Os compósitos cerâmicos de alto desempenho têm sido objeto de frequentes estudos nas últimas décadas, visando à melhora das propriedades mecânicas e ao aumento da sua gama de aplicações em produtos tecnológicos. Este trabalho consistiu em estudar a preparação, a sinterização convencional e não convencional e as propriedades mecânicas e tribológicas resultantes de dois sistemas compósitos: t-ZrO2/Al2O3 e t-ZrO2/Al2O3-NbC. No sistema t-ZrO2/Al2O3 foram estudadas as composições de 0, 5 e 15% em volume de Al2O3 usando pós comerciais. No sistema t-ZrO2/Al2O3-NbC, foi usado um pó nanocristalino de Al2O3-NbC, obtido por moagem reativa de alta energia e adicionado na proporção de 5% em volume à matriz de t-ZrO2. Os pós foram prensados uniaxial e isostaticamente e sinterizados em forno convencional e pelas técnicas de flash sintering (FS) (t-ZrO2/Al2O3) e spark plasma sintering (SPS) (t-ZrO2/Al2O3-NbC). Os compósitos t-ZrO2/Al2O3 sinterizados convencionalmente e t-ZrO2/Al2O3-NbC sinterizados convencionalmente e por SPS foram caracterizados por medidas de densidade aparente, dilatometria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), e medidas de propriedades mecânicas: dureza, módulo de Young e tenacidade à fratura. Os compósitos t-ZrO2/Al2O3 sinterizados por FS foram caracterizados por medidas de densidade aparente, dilatometria in situ e MEV. Os nanocompósitos de t-ZrO2/Al2O3-NbC foram também caracterizados quanto à resistência ao desgaste pelo método esfera-no-disco, utilizando esferas de Al2O3 e WC-6%Co como contramateriais. Os resultados mostraram que a moagem reativa de alta energia foi completa e efetiva na obtenção de pós nanométricos de Al2O3-NbC, com tamanhos de cristalito de 9,1 nm para Al2O3 e 9,7 nm para o NbC. A desaglomeração posterior à moagem de alta energia foi eficaz na redução do tamanho de aglomerados. Os compósitos t-ZrO2/Al2O3 e t-ZrO2/Al2O3-NbC sinterizados convencionalmente e ZrO2/Al2O3-NbC sinterizados por SPS mostraram alta densificação (>97% DT e boas propriedades mecânicas. Os nanocompósitos de t-ZrO2/Al2O3 sinterizados por FS apresentaram uma densificação ultrarrápida (< 1 min) com retração linear superior às amostras sinterizadas em forno convencional, ocorrente a temperaturas inferiores a 1000°C, com densidades relativas superiores a 90% DT em algumas composições. Os nanocompósitos de t-ZrO2/Al2O3-NbC apresentaram propriedades competitivas entre os compósitos sinterizados convencionalmente e por SPS, com dureza e tenacidade à fratura superiores às da t-ZrO2 monolítica. A resistência ao desgaste desses nanocompósitos sinterizados convencionalmente, no entanto, foi notadamente superior à dos sinterizados por SPS. A oxidação do NbC nos compósitos sinterizados convencionalmente influiu negativamente nas propriedades, levando à sugestão de uma \"janela\" de temperaturas em que a sinterização do nanocompósito de t-ZrO2/Al2O3-NbC seja interessante sem a degradação das propriedades mecânicas. Os resultados permitiram concluir que os materiais estudados apresentam potencial para aplicações industriais que requerem cerâmicas de alto desempenho mecânico e de resistência ao desgaste. / High performance ceramic composites have been the subject of frequent studies in recent decades, aiming at improving mechanical properties and increasing their range of applications in technological products. This work consisted in studying the preparation, the conventional and non-conventional sintering and the mechanical properties resulting from two t-ZrO2 matrix composites: the t-ZrO2/Al2O3 system and the t-ZrO2/Al2O3-NbC system. In the t-ZrO2/Al2O3 system, the compositions of 0, 5 and 15% by volume of Al2O3 using commercial powders were studied, while in the t-ZrO2/Al2O3-NbC system, an Al2O3-NbC nanocrystalline powder obtained by high energy reactive milling, deagglomerated, leached in HCl and added in the proportion of 5% by volume to the t-ZrO2 matrix. The obtained powders were uniaxially and isostatically pressed and sintered in conventional furnace and using flash sintering (t-ZrO2/Al2O3) and spark plasma sintering (SPS) (t-ZrO2/Al2O3-NbC). Conventionally sintered t-ZrO2/Al2O3 and conventionally sintered t-ZrO2/Al2O3-NbC composites were characterized by measurements of apparent density, dilatometry, SEM, and mechanical properties: hardness, Young\'s modulus and fracture toughness. The t-ZrO2/Al2O3 composites sintered by FS were characterized by measurements of apparent density, in situ dilatometry and SEM. t-ZrO2/Al2O3-NbC nanocomposites were also characterized for wear strength by the ball-in-disc method, using Al2O3 and WC-6%Co beads as countermaterials. The results showed that the high energy reactive milling was complete and effective in obtaining nanometric powders of Al2O3-NbC, with crystallite sizes equal to 9.1 and 9.7 nm, for Al2O3 and NbC, respectively. The deagglomeration after high energy reactive milling was effective in reducing the size of agglomerates. Conventionally sintered t-ZrO2/Al2O3 and t-ZrO2/Al2O3-NbC composites and SPS-sintered t-ZrO2/Al2O3-NbC showed high densification (> 97% TD), good dispersion of the inclusions in the matrix and good mechanical properties. The t-ZrO2/Al2O3 nanocomposites sintered by FS presented an ultrafast densification (<1 min) with linear shrinkage superior to the sintered samples in conventional furnace, occurring at temperatures lower than 1000°C, with relative densities higher than 90% TD in some compositions. The t-ZrO2/Al2O3-NbC nanocomposites presented competitive properties between conventionally sintered and SPS-sintered composites with higher hardness and fracture toughness than monolithic t-ZrO2. The wear resistance of these conventionally sintered nanocomposites, however, was markedly higher than those of SPS-sintered ones. The oxidation of NbC in the composites sintered conventionally influenced negatively the properties, leading to the suggestion of a \"window\" of temperatures in which the sintering of the t-ZrO2/Al2O3-NbC nanocomposite is interesting without the degradation of the mechanical properties. The results allowed concluding that the studied materials present potential for industrial applications that require high mechanical performance and wear resistance ceramics.