Orientador: Fernando Galembeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T02:26:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Braganca_FabiodoCarmo_D.pdf: 5432342 bytes, checksum: bed10dd45e0418cfb0468e2a4a0df2ae (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho mostra a influência das interações eletrostáticas nas propriedades físicas e morfológicas de nanocompósitos poliméricos com argila preparados a partir de dispersões aquosas, e as características estruturais de laminados nanoestruturados autoadesivos preparados com borracha natural e argila. A preparação dos nanocompósitos envolveu a utilização de argilas produzidas através da troca do sódio por potássio, lítio e cálcio e a mistura destas com um látex estireno-acrílico sintetizado em laboratório. O tipo e o grau de hidratação dos cátions influenciaram de maneira significativa as propriedades mecânicas dos nanocompósitos. Mapas elementares baseados em espectroscopia por perda de energia de elétrons mostraram que os contra-íons estão presentes nas regiões onde se sobrepõem polímero e argila. Este resultado forneceu subsídios para a proposição de um modelo, onde os contra-íons atuam como uma ponte iônica entre as lâminas de argila e a matriz polimérica, ambas contendo excesso de cargas negativas. O modelo de adesão eletrostática mediada por contra-íons foi aplicado com sucesso na preparação de nanocompósitos com polietileno de baixa densidade e argila em meio aquoso. Os nanocompósitos preparados apresentaram aumento de aproximadamente 40% no módulo elástico frente ao polímero puro, quando 4% em massa de argila foi incorporado à matriz. Para a preparação dos laminados auto-adesivos, filmes nanocompósitos com propriedades mecânicas diferentes, em função da quantidade de argila incorporada à matriz, mas altamente compatíveis por possuírem a mesma matriz polimérica, foram unidos sem a utilização de adesivos ou tratamentos superficiais para aumentar a compatibilidade entre eles. Microtomografias de raios X, ensaios mecânicos e microscopia eletrônica de varredura acoplada a um feixe iônico focalizado (SEM/FIB) permitiram verificar que, sob estresse mecânico e de intumescimento, os filmes rompem no interior permanecendo a interface entre eles fortemente conectada / Abstract: This Thesis demonstrates the influence of electrostatic interactions on the physical and morphological properties of polymer clay nanocomposites prepared in aqueous medium and the characteristics of self-adhesive natural rubber/clay laminate nanocomposites. Na-montmorillonite (Na-MMT) and its ion-exchanged derivatives (K-, Li-, Ca- MMT) were used to make nanocomposites by mixing with a low-Tg styrene-acrylic latex; these materials were used to verify the effects of counterions on nanocomposite morphology and mechanical properties. The monovalent cation clays form exfoliated/intercalated nanocomposites with more than 10-fold increase in modulus, as compared to the pristine polymer, and ~ 200 % increase in tensile strength. Li-MMT nanocomposites mechanical properties are strongly dependent on the extent of drying, as expected considering that these ions are strongly hydrated. Analytical electron micrographs show that the counterions are always accumulated in the domains containing clay and polymer, both carrying excess negative charges. The electrostatic interaction model was applied to making low density polyethylene and clay nanocomposites, in aqueous medium. The nanocomposite elastic modulus increases about 40% as compared to the pure polymer, thus verifying again the model. This result was attained adding 4% of Na-MMT to the polymer matrix. The assemblage of the self-adhesive laminates was made by joining natural rubber/clay nanocomposite films with different mechanical properties without using any adhesive or surface treatment. The joined nanocomposite films showed different properties due to their different clay contents but they show high compatibility since both use the same rubber matrix. X-ray microtomography, mechanical tests and electron microscopy with a focused ion beam showed that, under mechanical and swelling stress, the laminates undergo bulk fracture while keeping the interfaces strongly connected / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientadores: Rosiane Lopes da Cunha, Ângelo Luiz Fazani Cavallieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-20T01:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mantovani_RaphaeladeAraujo_M.pdf: 4371985 bytes, checksum: 490b60583a49fed7d2421e32dcf9160e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As proteínas