Neste trabalho estudou-se o processo de polimerização de estireno em miniemulsão, através do monitoramento in-line da conversão do monômero e do tamanho das partículas geradas durante o processo de polimerização, através das técnicas espectroscópicas de Infravermelho Próximo (Near Infra Red - NIR) e Raman. As medições off-line de conversão foram feitas através de gravimetria e do tamanho das partículas através de Espalhamento Dinâmico de Luz (Dynamic Light Scattering - DLS). Também foi objeto deste estudo a modelagem matemática do process de polimerização em miniemulsão, assim como sua simulação utilizando o programa Matlab. A metodologia adotada para a obtenção dos resultados envolveu o trabalho experimental de monitoramento da síntese de poliestireno em miniemulsão utilizando iniciador hidrossolúvel (persulfato de potássio), tensoativo (lauril sulfato de sódio) e co-estabilizantes (hexadecano e poliestireno) e equipamento rotor-estator, Ultra Turrax T25, para obtenção da miniemulsão. O modelo matemático envolveu a determinação de equações fenomenológicas representativas do sistema em questão, prevendo as possíveis variações na cinética e fenômenos físico-químicos, decorrentes de variações na formulação prevendo inclusive os mecanismos de nucleação existentes em função da concentração de tensoativo utilizado. Como resultado, este trabalho validou as metodologias avaliadas para monitoramento da conversão e diâmetro das partículas poliméricas e também, ao comparar as metodologias avaliadas, identificou a espectroscopia NIR como metodologia preferencial por não exigir preparação da amostra, fornecer respostas em tempo real, sem defasagem de tempo e também por permitir coletar espectros com pequenos intervalos de tempo, garante melhor precisão e evita a perda de informações do processo. / In this work, is the development of a detailed study of the miniemulsion polymerization process monitoring monomer conversion and particle size along process. Near Infrared Spectroscopy (Near Infra Red - NIR) and Raman Spectroscopy were used to conversion and diameter determination. Gravimetric analyses were used to conversion determination. Dynamic Light Scattering (Dynamic Light Scattering - DLS) to particle size determination. It was also object of this study the Mathematical Modeling of Miniemulsion Polymerization Reaction Kinetic, as well as it simulation using Matlab software. The methodology used to obtain the results involved experimental work to synthesize and monitor miniemulsion polystyrene using water-soluble initiator (potassium persulfate), stabilizer (sodium lauryl sulfate) and co-stabilizers (hexadecane and polystyrene) and rotor-stator equipment Ultra Turrax T25 for miniemulsion obtaining. The mathematical model involved the determination of representative phenomenological equations this system, anticipating the possible variations in kinetics and physical-chemical phenomena, resulting from formulation variations mainly by verifying the surfactant concentration [S] to determine the existing nucleation mechanism when compared with the same surfactant critical micelle concentration [CMC]. The provided mechanisms are: micellar nucleation to [S] [CMC], droplets nucleation and homogeneous nucleation to [S] < [CMC]. As a result, this study validated the proposed methods for monitoring conversion and polymer particles diameter and also compare the evaluated methodologies, identifying NIR spectroscopy as a differential method among others for not to require sample preparation, supply answers in real time, no time delay and also to perform in shorter intervals, preventing the loss of process information.

O grande desafio da Implantodontia é alcançar resultados a longo prazo com maior preservação dos tecidos ósseos, resposta adequada dos tecidos conjuntivos e manutenção da estabilidade secundária adequada para a retenção de próteses. Estes fatores evitam a perda indesejável tanto do tratamento reabilitador quanto dos tecidos ósseos de suporte. A região extraoral apresenta menores espessuras ósseas em comparação às regiões de maxila e mandíbula, especialmente no osso temporal. Portanto, os seguintes aspectos foram investigados: (i) Análise pelo Método dos Elementos Finitos (FEA) de 16 modelos virtuais, com aplicação de forças estáticas de tensão e compressão nos pontos médios entre os implantes. Três implantes maxilofaciais extraorais foram posicionados no osso temporal, onde um deles foi posicionado sobre o processo mastóide. Este estudo foi totalmente realizado em ambiente computacional. Foram empregados dois tipos de conexões protéticas e intermediários retos de conicidades 20º e 45º, posicionados virtualmente no modelo de osso temporal, com paralelismo entre eles. Foi desenhada uma barra