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-20T15:01:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. I, II)_José Souza.pdf: 606485 bytes, checksum: fc4c31b6a52df2eb0fde520ce6747f51 (MD5) / Rejected by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br), reason: on 2018-09-20T15:06:09Z (GMT) / Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-20T15:07:13Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. I, II)_José Souza.pdf: 606485 bytes, checksum: fc4c31b6a52df2eb0fde520ce6747f51 (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-09-20T15:10:55Z (GMT) No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. I, II)_José Souza.pdf: 606485 bytes, checksum: fc4c31b6a52df2eb0fde520ce6747f51 (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-20T15:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Parcial (Cap. I, II)_José Souza.pdf: 606485 bytes, checksum: fc4c31b6a52df2eb0fde520ce6747f51 (MD5) Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2018-05-28 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The objective this work is to produce a composite cement material (mortar), having as binder a mixture of portland cement and portland cement and hydrated lime, and as inert a kaolinite and fine sand clay, which presents the same characteristics, for extrusion of one clayey material used by the red ceramic industry, which when moistened may have a plasticity (rheological characteristics) necessary to be extruded in a brick extruder for the production of prismatic blocks (eight holes), maintaining approximately the same properties after drying of the prismatic blocks sealed) made of red ceramic. The hydrated lime used was manufactured in the laboratory where the characterization tests are performed. After the materials were defined, an experimental design was carried out, where the mixtures to be used were defined. The blends were prepared using a laboratory extruder, where the moisture of the conformation was observed in each blend, where an acceptable extrusion occurred. The mechanical tests were performed to identify the mixtures that presented higher compressive strength and higher flexural stresses. It can be concluded that it is possible to produce a composite material using kaolinite clay, hydrated lime and sand, which can be extruded in vacuum traps for the production of prismatic blocks with prismatic holes with thin walls and septa. This type of processing is of high production. With this, there will no longer be a need to deforest the Amazon Forest for the production of firewood necessary for the burning of the red ceramic brick, also contributing to the reduction of the emission of carbon dioxide in the atmosphere. / Este trabalho tem por objetivo produzir um material compósito cimentício (tipo argamassa), tendo como aglomerante uma associação de cimento portland e cimento portland e cal hidradata, e como inerte uma argila caulinítica e areia fina, que apresente as mesmas características, para extrusão de uma massa argilosa utilizada pela indústria de cerâmica vermelha, que quando umedecida possa ter uma plasticidade (características reológicas) necessária para ser extrudada em uma maromba para a produção de blocos prismáticos vazados (oito furos), mantendo, aproximadamente, após a secagem, as mesmas propriedades dos blocos prismáticos (blocos de vedação) feitos de cerâmica vermelha. A cal hidratada utilizada foi fabricada no próprio laboratório onde se realizaram os ensaios de caracterização dos materiais utilizados. Após definidos os materiais foi feito um planejamento experimental onde se definiu os traços a serem utilizados. Foram confeccionados os corpos de prova utilizando uma extrusora laboratorial, onde em cada traço foi observado a umidade de conformação, em que ocorreu um extrusão aceitável. Foram feitos os testes mecânicos, para identificar os traços que apresentaram as maiores resistência à compressão e as maiores tensões de ruptura a flexão. Podendo assim, concluir que é possível produzir um material compósito cimentício, utilizando argila caulinítica, cal hidratada e areia, que possa ser extrudado em marombas a vácuo, para a produção de blocos prismáticos, com furos prismáticos, com paredes e septos esbeltos. Esse tipo de processamento é de alta produção. Com isso não haverá mais a necessidade de desmatar a Floresta Amazônica para a produção de lenha necessária para a queima do tijolo de cerâmica vermelha, contribuindo, ainda, com a diminuição da emissão de dióxido de carbono para a atmosfera.