásticas de modelado de la membrana timpánica humana de la pared celular y la piel, protectores de calor, hábitats a presión en el espacio, las nuevas tecnologías para la angioplastia, el modelado de los órganos humanos, tales como la vejiga y mama y la construcción de simuladores de cirurgía son ejemplos de la gama de aplicaciones de la deformación de la membrana y las tecnologías de inflación. Por otro lado, la simulación de la deformación de las membranas a las aplicaciones interactivas requiere que los tejidos blandos respondan a las fuerzas aplicadas de forma estable y realista y en un tiempo real. Una solución analítica es una buena elección para soluciones rápidas de objetos deformables, puesto que no hay que realizar grandes inversiones de matriz, como normalmente se requiere en el modelado basado en otros métodos tales como el método de elementos finitos. Este estudio tuvo como objetivo medir experimentalmente la veracidad de nuestro enfoque analítico para la deformación de las membranas, que consiste en calcular las configuraciones de equilibrio de una membrana circular elástica, 2D, tocado por una sonda que se mueve en la dirección perpendicular a la superficie. El estudio analítico y experimental de la deformación de la membrana se realizó con la membrana unida a un borde circular y lleno o no de un líquido. La construcción del aparato experimental se basó en los dispositivos funcionales disponibles en la literatura. En la modelización de la deformación se consideraron modelos desarrollados por investigadores del grupo de investigación de materiales en la Universidad de Brasilia, Campus Planaltina, adaptados a la situación del problema analizado en el experimento. Las comparaciones entre los resultados experimentales y los modelos analíticos mostraron una excelente concordancia, apenas com algunos errores experimentales de la orden de milímetros, la misma exactitud de los instrumentos de medición utilizados.

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.

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. / 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. / 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.

Orientador: Vitor Baranauskas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:29:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JingGuo_Zhao_D.pdf: 1072525 bytes, checksum: 187cf6bcaca16a2f362527ac4d87c3d5 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340639.pdf: 2430437 bytes, checksum: 8d5dcbe686fb6e0d7c452a3c506e3b97 (MD5) Previous issue date: 2016 / No presente estudo, fibras e fibrilas de celulose foram obtidas a partir de resíduo de sisal e incorporadas em matriz de quitosana, para tanto, o trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, as fibras de celulose foram isoladas de resíduos de fibras de sisal utilizando dois tratamentos, em meio ácido e em meio básico. Na segunda etapa, as fibras de celulose foram submetidas à hidrólise enzimática e ultrassonicação a fim de reduzir o tamanho para obtenção de fibrilas de celulose. Na terceira etapa, as fibras e fibrilas obtidas na primeira e segunda etapa, respectivamente, foram dispersas em solução de quitosana para formação de filmes por casting. As fibras foram caracterizadas com relação à cor, morfologia, tamanho, composição química, comportamento térmico e cristalinidade. Os tratamentos ácido e básico produziram fibras menores, de coloração branca e com maior grau de cristalinidade do que as fibras de sisal. O tratamento ácido foi mais efetivo na desfibrilação e redução de tamanho das fibras em comparação com o tratamento básico. As fibrilas obtidas na segunda etapa foram caracterizadas quimicamente e avaliadas com relação à estabilidade em suspensão, morfologia, tamanho, cristalinidade e comportamento térmico. As fibrilas apresentaram dimensões menores (em escala micro e nanométrica), com aumento no índice de cristalinidade e alteração no comportamento térmico quando comparadas às fibras de origem. Na terceira etapa, os filmes de quitosana, quitosana/fibras e quitosana/fibrilas foram caracterizados com relação ao aspecto visual, rugosidade superficial, morfologia, propriedades mecânicas e de barreira à água. Os filmes com fibras e fibrilas apresentaram-se mais opacos que os filmes de quitosana, além da presença das mesmas alterar o perfil de rugosidade superficial dos filmes. A presença de fibras e fibrilas na matriz de quitosana, nas condições estudadas, não mostraram efetivas mudanças nas propriedades mecânicas e de barreira à água.<br> / Abstract: In the present study cellulose fibers and fibrils were obtained from sisal residue and incorporated in chitosan films. The study was divided into three stages. In the first step, the cellulose fibers were isolated from sisal fiber waste using two treatments in acidic and basic medium. In the second step, the cellulose fibers were subjected to enzymatic hydrolysis and ultrasonication to reduce the size to obtain cellulose fibrils. In the third step, the fibers and fibrils were dispersed in chitosan solution for forming films by casting. In the first step the fiber properties were evaluated with respect to color, morphology, size, chemical composition, crystallinity and thermal behavior. The acidic and basic treatments produced smaller fibers, white coloration and with a higher degree of crystallinity than the sisal fibers. The acidic treatment was more effective for defibrillation and fiber size reduction compared to the basic treatment. The fibrils obtained in the second stage were characterized chemically and evaluated the suspension stability, morphology, size, crystallinity and thermal behavior. The fibrils presented smaller dimensions (in micro and nano-scale), increased crystallinity index and change in thermal performance when compared to fibers. In the third step, the chitosan films and chitosan/cellulose fibers or fibrils were characterized with respect to visual appearance, surface roughness, morphology, mechanical properties and water barrier. The films with fibers and fibrils showed to be more opaque than the chitosan films and the presence of the fibers and fibrils changed the surface roughness profile of the film. The presence of cellulose fibers or fibrils in the chitosan matrix, under the conditions studied, showed no effective change in the mechanical properties and barrier to water.