virtual para retenção protética do tipo barra-clipe da prótese auricular. Foram consideradas as melhores configurações aquelas apresentando distribuição uniforme e branda das tensões de von Mises sobre o tecido ósseo adjacente aos implantes. (ii) Confecção de corpos de prova com graus variáveis de pigmentação para (a) melhorar a reprodutibilidade da coloração (b) entender e reduzir o processo de descoloração para melhorar a longevidade das próteses. Um elastômero maxilofacial tipo A foi pigmentado intrinsecamente de acordo com os seis tons da Escala de Fitzpatrick. Uma técnica de pigmentação foi desenvolvida a partir dos resultados obtidos a partir de uma Escala de Fitzpatrick impressa em papel e dos pigmentos intrínsecos de cores primárias. Este dimetil-metilvinil-siloxano reforçado por platina A 223-30 (Factor II, Inc., Lakeside, AZ, USA) apresenta dureza \"Shore-A\" 30. As amostras foram expostas a fotoenvelhecimento acelerado, e sua degradação mapeada com Espectroscopia UV/Vis/NIR. Concluiu-se que: (i) Os implantes com conexão cone Morse plataforma 3.7 tem melhor comportamento biomecânico com intermediários de 45o e altura de 2mm. Sugere-se planejamento cirúrgico visando a instalação a 3 horas para o temporal esquerdo e 9 horas para o temporal direito, mais 6 horas (mastóide). Implantes com conexão cone Morse plataforma 4.0 apresentaram comportamento biomecânico desejável com intermediários de 20o e alturas de 2mm or 4mm. Para implantes com conexão cone Morse plataforma 4.0, sugere-se a instalação a 6-9-12 horas para o temporal direito, e 12-6-3 para o esquerdo, visando comportamento biomecânico adequado. Sugere-se que os implantes extraorais Brånemark hexágono externo com plataforma 4.1 regular ou expandida sejam preferencialmente empregados com intermediários de 20o. (ii) O SiO2 5% pode ser adicionado à preparação do silicone para retardar o desbotamento da prótese maxilofacial. O TiO2 traz mudanças visuais significativas e pode ser considerado como opacificador. / Major challenges in Implantology include: achieving longevity of implants, bone tissue preservation, connective tissue suitable answer and maintenance of secondary stability in order to retain prosthesis. These factors avoid the undesirable loss of both rehabilitation treatment and supporting bone tissues. The extraoral region has less bone depth compared to the maxilla and mandible regions, especially for the temporal bone. Therefore, the following aspects were investigated: (i) Finite Elements Analysis (FEA) of 16 virtual models, with static application of tension and compression forces in medium points between implants. Three extraoral maxillofacial implants were placed on the temporal bone, which one of them was placed on the mastoid process. This study was made entirely in a computational environment. Two prosthetic connection types and straight Intermediários were employed, with conicities of 20º and 45º, placed virtually on the temporal bone model, mutually parallel. A virtual bar for bar-clip prosthetic retention of auricular prosthesis was designed. The best configurations were considered to be the ones presenting uniform and mild von Mises tension distribution over the bone tissue around the implants. (ii) Generation of samples with varying degree of pigmentation to (a) improve the reproducibility of the colouration (b) understand and minimise the discolouration process to improve prosthetics longevity. A maxillofacial elastomer type A was intrinsically pigmented according to the six tones of the Fitzpatrick Scale. A pigmentation technique was developed from spectroscopy outcomes of paper printed Fitzpatrick Scale and the primary colors pigments. This platinum reinforced dimethyl methylvinyl siloxane A 223-30 (Factor II, Inc., Lakeside, AZ, USA) presents \"Shore-A\" hardness 30. The samples were exposed to accelerated photo aging, and their degradation mapped with UV/Vis/NIR Spectroscopy. The effects of exclusion of oxygen and inclusion of nanoparticle fillers during prosthetic formulation were investigated. It was concluded that: (i) Morse taper prosthetic connection 3.7 platform implants, should be employed with 45o abutments with 2mm height. The surgical planning shall be for placement 3 hours for the left temporal bone and 9 hours for the right, and in 6 hours (mastoid). Morse taper prosthetic connection 4.0 platform implants behaved biomechanically desirably with 20o abutments in 2mm or 4mm heights. For the Morse taper connection 4.0 platform implants, their placement shall be in 6-9-12 hours, for the right temporal, and 12-3-6, for the left temporal, in order to achieve proper biomechanical behaviour. The Brånemark extraoral external hexagon implant, with 4.1 platform (normal or expanded) should preferrably be used with 20o abutments. (ii) The SiO2 5% may be added to the silicone preparation in order to slow maxillofacial prosthesis colour fading. The TiO2 brings visually significant changes and may be considered as an opacifier.