do soro do leite (WPI) e lecitina de soja são amplamente utilizadas em alimentos devido às suas excelentes propriedades emulsificantes. Este trabalho visou avaliar as propriedades emulsificantes da mistura de WPI e lecitina em diferentes condições de pH e concentração dos ingredientes. A primeira etapa consistiu no estudo das interações entre os emulsificantes em meio aquoso em diferentes razões WPI:lecitina e condições de pH. Os resultados mostraram que na razão 1:1 e em pH abaixo do pI da proteína, no qual os emulsificantes encontravam-se opostamente carregados, foi favorecida a formação de complexos eletrostáticos. Na segunda etapa, emulsões O/A contendo proteínas do soro e/ou lecitina foram avaliadas através da estabilidade à cremeação, microestrutura, distribuição do tamanho de gota, densidade de carga superficial, reologia, eletroforese em gel de poliacrilamida e digestão in vitro, verificando-se a influência do pH e da pressão de homogeneização. As emulsões estabilizadas somente por proteínas apresentaram separação de fases e comportamento não-Newtoniano somente em pH próximo ao pI. As emulsões contendo somente lecitina não separaram de fases e apresentaram comportamento Newtoniano. Os sistemas em pH abaixo do pI, contendo a mistura de emulsificantes apresentaram elevada instabilidade cinética devido à forte interação eletrostática entre os componentes. No entanto, em pH próximo ao pI da prote, a interação foi favorável e levou ao aumento da estabilidade das emulsões e a menores tamanhos de gota, resultando em fluidos pouco viscosos. O aumento da pressão de homogeneização, em emulsões com pH próximo e acima do pI favoreceu a formação de agregados de alta massa molecular, o que não foi observado em pH mais ácido. Também não foi notada a formação de agregados na presença de lecitina em nenhuma das condições de pH. Os ensaios de eletroforese deram indícios de que a interação entre os emulsificantes levou a modificações na estrutura das proteínas e revelaram maior afinidade da lecitina com a ?-lactoalbumina (?-la). Finalmente, na etapa de simulação do processo de digestão as proteínas mostraram-se mais resistentes, uma vez que a presença de lecitina promoveu a liberação do óleo da emulsão logo no início da etapa gástrica. De maneira geral, a utilização das proteínas do soro juntamente com a lecitina como emulsificante levou a resultados satisfatórios pois permitiu o desenvolvimento de sistemas estáveis à cremeação em diferentes valores de pH, inclusive em pH próximo ao pI, e consideravelmente resistentes às condições adversas do trato gastrointestinal / Abstract: Whey proteins (WPI) and soybean lecithin are widely used in food due to its excellent emulsifying properties. This study aimed to evaluate the emulsifying properties of the mixture of whey protein and lecithin at different conditions of pH and concentration of ingredients. Firstly, the interactions between emulsifiers in an aqueous medium at different ratios (WPI:lecithin) and pH conditions were studied. The results showed that at mixing ratio of 1:1 and at pH below the isoelectric point of the protein (pI) in which the emulsifiers were oppositely charged, was favored the formation of electrostatic complexes. Afterwards, O/W emulsions containing WPI and/or lecithin were prepared and the influence of pH and pressure homogenization were studied. Stability, microstructure, droplet size distribution, surface charge density, rheology, electrophoresis in polyacrylamide gel (SDS-PAGE) and digestion in vitro were evaluated. The emulsions stabilized by proteins showed phase separation and non-Newtonian behavior only in pH close to the pI. The emulsions containing only lecithin were stable and showed Newtonian behavior. Systems containing the mixture of emulsifiers at pH below the pI showed high kinetic instability due to the strong electrostatic interactions between the components. However, at pH close to the pI the interaction was favorable and led to an increase of the emulsion stability and to smaller droplet sizes, resulting in lower viscosities. When the pressure homogenization was increased, emulsions at a pH close to and above the pI favored the formation of high molecular weight protein aggregates which was not observed in emulsions at lower pH. In the presence of lecithin, protein aggregates were not formed in any of the pH conditions. The SDS-PAGE analysis showed that the interaction between emulsifiers led to modifications in the structure of proteins and indicated a higher affinity of lecithin to ?-lactalbumin (?