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-02-03T16:38:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Marques Carvalho - 2016.pdf: 8020765 bytes, checksum: f0b8c59261d21ece55ce69b2145f6b4a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-06T09:43:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Marques Carvalho - 2016.pdf: 8020765 bytes, checksum: f0b8c59261d21ece55ce69b2145f6b4a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T09:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernando Marques Carvalho - 2016.pdf: 8020765 bytes, checksum: f0b8c59261d21ece55ce69b2145f6b4a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lead-free multifunction composites are of great interest to the scientific community as they have several potential applications. Such composites were produced from the ferroelectric compound free of lead niobate and potassium sodium tantalate (KNNT) and the magnetic nanoparticles of cobalt ferrite (CFO). A particulate composite was then produced with the ferroelectric matrix and magnetic nanoparticles. First, the influence of the sintering temperature (950 and 1100 °C) on the ceramic densification process was investigated. Ceramics sintered at 950 °C showed very low density, unlike those sintered at 1100 °C, which have a density of 90%. The microstructure of the composites and how the magnetic particles are distributed in the matrix were investigated. The composites presented the perovskite, spinel and tungsten bronze structural phases; The lattice constant of all crystalline phases remained constant, so there was no migration of cations between the distinct phases. The value of the relative dielectric constant of the pure KNNT is 700, which is comparable to the values found in the literature. In the composites, the dielectric constant value decreases coherently with the amount of cobalt ferrite. The coercivity of the nanoparticles before and after the sintering is 1494 and 675 Oe, respectively, in the composites the value of coercivity remains constant. On the other hand, the saturation magnetization of nanoparticles before and after sintering is 63 and 68 emu/g, respectively. The value of the saturation magnetization reduces coherently with the amount of ferrite present in the other composites. In this way, it was shown that the electrical and magnetic properties coexist in the composite, since the magnetic properties depend exclusively on the cobalt ferrite. / Comp´ositos multifuncionais livre de chumbo s˜ao de grande interesse na comunidade cientif´ıca, pois possuem v´arias aplica¸c˜oes em potencial . Tais comp´ositos foram produzidos a partir do composto ferroel´etrico livre de chumbo niobato e tantalato de s´odio e pot´assio (KNNT) e as nano part´ıculas magn´eticas de ferrita de cobalto (CFO). Sendo ent˜ao produzido um comp´osito particulado com a matriz ferroel´etrica e as nanopart´ıculas magn´eticas. Primeiramente investigou-se a influˆencia da temperatura de sinteriza¸c˜ao (950 e 1100°C) no processo de densifica¸c˜ao das cerˆamicas. As cerˆamicas sinterizadas a 950°C apresentaram densidade muito baixas, diferentemente das sinterizadas a 1100°C que possuem densidade de 90%. Foi investigada a microestrutura dos comp´ositos e como as part´ıculas magn´eticas s˜ao distribu´ıdas na matriz. Os comp´ositos apresentaram as fases estruturais perovskita, espin´elio e bronze de tungstˆenio; o parˆametro de rede de todas as fases cristalinas se mantiveram constante, portanto n˜ao houve migra¸c˜ao de c´ations entre as fases distintas. O valor da constante diel´etrica relativa do KNNT puro ´e 700, que ´e compar´avel aos valores encontrados na literatura. Nos comp´ositos o valor da constante diel´etrica decresce, coerentemente, com a quantidade de ferrita de cobalto. A coercividade das nanopart´ıculas antes e ap´os a sinteriza¸c˜ao s˜ao 1494 e 675 Oe, respectivamente, nos comp´ositos o valor da coercividade se mant´em constante. Por outro lado, a magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao das nanopart´ıculas antes e ap´os a sinteriza¸c˜ao s˜ao 63 e 68 emu/g, respectivamente. O valor da magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao reduz coerentemente com a quantidade de ferrita presentes nos demais comp´ositos. Desta forma, mostrou-se que as propriedades el´etricas e magn´eticas coexistem no comp´osito, uma vez que as propriedades magn´eticas dependem exclusivamente da ferrita de cobalto.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-03T15:20:09Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Ivo de Carvalho - 2017.pdf: 4004894 bytes, checksum: 33f2a48487a0eb9767e85161eae677b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-03T15:20:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Ivo de Carvalho - 2017.pdf: 4004894 bytes, checksum: 33f2a48487a0eb9767e85161eae677b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T15:20:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Pedro Ivo de Carvalho - 2017.pdf: 4004894 bytes, checksum: 33f2a48487a0eb9767e85161eae677b4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Several researches aim to discover a best development of new glass-fiber-reinforced composite resins for the manufacture of intraradicular posts with better mechanical properties has been the aim of several researches lately. The reinforcement of composite resin with glass fibers can improve the mechanical properties, such as flexural strength, fracture resistance and compressive strength. Considering that the resin matrix monomers, the photoinitiator system and the interaction with the glass fibers interfere in the homogenization of the composite and in the degree of polymer conversion, the present work had as Objective: To evaluate the influence of different proportions of the monomers Bis-EMA / Bis-GMA / TEGDMA and photoactivator systems based on DFI and camphorquinone on