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-08-02T18:05:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DiscriminacaoEspeciesPeixes.pdf: 1850111 bytes, checksum: f9f85f1c66300e60fbd187c469db81b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-04T16:47:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DiscriminacaoEspeciesPeixes.pdf: 1850111 bytes, checksum: f9f85f1c66300e60fbd187c469db81b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-04T16:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DiscriminacaoEspeciesPeixes.pdf: 1850111 bytes, checksum: f9f85f1c66300e60fbd187c469db81b6 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A espectroscopia vibracional no infravermelho próximo (NIR) tem muitas aplicações na indústria, particularmente no controle da qualidade, discriminação e determinação da composição química em diversos alimentos, devido à rapidez e facilidade de aplicações em análises de rotina em relação aos métodos físicos e químicos tradicionais. Este trabalho tem como objetivo utilizar esta técnica para discriminar espécies de peixes oriundos da costa amazônica (Genyatremus luteus, Lutjanus purpureus, Macrodon ancylodon, Cynoscion acoupa, Micropogonias furnieri) e predizer componentes majoritários (teor de água, lipídios e proteínas). Foi utilizado um espectrômetro portátil de baixa resolução (1600-2400 nm) para obtenção de medidas espectrais em amostras (filés) intactas, trituradas e liofilizadas. Os espectros foram pré-processados através de derivadas utilizando-se o algoritmo de Savitzky-Golay para suavização de ruídos espectrais, tanto para o emprego dos modelos de predição como para os de discriminação. Os modelos de PCA e SIMCA foram aplicados para a discriminação de espécies, enquanto que PCR e PLS foram utilizados na predição dos componentes. Utilizando PCA observou-se a formação de grupos referentes às espécies de G. luteus e L. purpureus em amostras intactas e liofilizadas, e quando se aplicou o SIMCA, observou-se a formação de grupos referente às cinco espécies, confirmados através da distancia entre os grupos na faixa de 4,16 a 13,31 e 2,90 a 57,05 para amostras intactas e liofilizadas, respectivamente. O modelo de regressão PLS apresentou uma pequena variação positiva para os valores r2 e R2, sendo que as amostras liofilizadas apresentaram melhores resultados para os três parâmetros estudados: umidade (r2: 0,58, RMSEPcv: 1,11 e RDP: 1,40), lipídios (r2: 0,96, RMSEPcv: 1,09 e RDP: 4,82), e proteína bruta (r2: 0,86, RMSEPcv: 1,96 e RDP: 2,60). Foi obtida uma boa correlação entre os dados obtidos por métodos AOAC e aqueles preditos pela regressão PLS. / Vibrational spectroscopy in the near infrared (NIR) has many applications in industry, particularly in quality control, discrimination and determination of the chemical composition of different foods because of the speed and ease of application in routine analysis when compared to traditional physical and chemical methods. This work aims to use this technique to discriminate five fish species from the Amazonian coast (Genyatremus luteus , Lutjanus purpureus , Macrodon ancylodon , Cynoscion acoupa, Micropogonias furnieri) and predict major components (water content, lipids and proteins). A portable low-resolution spectrometer (1600-2400 nm) was used for obtaining spectral measures of fish samples (intact, crushed and lyophilized muscle tissue). The spectra were preprocessed by means of derivatives using the Savitzky-Golay algorithm for smoothing of spectral noises, when constructing both prediction and discrimination models. The PCA and SIMCA models were applied for species discrimination, while PCR and PLS were used in the prediction of the major components. Using PCA, it was observed the formation of well-defined groups of the species G. luteus and L. purpureus in intact and lyophilized samples. With SIMCA, it was observed the formation of groups of the five species, which were confirmed by the distance between groups in the range from 4.16 to 13.31 and 2.90 to 57.05 for intact and lyophilized samples, respectively. The PLS regression model showed a small positive variation values for r2 and R2 , and the lyophilized samples showed better results for the three studied parameters: water content ( r2: 0.58 , RMSEPcv: 1.11 and RDP: 1.40 ), lipids (r2 : 0.96 , RMSEPcv : RDP 1.09 and 4.82 ), and crude protein (r2: 0.86 , RMSEPcv : RDP and 1.96 : 2.60). A good correlation between proximate composition data and those predicted by PLS regression was obtained.