-la). Finally, proteins were more resistant to digestion, since the presence of lecithin promoted release of oil emulsion at the beginning of gastric step. In general, the use of whey protein with lecithin as emulsifier led to satisfactory results because it allowed the development of stable emulsions to creaming at different pH values, even at pH close to the pI, and substantially resistant to the adverse conditions of the gastrointestinal tract / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Cesar José Bonjuani Pagan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:16:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TrindadedeOliveira_Murilo_M.pdf: 8021703 bytes, checksum: 3faa29c4fb8fec84d66f98a7389ed1b5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta dissertação propomos a análise de uma idealização estabelecida dentro da teoria eletromagnética. A partir de Um Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, James C. Maxwell expõe alguns conceitos físicos relativos ao aterramento elétrico em condutores. Assim, ele estima que a presença de um fio condutor que estabelece a conexão entre um corpo condutor e outro, ou mesmo ao terra elétrico, perturba as características do sistema envolvido (carga, potencial e campo elétrico). Desse modo, Maxwell preconiza que para sistemas teóricos ou idealizados, quão indefinidamente fino seja o fio, indefinidamente menor será a perturbação gerada. A contextualização de uma idealização física dentro do ensino da teoria eletromagnética, especialmente para um curso de engenharia, é necessária no intuito de enfatizar as diferenças entre modelos reais e teóricos, uma vez também que os estudantes destes cursos devem estar interessados no desenvolvimento prático dos conceitos apreendidos em sala de aula. Nesse sentido, quando tratamos do método das imagens, especificamente para o problema de uma carga na presença de um condutor esférico aterrado, temos a oportunidade de explorar os limites de um modelo teórico, delimitando quais nuances podem aproximá-lo de uma aplicação no mundo real. Em vista disso, notamos que a maioria dos livros didáticos usados no ensino do eletromagnetismo, quando lidam com o problema do aterramento da esfera, simplesmente negligenciam a questão suscitada por Maxwell, de modo a transformar o problema em um exercício puramente matemático, sem necessidade de explicar os fundamentos físicos que sustentam a solução do problema. Portanto, o intuito do presente trabalho é desenvolver um modelo cuja solução defina o comportamento físico para ambos os casos (levando em consideração ou não a existência da conexão da esfera com o terra elétrico), bem como verificar os limites deste modelo teórico / Abstract: In this work, we propose the analysis about an idealized established within electromagnetic theory. From A Treatise on Electricity and Magnetism, James C. Maxwell presents some physical concepts related to electrical conductors grounded. In this direction, he estimates that the presence of a straight metallic wire which establishes the connection between a conducting body and another, or even to electrical ground, disturbs the properties of the system involved (charge, potential and electric field). Thus, Maxwell preconize for theoretical or idealized systems, how indefinitely thin is the wire, indefinitely lower is the disturbance created. The context of a physical idealization into the teaching of electromagnetic theory, especially for an engineering degree is required in order to emphasize the differences between real and theoretical models, since the students of these courses should be also interested in the practical development of the concepts learned in the classroom. In this sense, when we discussed the method of images, specifically to the problem of a charge point charge in the presence of a grounded conducting sphere, we have the opportunity to explore the limits of a theoretical model, outlining which nuances can approach it to a real world application. In view of this, we note that most of the textbooks used in teaching electromagnetism, when deals with the problem of grounded sphere, they simply neglect the issue raised by Maxwell. In order to transform the problem into a purely mathematical exercise, without to explain the physical foundations that support the solution of the problem. Therefore, the aim of this work is to develop a model whose solution defines the physical behavior for both cases (taking into account or not the existence of a connection of the sphere with the electrical ground), and to verify the limits of this theoretical model / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica