Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-24Bitstream added on 2014-06-13T19:58:51Z : No. of bitstreams: 1 ferrari_jl_me_araiq.pdf: 1795087 bytes, checksum: 87abc0de0228b0e627f84f2a3c8a78eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta o estudo da decomposição térmica em diferentes temperaturas da resina precursora obtida pelo método citrato, assim como as características estruturais e as propriedades ópticas dos materiais constituídos por Y2O3 dopado com Eu3+ em diferentes proporções e Y2O3:Eu3+ 5% at. contendo Ag também em diferentes proporções. Estudos das propriedades fotoluminescentes e estruturais dessa matriz cristalina obtida pelo método citrato revelaram que a dopagem de 5% at. de Eu3+ em Y2O3 apresenta a maior intensidade relativa de emissão e essa proporção de Eu3+ foi utilizada no estudo da decomposição térmica da resina precursora. A partir dos resultados de decomposição térmica o co-dopante Ag foi adicionado em 1, 3, 5 e 7% na preparação da resina, posteriormente tratada em 750 ºC/4 h e 900 ºC/4 h para a obtenção dos materiais. Com 1% de Ag e tratamento a 750 ºC/4 h o material apresenta a maior intensidade de emissão e a formação de nanopartículas de Ag0, comprovada por voltametria cíclica e por reflectância na região do UV-Vis. Já, no material tratado a 900ºC/4 h, não é observada a formação de nanopartículas de Ag0, no entanto, a amostra Y2O3:Eu3+ contendo 1% de Ag apresenta a maior intensidade relativa de emissão. O filme preparado com nanopartículas de Y2O3:Eu3+ 5% at. contendo 1% de Ag obtidas a 900 ºC/4 h foi recoberto com siloxano preparado a partir de solução de metiltrimetoxisilano. Esse filme recoberto apresenta boa aderência ao substrato vítreo assim como luminescência detectável. Assim, os métodos utilizados para a preparação do material luminescente Y2O3:Eu3+ contendo 1% de Ag e para a deposição dos filmes são adequados para otimização de propriedades fotoluminescentes. / This work deals with the thermal decomposition study of the precursor resin prepared from the citrate method in different heat treatment temperatures along with structural features and optical properties of materials composed by Y2O3 containing Eu3+ in different molar ratios: Y2O3:Eu3+ 5 at.% containing 1, 3, 5 and 7 at.% of Ag prepared at 750 ºC / 4 h and 900º C / 4 h. The studies on the structural and optical properties revealed that the addition of 5 at.% of Eu3+ to the Y2O3 matrix gave rise to the highest relative emission intensity. This amount of Eu3+ was used in the thermal decomposition study of the precursor resin. Therefore the co-dopant Ag was added to the resin preparation and it was heat treated at 750 ºC / 4h and 900 ºC / 4h. Among the materials obtained at 750 ºC / 4 h it was observed the formation of Ag0 nanoparticles when Ag was present in 1 at.%, as also evidenced by cyclic voltammetry and UV-Vis reflectance spectroscopy. This was the sample liable for the highest emission intensity among all materials. The formation of Ag0 nanoparticles was not observed in the material fired at 900 ºC / 4 h, even though the highest relative emission intensity was obtained for the sample Y2O3:Eu3+ containing 1 at.% of Ag compared to materials prepared at 750 ºC / 4 h. Then this material was chosen for the preparation of the luminescent film. The film prepared with Y2O3:Eu3+ nanoparticles containing 1 at.% of Ag fired at 900 ºC / 4 h was covered with silanol obtained from an MTMS solution. The covered film presented suitable adherence to the glass substrate as well as good luminescence. This way the preparation method of the luminescent material Y2O3:Eu3+ containing 1 at.% of Ag, along as that of the film, turned out to be successful in preparing materials with high relative emission intensity and good adherence to the substrate, respectively.

Nesse trabalho foram produzidas nanopartículas (NPs) de Gd2O3 e Er2O3 para aplicação como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia. Elas foram sintetizadas no Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN pelo método da decomposição térmica e caracterizadas utilizando difração de raios-X, para verificar a estrutura cristalina, microscopia eletrônica de transmissão, para obter informações sobre forma, tamanho e distribuição de tamanho, análise por ativação neutrônica, por meio da qual foi possível determinar a pureza das amostras e calcular a concentração de gadolínio e érbio. Medições de magnetização e de espectroscopia de correlação angular γ-γ perturbada (PAC) foram realizadas a fim de estudar o comportamento magnético e a interação quadrupolar das partículas, respectivamente. Os resultados da caracterização mostram a formação de uma estrutura cristalina do tipo bixbyite, com aproximadamente 5 nm de diâmetro e estreita distribuição de tamanho, para as amostras pós-síntese. A determinação da massa de terra-rara em cada amostra foi importante para realizar a normalização nas medições de susceptibilidade magnética, tornando possível a visualização de um grande aumento na magnetização abaixo de 30 K, nas amostras pós-síntese, o que não é observado em partículas maiores, além de um aumento no momento magnético efetivo das NPs em relação aos respectivos bulks e uma mudança na temperatura de ordenamento antiferromagnético para o Er2O3. Os resultados da espectroscopia PAC evidenciam possíveis efeitos de superfície. A falta de uma frequência bem definida nas amostras de 5 nm indicam que a quantidade de 111In(111Cd) na superfície da partícula é maior do que no interior da mesma, fazendo com que a interação hiperfina do núcleo de prova com o host não seja evidente. Já a união da técnica de difração de raios-X com a espectroscopia PAC foi fundamental para o entendimento do dano causado às partículas pela irradiação com 60Co. Quanto às medições de radiossensibilização a dosimetria Fricke gel foi fundamental para a verificação de um fator de aumento de dose (DEF) de até 1,67 e 1,09 para NPs de Gd2O3 irradiadas com 60Co e 6MV, respectivamente. Nas mesmas condições, para as amostras de Er2O3, foram encontrados valores de DEF de até 1,37 e 1,06. Isso comprova os efeitos radiossensibilizadores dessas NPs. Os resultados alcançados nesse trabalho não apenas fornecem dados importantes para o estudo de NPs de terra-rara na área de física da matéria condensada como também uma base sólida para a aplicação desses elementos como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia, possibilitando a utilização da imagem por ressonância magnética para localizar e obter a concentração dessas NPs dentro do paciente, aumentando assim a eficiência do tratamento do câncer. / In this study Gd2O3 and Er2O3 nanoparticles were produced for application as radiosensitizers in radiotherapy beams. They were synthesized at the Hyperfine Interactions Laboratory, IPEN, using thermal decomposition method and characterized by X-ray diffraction, to verify crystalline structure, transmission electron microscopy, to obtain information about shape, size and size distribution, neutron activation analysis, whereby it was possible to determine samples purity and gadolinium and erbium concentration. Magnetization and perturbed γ-γ angular correlation (PAC) measurements were performed in order to study particles magnetic behavior and quadrupole interactions, respectively. Characterization results showed a bixbyite structure, 5 nm diameter post-synthesis particles with narrow size distribution. Rare-earth mass determination in each sample was important to perform normalization in magnetic susceptibility measurements, making possible the view of a high magnetization under 30 K for post-synthesis samples, what was not observed in larger particles, together with an effective magnetic moment enhancement for nanoparticles, not seen in bulk samples, and a change in the antiferromagnetic ordering temperature for Er2O3. PAC spectroscopy results show possible surface effects. The absence of a well-defined frequency in 5 nm samples indicates the amount of 111In(111Cd) at particle surface is bigger than in the core, resulting in a non-evident hyperfine interaction between the probe nuclei and the host. The X-ray diffraction and PAC spectroscopy joint was vital to understand the particles structural damage caused by 60Co irradiation. About radiosensitizer measurements a dose enhancement factor (DEF) of up to 1,67 and 1,09 for Gd2O3 nanoparticles under 60Co and 6MV irradiation, respectively, were observed. Under same conditions DEF values of up to 1,37 and 1,06 were found for Er2O3 samples. Results reached in this study provide not only important data for rare-earth oxides study in condensed matter physics but also a solid ground for the application of these elements as radiosensitizers in radiotherapy beams, allowing the use of magnetic resonance imaging to locate and obtain the concentration of these particles inside patient body, increasing cancer treatment efficiency.