the mechanical properties of a experimental fiberglass reinforced composite resin. Methodology: Ten groups were created (n = 10) using an experimental resin based on methacrylate, having as study factors: 1. Different matrices according to the proportions of monomers Bis-GMA (BG), TEGDMA (TE) and Bis-EMA (BE): And 2. The photoinitiator system: without DFI (SD) salt or DFI (CD) salt. The samples were prepared for the flexural strength (RF) and diametral tensile strength (RTD) tests. Statistical analysis showed that for RF (Mpa) there was significance in the interaction between the factors under study (p = 0.047). The highest result occurred for Group 10 (267.815 ± 45.05) c, followed by Group 9 (242.440 ± 44.83) bc; Group 8 (241.05 ± 44.83) b Group 3 (236.152 ± 26.42) abc. The lowest result occurred in Group 9 (192.450 ± 12.60) a, followed by Group 7 (202.35 ± 28.36) ab; Group 6 (207,240 ± 30,07) ab; Group 2 (209.530 ± 23.16) ab; Group 5 (216,760 ± 30,14); And Gruop 1 (218,880 ± 41,49). For RTD only the presence of DFI salt showed statistical significance (p = 0.001). The addition of the DFI salt in the composite significantly increased results for flexural strength and diametral tensile strength, while the increase of Bis-EMA was significant for better flexural strength results. / A busca pelo desenvolvimento de novos compósitos reforçados com fibra de vidro para a confecção de pinos intrarradiculares com melhores propriedades mecânicas tem sido a base de várias pesquisas atuais. O incremento fibras de vidro silanizadas nas resinas promove melhora nos valores de resistência à flexão, resistência à fratura e resistência compressiva. Tendo em vista que os monômeros da matriz resinosa, o sistema fotoiniciador e a interação com as fibras de vidro interferem na qualidade do compósito e no grau de conversão polimérica, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades mecânicas de um compósito experimental reforçado por fibra de vidro composto por 30% de matriz orgânica, 47,5% de partícula de carga e 22,5% de vibras de vidro curta(3mm), variando proporções de monômeros Bis-EMA, Bis-GMA e TEGDMA e o efeito do sal de difenil-iodônio (DFI) em um sistema fotoiniciador à base de canforoquinona. Dez grupos foram criados (n=10) utilizando uma resina experimental a base de metacrilato, tendo como fatores em estudo: 1. Diferentes matrizes de acordo com as proporções dos monômeros Bis-GMA, TEGDMA e Bis-EMA e 2. O sistema fotoiniciador: sem sal DFI (SD) ou com sal DFI (CD). As amostras foram preparadas para os testes resistência flexural (RF) e resistência à tração diametral (RTD). Análise estatística mostrou que para RF (Mpa) houve significância na interação entre os fatores em estudo (p=0,047). Os melhores resultados foram encontrados para os grupos: Grupo 10 (267,815±45,05)c, seguido por Grupo 9 (242,440±44,83)bc. Para RTD somente a presença do sal DFI demonstrou significância estatística (p=0,001). Em MPa foram observados os maiores resultados: Grupo 10, (35,36±2,61b); Grupo 8, (35,07±6,89b). A adição do sal DFI no compósito aumentou significativamente resultados para resistência flexural e resistência à tração diametral, enquanto que a presença de Bis-EMA foi significante para melhores resultados somente em resistência flexural.

O objetivo deste trabalho foi investigar a otimização da fotocura de uma resina composta odontológica por meio da fotoativacão conjugada. A fotoativação foi realizada com LED e ultrassom e LED em resina pré-aquecida. Foi utilizado LED com comprimento de onda centrado em 470 nm com densidade de potência de 600 mW/cm2 para os testes com ultrassom e pré-aquecimento associados. A aplicação de ondas mecânicas (ultrassom) ocorreu com frequência de 30 kHz (modo contínuo) e 1 MHz (modo contínuo e pulsado), e o pré-aquecimento foi feito com as temperaturas de 37oC, 50oC e 60oC. Foi avaliada também a influência da irradiância de luz na contração de polimerização por meio da técnica de variação de contraste Speckle. A resina composta utilizada foi a Filtek Z250TM (3M ESPE) na cor A2. Foram realizados os testes de microdureza Vickers e grau de conversão para a aplicação de ultrassom conjugado com LED. Para a resina pré-aquecida fotoativada com LED foram realizados realizado os testes de microdureza Vickers, grau de conversão, fluorescência, estabilidade de cor, contração e adaptação marginal. Os resultados mostraram-se promissores para a otimização da fotocura. / The aim of this study was to investigate the optimization of photo-cure of dental composite resin by combined curing methods. The curing was performed associating ultrasound and LED and LED with pre-heating composite resin. The irradiation performed was centered at 470 nm with power density of 600 mW/cm2 for the ultrasound and pre-heating association. The application of mechanical waves (ultrasound) was performed using 30 kHz (continuous mode) and 1 MHz (continuous and pulsed), and pre-heating with temperatures of 37oC, 50oC and 60oC. The influence on polymerization shrinkage was also evaluated through the variation of speckle contrast. The composite resin used was FiltekTM Z250 (3M ESPE) shade A2. Vickers microhardness and degree of conversion for the application of ultrasound in conjunction with LED were investigated. For the pre-heating composite resin and LED photo-activation, the Vickers microhardness, degree of conversion, fluorescence, color stability, shrinkage and marginal adaptation were performed. The results showed to be promising for the optimization of photo-cure of dental resins.