O grande desafio da Implantodontia é alcançar resultados a longo prazo com maior preservação dos tecidos ósseos, resposta adequada dos tecidos conjuntivos e manutenção da estabilidade secundária adequada para a retenção de próteses. Estes fatores evitam a perda indesejável tanto do tratamento reabilitador quanto dos tecidos ósseos de suporte. A região extraoral apresenta menores espessuras ósseas em comparação às regiões de maxila e mandíbula, especialmente no osso temporal. Portanto, os seguintes aspectos foram investigados: (i) Análise pelo Método dos Elementos Finitos (FEA) de 16 modelos virtuais, com aplicação de forças estáticas de tensão e compressão nos pontos médios entre os implantes. Três implantes maxilofaciais extraorais foram posicionados no osso temporal, onde um deles foi posicionado sobre o processo mastóide. Este estudo foi totalmente realizado em ambiente computacional. Foram empregados dois tipos de conexões protéticas e intermediários retos de conicidades 20º e 45º, posicionados virtualmente no modelo de osso temporal, com paralelismo entre eles. Foi desenhada uma barra virtual para retenção protética do tipo barra-clipe da prótese auricular. Foram consideradas as melhores configurações aquelas apresentando distribuição uniforme e branda das tensões de von Mises sobre o tecido ósseo adjacente aos implantes. (ii) Confecção de corpos de prova com graus variáveis de pigmentação para (a) melhorar a reprodutibilidade da coloração (b) entender e reduzir o processo de descoloração para melhorar a longevidade das próteses. Um elastômero maxilofacial tipo A foi pigmentado intrinsecamente de acordo com os seis tons da Escala de Fitzpatrick. Uma técnica de pigmentação foi desenvolvida a partir dos resultados obtidos a partir de uma Escala de Fitzpatrick impressa em papel e dos pigmentos intrínsecos de cores primárias. Este dimetil-metilvinil-siloxano reforçado por platina A 223-30 (Factor II, Inc., Lakeside, AZ, USA) apresenta dureza \"Shore-A\" 30. As amostras foram expostas a fotoenvelhecimento acelerado, e sua degradação mapeada com Espectroscopia UV/Vis/NIR. Concluiu-se que: (i) Os implantes com conexão cone Morse plataforma 3.7 tem melhor comportamento biomecânico com intermediários de 45o e altura de 2mm. Sugere-se planejamento cirúrgico visando a instalação a 3 horas para o temporal esquerdo e 9 horas para o temporal direito, mais 6 horas (mastóide). Implantes com conexão cone Morse plataforma 4.0 apresentaram comportamento biomecânico desejável com intermediários de 20o e alturas de 2mm or 4mm. Para implantes com conexão cone Morse plataforma 4.0, sugere-se a instalação a 6-9-12 horas para o temporal direito, e 12-6-3 para o esquerdo, visando comportamento biomecânico adequado. Sugere-se que os implantes extraorais Brånemark hexágono externo com plataforma 4.1 regular ou expandida sejam preferencialmente empregados com intermediários de 20o. (ii) O SiO2 5% pode ser adicionado à preparação do silicone para retardar o desbotamento da prótese maxilofacial. O TiO2 traz mudanças visuais significativas e pode ser considerado como opacificador. / Major challenges in Implantology include: achieving longevity of implants, bone tissue preservation, connective tissue suitable answer and maintenance of secondary stability in order to retain prosthesis. These factors avoid the undesirable loss of both rehabilitation treatment and supporting bone tissues. The extraoral region has less bone depth compared to the maxilla and mandible regions, especially for the temporal bone. Therefore, the following aspects were investigated: (i) Finite Elements Analysis (FEA) of 16 virtual models, with static application of tension and compression forces in medium points between implants. Three extraoral maxillofacial implants were placed on the temporal bone, which one of them was placed on the mastoid process. This study was made entirely in a computational environment. Two prosthetic connection types and straight Intermediários were employed, with conicities of 20º and 45º, placed virtually on the temporal bone model, mutually parallel. A virtual bar for bar-clip prosthetic retention of auricular prosthesis was designed. The best configurations were considered to be the ones presenting uniform and mild von Mises tension distribution over the bone tissue around the implants. (ii) Generation of samples with varying degree of pigmentation to (a) improve the reproducibility of the colouration (b) understand and minimise the discolouration process to improve prosthetics longevity. A maxillofacial elastomer type A was intrinsically pigmented according to the six tones of the Fitzpatrick Scale. A pigmentation technique was developed from spectroscopy outcomes of paper printed Fitzpatrick Scale and the primary colors pigments. This platinum reinforced dimethyl methylvinyl siloxane A 223-30 (Factor II, Inc., Lakeside, AZ, USA) presents \"Shore-A\" hardness 30. The samples were exposed to accelerated photo aging, and their degradation mapped with UV/Vis/NIR Spectroscopy. The effects of exclusion of oxygen and inclusion of nanoparticle fillers during prosthetic formulation were investigated. It was concluded that: (i) Morse taper prosthetic connection 3.7 platform implants, should be employed with 45o abutments with 2mm height. The surgical planning shall be for placement 3 hours for the left temporal bone and 9 hours for the right, and in 6 hours (mastoid). Morse taper prosthetic connection 4.0 platform implants behaved biomechanically desirably with 20o abutments in 2mm or 4mm heights. For the Morse taper connection 4.0 platform implants, their placement shall be in 6-9-12 hours, for the right temporal, and 12-3-6, for the left temporal, in order to achieve proper biomechanical behaviour. The Brånemark extraoral external hexagon implant, with 4.1 platform (normal or expanded) should preferrably be used with 20o abutments. (ii) The SiO2 5% may be added to the silicone preparation in order to slow maxillofacial prosthesis colour fading. The TiO2 brings visually significant changes and may be considered as an opacifier.