No desenvolvimento deste estudo avaliou-se o comportamento térmico do bagaço de cana-de-açúcar, dois carvões minerais (CE4500 e PSOC1451), e suas misturas (75%carvão/25%bagaço) nas seguintes atmosferas: 80%N2/20%O2 (combustão convencional), 80%CO2/20%O2 (simulando oxi-combustão), 100% CO2, 100% N2 e 100% O2. Por meio da caracterização físico-química dos materiais e da análise térmica foram avaliados os perfis de decomposição térmica dos materiais, eventos entálpicos, determinação da energia de ativação, a influência da atmosfera na decomposição, emissões de SO2, CO2, NO e CO, a capacidade de queima, os resíduos e o efeito de sinergismo. As principais técnicas empregadas neste estudo foram análise elementar, análise termogravimétrica (TGA), análise térmica diferencial (DTA) e um reator tubular de queda livre (DTF - Drop Tube Furnace), desenvolvido no decorrer deste estudo. Os resultados termogravimétricos mostraram que a decomposição térmica do bagaço ocorre com maiores taxas de reação e picos exotérmicos mais intensos comparados aos carvões. Tal comportamento é atribuído ao alto teor de material volátil presente no bagaço. Esta característica do bagaço também promove a obtenção de menores valores de energia de ativação (Eα) na etapa inicial da decomposição térmica (30 kJ mol-1 comparados a 126 kJ mol-1 para o CE 4500 e 100 kJ mol-1 para o PSOC 1451), que confirmam a maior facilidade no processo de ignição do bagaço em relação aos carvões. Em relação ao efeito da atmosfera, quando N2 é substituído por CO2 observa-se aumento de 6 vezes nos valores iniciais de energia de ativação para o bagaço de cana (E inicial passa de 30 kJ mol-1 para 170 kJ mol-1). Contudo, efeito contrário é observado para os carvões (E inicial diminui de 200 para 130 kJ mol-1 para o CE 4500 e de 100 para 75 kJ mol-1 para o PSOC 1451). A diferença de comportamento do bagaço em relação aos carvões é atribuída ao mecanismo de difusão do material volátil durante a decomposição térmica considerando a escala de análise aplicada. Os resultados obtidos em DTF mostraram que, quando o processo ocorre sob atmosfera contendo CO2 (típica de oxi-combustão), para todos os materiais as emissões de NO são até 34% inferiores àquelas feitas sob atmosfera de ar. Entretanto, efeito contrário é observado para as emissões de CO. Em relação às emissões de SO2, nenhuma tendência pode ser observada. O rendimento da queima do bagaço foi 50% superior em atmosfera de ar devido à facilidade da ignição nesta atmosfera. Para o carvão CE 4500, os maiores rendimentos de queima foram obtidos em atmosferas contendo CO2 (8% a menos de material não queimado comparado aos resíduos obtidos em ar sintético). Em relação ao estudo de sinergismo, as técnicas de análise utilizadas no desenvolvimento desta pesquisa não apresentaram embasamento suficiente para comprovar positivamente a interação entre os materiais. Para ambas as misturas também não se evidenciaram alterações de comportamento em função da atmosfera utilizada. / This study evaluates the thermal behavior of sugar cane bagasse, two bituminous coals (CE 4500 and PSOC 1451) and blends composed of 75%coal/25%bagasse under 80%N2/20%O2 (conventional combustion), 80%CO2/20%O2 (oxy-fuel combustion simulation), 100% CO2, 100% N2 and 100% O2 atmospheres. The evaluations were conducted by means of ultimate analysis, Thermogravimetric analysis (TGA), Differential Thermal Analysis (DTA) and DTF (developed in this study) – which includes thermal decomposition profiles, determination of activation energy, evaluation of atmosphere and interaction effects on the blends, evaluation of SO2, CO2, NO e CO emissions, burning yield and residues analysis. The results show the high content of volatile matter in the bagasse leads to a high rate reaction during the thermal decomposition of the material in comparison to coals, hence, a higher intensity of exothermic events. Such a characteristic of the bagasse also influences the first step of the thermal decomposition and leads to a lower activation energy (Eα) (30 kJ mol-1) in comparison with the values obtained for coals (126 kJ mol-1 for CE 