Este estudo relata a síntese dos catalisadores heterogêneos Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP e Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP. São sistemas que aliam as propriedades catalíticas de metaloporfirinas, com as propriedades magnéticas das nanopartículas de magnetita (Fe3O4) numa matriz estruturada de sílica mesoporosa MCM-41. A síntese das nanopartículas de Fe3O4 foi seguida pelo revestimento de sua superfície com camada fina de sílica (Fe3O4@nSiO2). Em seguida, a estrutura mesoporosa da sílica MCM-41 foi formada sobre as partículas recobertas na presença de brometo de hexadeciltrimetilamônio, como surfatante, e tetraetilortosilicato, como o precursor de sílica, obtendo-se o compósito Fe3O4@nSiO2@MCM-41. No processo de síntese do compósito Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E), o mesitileno foi incorporado como agente expansor de estrutura, a fim de se obter poros com diâmetros maiores que os característicos para a sílica mesoporosa MCM-41. Os compósitos foram funcionalizados com o agente sililante 3-aminopropiltrietoxisilano. Esta etapa permitiu a imobilização covalente da [Mn(TF5PP)]Cl nos compósitos através de uma reação de substituição nucleofílica aromática, gerando os catalisadores Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP e Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP. Caracterizações por espectroscopia no ultravioleta-visível e no infravermelho, reflectância difusa no UV-Vis, magnetometria de amostra vibrante, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão e isotermas de adsorção-dessorção de N2, permitiram compreender a estrutura e morfologia dos catalisadores. A atividade catalítica dos sistemas na oxidação de hidrocarbonetos ((Z) ciclo-octeno e ciclo-hexano) e na oxidação de fármaco (mirtazapina) foi avaliada; iodosilbenzeno ou ácido meta-cloroperoxibenzóico, foram utilizados como agente doador de oxigênio. Os testes catalíticos com os hidrocarbonetos demonstraram maiores rendimentos de epóxido para o catalisador Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP do que o catalisador Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP. Estes rendimentos altos para o primeiro foram atribuídos ao seu maior tamanho de poros. Ambos os catalisadores foram seletivos para o produto ciclo-hexanol, indicando um comportamento biomimético. A oxidação do fármaco, nas condições deste estudo preliminar, gerou um metabólito que difere dos dois principais metabólitos (8-hidroximirtazapina e demetilmirtazapina) obtidos em estudos com enzimas P450. Estudos controle de oxidação do fármaco com manganês porfirina em solução revelaram que este sistema foi seletivo para formação do produto demetilmirtazapina. / This study reports on the preparation of the Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP and Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP heterogeneous catalysts. They are systems that allies the catalytic properties of metalloporphyrins with the magnetic properties of magnetite (Fe3O4) nanoparticles in a structured matrix of MCM-41 mesoporous silica. Synthesis of Fe3O4 nanoparticles was followed by surface coating with a thin silica layer (Fe3O4@nSiO2). Then, a MCM-41-type mesoporous silica structure was grown over the coated particles in the presence of hexadecyltrimethylammonium bromide, as surfactant, and tetraethylorthosilicate, as the silica precursor, to yield the Fe3O4@nSiO2@MCM-41 composite. It was incorporated into the synthesis route of Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E) composite the mesitylene as expanding agent structure, in order to obtain pores with diameters greater than the characteristic for the MCM-41 mesoporous silica. The resulting composites was functionalized with the silylating agent 3-aminopropyltriethoxysilane. This enabled covalent immobilization of [Mn(TF5PP)]Cl onto the composite via a nucleophilic aromatic substitution reaction, to afford the Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP and Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP catalysts. Characterization of the catalysts by ultraviolet-visible and infrared spectroscopies, UV-Vis diffuse reflectance, vibrating sample magnetometer, X-ray diffractometry, scanning and transmission electron microscopies and N2 adsorption-desorption isotherm, aimed to understand the structure and morphology of the catalysts. The catalytic activity of the systems in hydrocarbon oxidation ((Z)-cyclooctene and cyclohexane) and the drug oxidation (mirtazapine) was evaluated; iodosylbenzene or meta-chloroperoxybenzoic acid, were used as the oxygen donor agent. The catalytic tests with the hydrocarbons demonstrated higher yields of epoxide for Fe3O4@nSiO2@MCM-41(E)-MnP than Fe3O4@nSiO2@MCM-41-MnP catalyst. These high yields for the first catalyst, were attributed to larger pore size. Both catalysts were selective for the cyclohexanol product, indicating a biomimetic behavior. The drug oxidation, under the preliminary study conditions, generated a metabolite that differs from the two major metabolites (8-hydroxy mirtazapine and demethylmirtazapine) obtained in studies with P450 enzymes. Control drug oxidation studies with manganese porphyrin solution revealed that this system was selective for formation of demethylmirtazapine product.