4500 and 100 kJ mol-1 for PSOC 1451). When N2 was replaced by CO2, the activation values obtained in the first step of the bagasse decomposition increased from 30 kJmol-1 to 170 kJ mol-1. However, an opposite effect was observed for both coals (E decreased from 200 to 130 kJ mol-1 for CE 4500 and from 100 to 75 kJ mol-1 for PSOC 1451). The difference was attributed to the volatile mechanism of the matter diffusivity during the thermal decomposition. The atmospheres applied did not affect the thermal decomposition behavior of the blends. Regarding the DTF results, under CO2 atmosphere, all materials showed lower NO emissions in comparison to air atmosphere - NO emissions were up to 34% lower than those in air atmosphere. However, the CO emissions were lower in the CO2 environment. No trend could be observed regarding SO2 emissions. The bagasse burning efficiency was 50% higher in air environment due to the easy ignition under such atmosphere. For coals, higher burning efficiency and lower activation values were achieved under CO2 atmosphere (8% higher). Regarding the study of synergism, the analytical techniques applied did not confirm the interaction between the materials.

Nesse trabalho foram produzidas nanopartículas (NPs) de Gd2O3 e Er2O3 para aplicação como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia. Elas foram sintetizadas no Laboratório de Interações Hiperfinas do IPEN pelo método da decomposição térmica e caracterizadas utilizando difração de raios-X, para verificar a estrutura cristalina, microscopia eletrônica de transmissão, para obter informações sobre forma, tamanho e distribuição de tamanho, análise por ativação neutrônica, por meio da qual foi possível determinar a pureza das amostras e calcular a concentração de gadolínio e érbio. Medições de magnetização e de espectroscopia de correlação angular γ-γ perturbada (PAC) foram realizadas a fim de estudar o comportamento magnético e a interação quadrupolar das partículas, respectivamente. Os resultados da caracterização mostram a formação de uma estrutura cristalina do tipo bixbyite, com aproximadamente 5 nm de diâmetro e estreita distribuição de tamanho, para as amostras pós-síntese. A determinação da massa de terra-rara em cada amostra foi importante para realizar a normalização nas medições de susceptibilidade magnética, tornando possível a visualização de um grande aumento na magnetização abaixo de 30 K, nas amostras pós-síntese, o que não é observado em partículas maiores, além de um aumento no momento magnético efetivo das NPs em relação aos respectivos bulks e uma mudança na temperatura de ordenamento antiferromagnético para o Er2O3. Os resultados da espectroscopia PAC evidenciam possíveis efeitos de superfície. A falta de uma frequência bem definida nas amostras de 5 nm indicam que a quantidade de 111In(111Cd) na superfície da partícula é maior do que no interior da mesma, fazendo com que a interação hiperfina do núcleo de prova com o host não seja evidente. Já a união da técnica de difração de raios-X com a espectroscopia PAC foi fundamental para o entendimento do dano causado às partículas pela irradiação com 60Co. Quanto às medições de radiossensibilização a dosimetria Fricke gel foi fundamental para a verificação de um fator de aumento de dose (DEF) de até 1,67 e 1,09 para NPs de Gd2O3 irradiadas com 60Co e 6MV, respectivamente. Nas mesmas condições, para as amostras de Er2O3, foram encontrados valores de DEF de até 1,37 e 1,06. Isso comprova os efeitos radiossensibilizadores dessas NPs. Os resultados alcançados nesse trabalho não apenas fornecem dados importantes para o estudo de NPs de terra-rara na área de física da matéria condensada como também uma base sólida para a aplicação desses elementos como radiossensibilizadores em feixes de radioterapia, possibilitando a utilização da imagem por ressonância magnética para localizar e obter a concentração dessas NPs dentro do paciente, aumentando assim a eficiência do tratamento do câncer. / In this study Gd2O3 and Er2O3 nanoparticles were produced for application as radiosensitizers in radiotherapy beams. They were synthesized