Pertencendo à família dos eletrodos de carbono, o carbono polimérico vítreo (CPV) apresenta condutividade elétrica, estabilidade térmica, resistência mecânica e grande intervalo de potencial. Dessa forma, se torna possível sua aplicação como eletrodo sólido para o monitoramento de processos de transferência de carga, suporte para polímeros eletroativos e modificadores de superfície. O processo de obtenção do CPV se baseia na carbonização em ambiente inerte de materiais precursores, dentre os quais, podem-se destacar as resinas fenólicas, como por exemplo, resol (C7H8O2). Neste contexto, este trabalho investiga a obtenção do CPV a partir da resina fenólica resol, bem como o efeito da incorporação de íons metálicos (crômio, ferro e cério) na estrutura cristalina e nas propriedades eletroquímicas. Os materiais foram caracterizados por análise térmica, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raio-X, espectrofotometria no infra-vermelho e por voltametria cíclica. O difratograma de raio-X confirmou a obtenção de um material com estrutura similar a do carbono vítreo e, através da microscopia eletrônica de varredura, ficou comprovada a baixa porosidade do CPV. Por espectrofotometria no infra-vermelho, ficou demonstrada a presença de grupos funcionais, como carbonilas e hidroxilas, na estrutura do material. Os resultados mostram que tanto o CPV quanto o CPV modificado por íons metálicos possuem boa estabilidade térmica, pois não houve nenhuma decomposição desses materiais abaixo de 400ºC. E, tanto o CPV quanto o CPV modificado por íons metálicos apresentam comportamento eletroquímico similar no sistema ferricianeto/ferrocianeto. Concluindo, o método desenvolvido para obtenção do CPV modificado por íons metálicos é satisfatório, reprodutivo além de proporcionar uma dispersão homogênea dos íons na fase do CPV. Desta forma, possibilita uma nova frente de estudos destes materiais eletródicos em eletrocatálise e eletroanalítica. / Belonging to the family of the carbon electrodes, the glassy polymeric carbon (GPC) presents electric conductivity, thermal stability, mechanical resistance mechanics and great potential interval. In this way, it is possible its application as solid electrode in order to follow electron transfer process, act as support of electroactive molecules and surface modifier. The glassy polymeric carbon production is based on carbonization of organic precursors in inert atmosphere such as phenolic resins (for example, resol - C7H8O2) In this context, this work investigates the production of GPC from phenolic resin, as well as the effect of incorporation of metallic ions (chromium, iron, and cerium) on crystalline structure and electrochemical properties. The materials were characterized by thermal analysis, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, infrared spectrophotometry, and cyclic voltammetry. X-ray diffraction patterns had confirmed the presence of a material with similar structure of that found in conventional glassy carbon, and through SEM images it has shown a low porosity carbon material. From infrared spectrum, it can be observed carbonyl and hydroxide groups. The found results showed that both GPC and metallic ion modified GPC exhibit thermal stability, since no decomposition has occurred up to 450 oC. And, both carbon materials present similar electrochemical behavior in hexacyanoferrate system. In conclusion, the method developed for attainment of the GPC modified for ions metallic is satisfactory, and reproductive. Besides, it provides a homogeneous dispersion of ions in the bulk phase of the GPC. As a consequence, it makes possible a new front of studies of these materials in electrocatalysis and electroanalysis.

Este trabalho tem por objetivo realizar estudos sobre as potenciais aplicações do compósito a base de grafite e borracha de silicone como material eletródico. O compósito foi aplicado na determinação de propranolol, uma droga antihipertensiva largamente utilizada no Brasil e rutina, um flavonóide com propriedades vasodilatadoras e antioxidantes. Os eletrodos foram preparados misturando-se proporções adequadas de pó de grafite e borracha de silicone, de maneira a obter um compósito com 70% de grafite (m/m). Dados de voltametria cíclica (CV) foram usados para estimar a região útil de trabalho para o eletrodo em diferentes eletrólitoes suporte e pH. Estudos usando CV foram utilizados para avaliar a resposta e o comportamento voltamétrico dos analitos propostos em relação a vários parâmetros. Para a quantificação foi utilizada voltametria de pulso diferencial (DPV), na qual foram obtidas curvas analíticas para definição de intervalos lineares de resposta e limites de detecção. Curvas analíticas também foram obtidas com eletrodo de carbono vítreo para comparação. Posteriormente, os procedimentos foram aplicados na determinação dos analitos em formulações farmacêuticas. Os resultados obtidos foram comparados com procedimentos padrão descritos na literatura. A rutina foi determinada no medicamento Novarrutiva e os resultados obtidos concordaram com o método de comparação com 95% de confiança. O propranolol foi determinado no medicamento Propranolol Ayerst? e os resultados concordaram com o método comparativo com 95% de confiança. Em todos os casos, com o eletrodo compósito foi obtido menor limite de detecção e maior região linear de resposta para os dois analitos, quando comparado ao eletrodo de carbono vítreo. / Studies regarding the applications of a graphite-silicone rubber composite as an electrode material have been performed and the results described in this work. The composite was used in the voltammetric determination of propranolol, an antihypertensive drug widely used in Brazil and rutin a flavonoid that presents both dilatation of blood vessels capabilities and antioxidative actions. The electrodes were prepared by using a suitable amount of graphite powder and silicone rubber in order to reach a 70% (graphite, w/w) composition. Cyclic voltammetric (CV) data were used in order to characterize the electrode material regarding useful potential window in different supporting electrolyte and pH. CV data were also used in order to evaluate the response of the composite electrode to the analytes. The quantitative measurements were performed with differential pulse voltammetry (DPV) with which analytical curves were obtained and used to estimate the detection limits and linear dynamic range. These data guided us towards the determination of the analytes in pharmaceutical formulations. The results were compared with those from standard methods with agreement in the 95% confidence level, according to the Student?s t-Test, in both cases. Lower limits of detection and larger linear dynamic ranges were observed for the composite when compared with those from the glassy carbon electrode under the same experimental conditions.