at the Hyperfine Interactions Laboratory, IPEN, using thermal decomposition method and characterized by X-ray diffraction, to verify crystalline structure, transmission electron microscopy, to obtain information about shape, size and size distribution, neutron activation analysis, whereby it was possible to determine samples purity and gadolinium and erbium concentration. Magnetization and perturbed γ-γ angular correlation (PAC) measurements were performed in order to study particles magnetic behavior and quadrupole interactions, respectively. Characterization results showed a bixbyite structure, 5 nm diameter post-synthesis particles with narrow size distribution. Rare-earth mass determination in each sample was important to perform normalization in magnetic susceptibility measurements, making possible the view of a high magnetization under 30 K for post-synthesis samples, what was not observed in larger particles, together with an effective magnetic moment enhancement for nanoparticles, not seen in bulk samples, and a change in the antiferromagnetic ordering temperature for Er2O3. PAC spectroscopy results show possible surface effects. The absence of a well-defined frequency in 5 nm samples indicates the amount of 111In(111Cd) at particle surface is bigger than in the core, resulting in a non-evident hyperfine interaction between the probe nuclei and the host. The X-ray diffraction and PAC spectroscopy joint was vital to understand the particles structural damage caused by 60Co irradiation. About radiosensitizer measurements a dose enhancement factor (DEF) of up to 1,67 and 1,09 for Gd2O3 nanoparticles under 60Co and 6MV irradiation, respectively, were observed. Under same conditions DEF values of up to 1,37 and 1,06 were found for Er2O3 samples. Results reached in this study provide not only important data for rare-earth oxides study in condensed matter physics but also a solid ground for the application of these elements as radiosensitizers in radiotherapy beams, allowing the use of magnetic resonance imaging to locate and obtain the concentration of these particles inside patient body, increasing cancer treatment efficiency.

Foi realizado o estudo cinético da decomposição do perclorato de amônio nacional em composição trimodal. Foram utilizadas as técnicas DSC e TG, em condições isotérmicas e não-isotérmicas e aplicados os métodos de deslocamento da temperatura do máximo do pico (Ozawa e Kissinger) e o método isoconversional. Após a seleção do tamanho de amostra, do tipo de porta-amostra e razão de aquecimento, foram obtidos dados da reação de decomposição térmica do estado sólido do PA por DSC e TG para avaliação da energia de ativação. Para uma maior precisão dos resultados foram usadas massas pequenas na faixa de 1,3 mg, para evitar auto-aquecimento das reações muito exotérmica e problema com transferência de calor junto à amostra. Foi possível minimizar a sublimação ao usar porta-amostra fechado com alívio de pressão. Os ensaios mostraram que a decomposição do PA ocorrem em duas etapas. Em porta-amostra de Al a separação dos dois picos foi a mais nítida, mostrando ser o melhor porta-amostra para estudar a decomposição térmica do PA. Quando o ensaio foi realizado em porta-amostra de Al anodizado estes dois picos ficaram sobrepostos transformando o processo, praticamente, em etapa única. Usando o método de deslocamento da temperatura do máximo do pico, os resultados médios calculados para os dois picos em cada porta-amostra e as duas técnicas (DSC/ALV, DSC/ANV e DTG/ALV) foram 1203, 111 3 e 1213 kJ/mol os quais estão compatíveis com os resultados da literatura. A análise cinética usando método isoconversional de dados provenientes das técnicas DSC e TG em porta-amostra (ALV) forneceu resultados similares, indicando que estas técnicas, para este cálculo específico respondem a uma mesma distribuição de Ea em função do grau de avanço da reação, sugerindo seguirem o mesmo mecanismo, sendo equivalentes. A Ea obtida foi próxima à obtida pelo método de deslocamento do pico, com a vantagem de fornecer o perfil de distribuição de Ea ao longo da reação.

O objetivo desta dissertação foi determinar a energia de ativação de alto explosivos tais como: octogênio (HMX), pentanitroeretritol tetranitrado (PETN) e trinitrotolueno (TNT), relacionando os valores de energia de ativação encontrados na decomposição térmica destes materiais energéticos com a sensibilidade por eles apresentada. Utilizaram-se como técnicas de caracterização a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e a espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), utilizando técnicas de transmissão e microscopia FT-IR. A decomposição térmica destes materiais foi estudada por meio da calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os dados obtidos por meio de análise térmica, DSC, foram submetidos aos métodos propostos por Kissinger e Ozawa para determinação da energia de ativação, onde verificou-se que, nas condições experimentais adotadas, o a ?HMX apresentou energia de ativação de 331 kJ/mol, o b? HMX 464 kJ/mol, o PETN agulhado 157 kJ/mol, o PETN tetragonal 145 kJ/mol, o TNT 95 kJ/mol e a transição a d? HMX 494 kJ/mol. Portanto, os valores de energia de ativação determinados neste trabalho estão em concordância com os encontrados nas literaturas de cada composto energético, não sendo adequados como parâmetro de comparação da sensibilidade entre eles.

Os materiais energéticos têm sido utilizados ao longo dos tempos em aplicações civis e militares. De forma concomitante, estudos foram direcionados focando os mecanismos de combustão desses materiais, incluindo seu comportamento cinético e termodinâmico durante a queima. O objetivo do presente trabalho foi estudar de forma sistemática os mecanismos de decomposição térmica da dinitramida de amônio (ADN), perclorato de amônio (AP), isolado e formulado como propelente sólido compósito, além do hidrogênio, por meio de simulação computacional. Foram levados em conta todos os parâmetros cinéticos e termodinâmicos para a realização destas simulações. Além disso, foi realizada a determinação dos parâmetros de Arrhenius para as reações elementares que envolvem o mecanismo global de decomposição térmica do hidrogênio por métodos de química quântica molecular. O comportamento da combustão da ADN para o caso do grão propelente sólido instalado na câmara de combustão de um motor-foguete convencional foi comparado ao comportamento quando em sistema aberto, nas condições ambiente. O livre fornecimento de oxigênio no sistema aberto acarreta um aumento significativo na velocidade das reações elementares do mecanismo global. A decomposição térmica do AP foi simulada nas condições de queima do grão instalado na câmara de combustão de um motor-foguete, de forma isolada ou formulado no "binder" de polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH). Os resultados mostraram que a pressão do meio é um fator crítico na queima do AP isolado, enquanto para o AP formulado com PBLH, a variação no comportamento de queima em função da pressão pode ser desconsiderada. Por meio de métodos de química quântica molecular, foram determinados os parâmetros cinéticos e termodinâmicos das reações elementares do mecanismo de combustão do hidrogênio. Estes resultados foram comparados com os obtidos experimentalmente por meio de simulação de queima em um reator em regime transiente. Notou-se que mudanças no valor absoluto da energia de ativação acarretaram variações significativas no comportamento global da decomposição térmica do material.