O polipropileno com carga ou reforço de fibras de sisal (PP Sisal) é um composto desenvolvido para ser aplicado no processo de injeção de peças plásticas automotivas. Compósitos de polipropileno reforçados com cargas minerais (talco) ou fibras de vidro têm sido largamente aplicados nesse segmento. Porém, fibras naturais são uma importante alternativa considerando-se os aspectos de sustentabilidade, reciclabilidade, abundância e baixo custo, se comparadas a fibras de vidro e ao talco industrial. Neste trabalho escolheu-se o sisal como reforço em função dos resultados obtidos em testes de tração, impacto, homogeneidade, resistência a riscos, a não formação de pontas quando fraturado e ao menor peso específico da peça final. Este trabalho conduziu ensaios e testes para comparar o desempenho do novo composto aos compostos atualmente em uso. Resultados mostraram que o PP - sisal apresenta melhor rigidez e maior resistência do que os seus concorrentes, ainda contando com o apelo natural e ecológico do composto. Outro aspecto muito importante neste estudo foi o uso de polipropileno reciclado, o que transformou o resultado final num produto ainda mais ecológico e rentável. / Reinforced with sisal fibers, polypropylene (PP - Sisal) is a compound developed to be applied in the injection process of plastic automotive parts. Polypropylene compounds reinforced with mineral fillers (talc) or fiber glass have been widely applied in this segment. However, natural fibers are an important alternative considering the following aspects: sustainability, recyclability, abundant availability and low cost, if compared with fiber glass and mineral fillers. This work chose sisal as reinforcement in function of the results achieved in the tests of traction, impact, homogeneity and scratch resistance. Besides that, no sharp is formed when broken and specific weight is light in the final part. We conducted try-outs and test to compare the performance of the new composition with that of current ones, and results have shown that the PP - sisal presents better rigidity and greater resistance than its competitors, still counting with natural and ecological appeal. Another very important aspect in this study was the use of recycled polypropylene, which made final results more ecological and profitable.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-09-29T01:08:32Z No. of bitstreams: 1 Andressa_G_Rosenberger_2017.pdf: 2187152 bytes, checksum: eeb5c275b57d9c489c86178a66925400 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T01:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andressa_G_Rosenberger_2017.pdf: 2187152 bytes, checksum: eeb5c275b57d9c489c86178a66925400 (MD5) Previous issue date: 2017-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná (FA) / Water is a vital element in human health and a determining factor in the pace of human evolution; however, the presence of emerging pollutants threatens its quality and may endangers the well-being of people and the environment. This work stands out for the development of a composite material based on nanotechnology to be used as an electroanalitic sensor in aqueous solutions with the Metronidazole drug which is considered an emerging pollutant. Initially the polymeric fibers were produced based on ecovio® and carbon nanotubes multilayer (MWCNT’s). In order to evaluate the parameters that could interfere in the process of electrospinning and to understand the interaction between the polymer and the MWCNT’s, a fractional factorial design and physicochemical characterizations analysis were used, which were: optical micrography scanning electron microcopy (SEM), mechanical analysis, wettability by contact angle, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential thermal analysis (DSC) and X-ray diffraction. For the porpuse of fabricating the sensor, the fibers were calcinated and the obtained residue was characterized by SEM and FTIR. The statistical data and the images of optical microscopy and SEM showed that the addition of MWCNT’s is the parameter that most influences the diameter of the obtained microfibers (1.16 ± 0.22 µm) so that their presence decreases the diameter and results in fibers more uniform and homogeneous. After selecting the ideal conditions an experiment was done with the following process and solution parameters: concentration of ecovio® 15,00% (m/v) and MWCNT’s 0,60% (m/v); flow: 1.80 mL.h-1; distance: 16 cm and applied voltage: 18 kV. The morphology and diamater os the fibers was obtained using SEM images and showed an average diameter of 1.59±0.61 µm. It was also demonstrated a better mechanical performance after the addition of MWCNT’s to the fibers, so that they presented greter elasticity (180%) and significant increase on the elastic resistance (163%) and tensile strength (107%), besides the analysis of wettability from the contact angle suggest that the carbon-based