O propelente sólido é uma mistura complexa e estável de ingredientes oxidantes e redutores, que ao entrarem em ignição, reagem entre si, formando moléculas gasosas a altas temperaturas. A estocagem de motores-foguetes carregados com propelente sólido compósito por longos períodos pode modificar propriedades de projeto, podendo ocasionar falhas, afetando assim a segurança durante o lançamento. Neste estudo foi realizado o envelhecimento acelerado, visando predição do tempo de vida útil, e avaliada a variação das propriedades do propelente com o decorrer do tempo, por meio de ensaios de tração, medidas de dureza, extração com solvente, análise térmica TG/DSC e ensaio em bomba calorimétrica. As temperaturas de envelhecimento utilizadas foram 45C, 55C e 65C e os tempos de envelhecimento foram 0, 1, 3, 6, 9, 10 e 12 meses. Foi feito também o envelhecimento em temperatura ambiente. Não houve variação significativa nos valores de energia de ativação de decomposição térmica nos dois métodos utilizados - Ozawa e isoconversional livre de modelo - durante o período de envelhecimento. A variação nos resultados obtidos pela bomba calorimétrica foi pequena. A extração com solvente mostrou que o uso do agente de ligação altera significativamente o teor sol durante o envelhecimento. Os resultados de propriedades mecânicas mostraram que com o decorrer do envelhecimento acelerado, o propelente tende a apresentar perda de rigidez, verificada pela redução nos valores de tensão máxima e módulo de Young. Houve também diminuição nos valores de dureza Shore A. A variação das propriedades mecânicas permitiu a predição do tempo de vida útil do propelente sólido compósito.

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Foram utilizadas análises físico-químicas clássicas para a caracterização dos óleos e das amostras de biodieseis sintetizados. Os resultados obtidos para as propriedades físico-químicas das amostras de biodiesel metílico apresentaram-se consistentes com os valores especificados pela Resolução n° 45 de 2014 da Agência Nacional do Pétróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (RANP 45/14). Os resultados de capacidade calorífica determinados por DSC mostraram que o biodiesel metílico de pracaxi foi o que apresentou valores mais elevados, enquanto que para os etílicos, isto foi observado para os biodieseis de buriti, andiroba e pracaxi. A maioria dos dados de capacidade calorífica obtidos para os biodieseis metílico e etílico determinados por DSC e pelo método de contribuição de grupos foram considerados satisfatórios, pois mostraram desvios relativos menores ou iguais a 15%, e apresentaram bons coeficientes de correlação que variaram de 0,8617 a 0,9947. Os estudos da estabilidade térmica por análise termogravimétrica mostraram que os óleos e gordura apresentaram-se estáveis na faixa de temperatura de 110 a 220°C, em atmosfera inerte e, em atmosfera oxidante, foram termicamente estáveis de 130 a 165°C. Todas as amostras de biodiesel sintetizadas degradaram-se em temperaturas inferiores a 150°C, o que representa elevada volatilidade, uma característica muito importante para a sua aplicação nos motores a diesel. O estudo cinético da decomposição térmica para os biodieseis metílico e etílico encontraram valores de energia de ativação que variaram de 46,23 a 124,93 kJ.mol-1 e mostraram que os biodieseis etílicos foram mais estáveis que os biodieseis metílicos. / This study aimed to synthesize methyl and ethyl biodiesel from six amazonian species of vegetable oils and fat through the transesterification reaction process using alkaline homogeneous catalysis, determine the heat capacity values of oils and methyl and ethyl biodiesel by differential scanning calorimetry (DSC) in the temperature range of 55 to 195°C, and correlate with information estimated by the group contribution method, to investigate the thermal stability of oils and biodiesel produced by thermogravimetric analysis (TG/DTG) and perform kinetic study of the decomposition thermal of biodiesels using the Ozawa method. Classic physicochemical analysis for the characterization the vegetable oils and the biodiesel synthesized samples were used. The results for the physicochemical properties of methyl biodiesel samples were consistent with the values specified by the Resolution No. 45 of 2014 of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (RANP 45/14). The results of heat capacity determined by DSC showed that the methyl biodiesel pracaxi showed the highest values, while for ethyl, it was observed for the biodiesel buriti, andiroba and pracaxi. Most heat capacity data obtained for the methyl and ethyl biodiesel determined by DSC and by the group contribution method were satisfactory, as they showed smaller relative deviations or equal to 15% and showed good correlation coefficients ranged from 0, 8617 to 0.9947. The studies on the thermal stability by thermogravimetric analysis indicated that the oils and fat were stable in the temperature range of 110 to 220°C, in inert atmosphere and, in an oxidizing atmosphere, were thermally stable to 130 at 165°C. All the synthesized biodiesel samples is degraded at temperatures up to 150°C, which is highly volatile, a very important feature for the application in diesel engines. The kinetic study of the thermal decomposition of the methyl and ethyl biodiesel met activation energy values ranging from the 46.23 124.93 kJ.mol-1 and showed that the ethyl biodiesel were more stable than the methyl biodiesel.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of cellulose nanocrystals (CN) as a reinforcing agent for polymeric matrices has attracted considerable attention because the cellulose nanocrystal-based nanocomposites typically exhibit thermal, mechanical and superior barrier properties compared to the pure polymer or conventional composites and additionally provide environmental benefits. In order to use these to the CN as a reinforcing agent polymer matrix, the thermal stability of these crystals is a key factor in that they can be used as effective reinforcement materials, since the thermoplastic processing temperatures often exceeds 200°C. In this work CN were obtained from different sources, cellulose of purified mango seed (PMS), eucalyptus kraft pulp (PK) and cellophane (CELL) by acid hydrolysis with HCl and H2SO4. The chemical compositon of PMS, PK and CELL used in the hydrolysis were determined for the levels of -cellulose, hemicelluloses, holocellulose, lignin and ash All NC were characterized by elemental analysis (C,H,N,S), x - rays diffraction (XRD), atomic force microscopy ( AFM ) and thermogravimetry analysis ( TGA ) . Through thermogravimetric analysis kinectic study of thermal decomposition of the CN was carried out, it was possible to determine the conversion ( ) of the thermal decomposition of each sample of NCC under different heating rates of 5 , 10 , 20 and 40 ° C.min-1 . Through these data was possible to estimate the activation energy involved in the thermal decomposition process by applying kinetic method ASTM E 1641 , and the kinetic method of Kissinger . / A aplicação de nanocristais de celulose (NCC) como agente de reforço para matrizes poliméricas tem atraído considerável atenção, pois os nanocompósitos baseados em NC geralmente exibem propriedades térmicas, mecânicas e de barreira superiores em relação ao polímero puro ou compósitos convencionais, e adicionalmente oferecem benefícios ambientais. Tendo em vista a utilização desses NCC como agente de reforço para matrizes poliméricas, a estabilidade térmica destes cristais é um fator chave para que os mesmos possam ser usados como materiais de reforço eficazes, uma vez que as temperaturas de processamento de termoplásticos muitas vezes excede os 200°C. Neste trabalho foram extraídos NCC de diferentes fontes, celulose de manga purificada (CP), celulose de polpa Kraft de eucalipto (PK) e celofane (CEL), através de hidrolise ácida com H2SO4 e HCl. As composições químicas dos CP, PK e CEL utilizadas na hidrólise foram determinadas quanto aos teores de -celulose, holocelulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Todos os NCC foram caracterizados através de análise elementar (C,H,N,S), difração de raios-x, microscopia de força atômica (AFM) e análise termogravimétrica (TGA). Através das análises termogravimétricas, foi realizado o estudo cinético de degradação térmica dos NCC, onde foi possível se determinar a conversão ( da decomposição térmica para todas as amostras de nanocristais de celulose. E sob diferentes taxas de aquecimentos 5, 10, 20 e 40°C.min-1. Através desses dados pôde-se estimar a energia de ativação envolvida no processo de decomposição térmica aplicando-se os métodos cinéticos ASTM E 1641 e o método cinético de Kissinger. / Mestre em Química