nanomaterial is inside the polymeric microfibers. The interactions between the MWCNT’s and the polymer were better evaluated by vibracional aspects by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and showed the interaction between the MWCNT’s and the functional group C=O characteristic of the group ester of the polymers. The analysis of thermogravimetry (TGA) demonstrated a higher stability. The thermogravimetric analysis (TGA) showed a higher stability of the poly (lactic acid) component and lower resistances of the poly (butylene adipate co-terephtalate) component in the polymer blend. Besides it was necessary a constant temperature of 550 ºC during 50 minutes to the total degradation of the polymer. By differential thermal analysis (DSC) it was possible to confirm the interactions proposed by FTIR and TGA, which indicate that the interaction occurs preferentially with the aliphatic chains of the ecovio® polymer. After the calcination of the fibers, the obtained residue was characterized by FTIR and MEV and variations in the characteristics of pure MWCNT's can be observed, with reduction of the corboxylic groups for the calcined and electrospun/calcined MWCNT's, as well as the formation of lamella for the MWCNT's electrospun/calcined. The electrochemical measurements using the cyclic voltammetry technique showed that the sensor is promising for determination of Metronidazole. / A água é um elemento vital e determinante no ritmo da evolução humana, contudo a presença de poluentes emergentes ameaça sua qualidade e põe em risco o bem estar humano e ambiental. O presente trabalho destaca-se por desenvolver um material compósito formado por poli (butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) e poli (ácido lático) (PLA) para ser utilizado como sensor eletroanalítico em soluções aquosas contendo o fármaco metronidazol. Inicialmente produziu-se fios poliméricos a base de ecovio® e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT’s). A fim de avaliar os fatores interferentes do processo e compreender a interação entre o polímero e os MWCNT’s utilizou-se um planejamento fatorial fracionário e análises de caracterização físico-química tais como: micrografia ótica, microscopia eletronica de varredura (MEV), análise mecanica, molhabilidade por angulo de contato, espectroscopia vibracional de infravermelho por transformada de Fourrier, análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difratometria de raio X (DRX).Para a construção do sensor eletroquímico as fibras foram calcinadas e o resíduo obtido foi caracterizado pelas ténicas de MEV e FTIR. Os resultados estatísticos em conjunto com as imagens de microscopia ótica e MEV demonstram que a adição de MWCNT’s é o parâmetro que mais influência no diâmetro das microfibras (1,16 ± 0,22 µm) obtidas, de modo, que sua inserção diminui este parâmetro deixando as fibras mais uniformes e homogêneas. Após a escolha das condições ideais procedeu-se um experimento com os seguintes parâmetros da solução e do processo de eletrofiação: ecovio® 15,00% (m/v) e MWCNT’s 0,60% (m/v); fluxo: 1,80 mL.h-1; distância: 16 cm e tensão: 18 kV. A morfolagia e o diâmetro das fibras foram realizadas usando as imagens de MEV e apresentam diâmetro médio de 1,59±0,61 µm. Foi evidenciado também um melhor desempenho mecanico após a inserção de MWCNT’s às fibras de modo que as fibras apresentam maior elasticidade (180%) e um aumento significativo da resistência elástica (163%) e tensão de ruptura (107%). Ademais a análise de molhabilidade por ângulo de contato sugere que o nanomaterial a base de carbono encontra-se no interior das microfibras poliméricas. As interações entre o MWCNT’s e os polímeros foram melhor avaliadas pelos espectros vibracionais de infravermelho por transformada de Fourrier (FTIR) e evidenciam a interação entre MWCNT’s e o grupamento funcional C=O, característicos dos grupamentos ésteres dos polímeros. As análises de termogravimetria (TGA) demonstram uma maior estabilidade do componente poli (ácido lático) e uma menor estabilidade do poli (butileno adipato co-tereftalato) na blenda polimérica, além disso, foi necessário uma temperatura constante de 550 ºC durante 50 minutos para degradar totalmente o polímero.Pela análise térmica diferencial (DSC) foi possível confirmar as interações propostas pelo FTIR e TGA, que indicam que a interação ocorre preferencialmente com as cadeias alifáticas do polímero ecovio®. Após a calcinação das fibras, para o preparo do sensor, o resíduo obtido foi caracterizado por FTIR e MEV e pode-se observar mudanças na caracteristica dos MWCNT’s puros com diminuição dos grupos carboxilicos para os MWCNT’s tratados termicamente e eletrofiados/calcinados, além da formação de lamelas para o MWCNT’s eletrofiados/calcinados. As medidas eletroquímicas usando a tecnica de voltametria cíclica, mostram que o sensor é promissor para determinação de metronidazol.