Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-11T17:48:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertção - n imprimir.pdf: 1093169 bytes, checksum: c50b96f9f34bc1636068bc8bda8938f2 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-11T17:48:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertção - n imprimir.pdf: 1093169 bytes, checksum: c50b96f9f34bc1636068bc8bda8938f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-11T17:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertção - n imprimir.pdf: 1093169 bytes, checksum: c50b96f9f34bc1636068bc8bda8938f2 (MD5) / Fécula de araruta pode ser utilizada como matriz polimérica na produção de filmes biodegradáveis. A incorporação de nanoargila tem sido apresentada como alternativa para alternativa de reforço e melhoria das propriedades de barreira desses filmes. Os filmes foram produzidos por casting, a adição de nanoargilas e plastificantes melhoram suas propriedades. A análise dos efeitos das diferentes concentrações de nanoargila e plastificante sobre as propriedades mecânicas dos filmes de amido foram realizadas utilizando o planejamento fatorial composto central. Analisando as superfície de resposta, observou-se que 25 % plastificante e 8,5% de nanoargilas acarretou no aumento de 56,9% na resistência à tração na força máxima, e redução de 40,4% e 38,4% respectivamente para a deformação e permeabilidade ao vapor de água. A formulação otimizada foi caracterizada quanto às propriedades térmicas e DR-X e microscopia eletrônica de varredura.

O objetivo deste trabalho é combinar as propriedades da borracha clorobutílica (CIIR) e borracha natural (NR) em uma blenda binária para aplicação em revestimento interno de pneus sem câmara de ar, usando argila organomodificada - montmorilonita (OMMT) - como carga, de modo a melhorar a propriedade de barreira do material. Para este propósito, as blendas devem exibir propriedades mecânicas similares ao material de referência, CIIR. Dezesseis formulações foram preparadas em um misturador interno usando 5 e 10 phr (partes por cem de borracha) de OMMT, em 2 blendas binárias: CIIR/NR 80/20 e 60/40. Em todas as amostras, o conteúdo de negro de fumo (NF) foi 50 phr. Para comparação, as formulações de CIIR e NR foram preparadas nas mesmas condições. Além disso, quatro nanocompósitos foram preparados na ausência de NF. Estes nanocompósitos apresentaram os menores resultados em todas as análises, provavelmente devido à ausência de negro de fumo nestas formulações. No entanto, na presença de negro de fumo, resultados de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram a intercalação da OMMT pelas cadeias poliméricas e uma boa distribuição das partículas em ambas as blendas. Além disso, houve uma redução na viscosidade Mooney e, portanto, uma melhora na processabilidade e uma redução na entalpia de cura (ΔH), sendo mais acentuada nas formulações contendo maior quantidade de NR, indicando assim a boa interação e adesão interfacial entre as nanopartículas e a matriz polimérica na presença de negro de fumo. Em relação ao MH e ML não foram obtidas diferenças significativas à medida que se adiciona OMMT às formulações com negro de fumo. Porém, as blendas mostraram um decréscimo no torque máximo e isto pode ser atribuído ao modificador utilizado na argila, o qual age como um lubrificante, resultando em um decréscimo no MH e no ts2, o que é interessante do ponto de vista tecnológico. Estes nanocompósitos apresentaram ainda manutenção da propriedade de dureza, de tensão na ruptura e módulo a 100 %. Por outro lado, a degradação da matriz polimérica na presença de sais de amônio quaternário influenciou negativamente o desempenho térmico dos nanocompósitos. A propriedade de barreira das blendas na presença de OMMT e NF não mostrou melhora significativa. Porém, a boa dispersão do negro de fumo, a manutenção da propriedade de barreira, de módulo a 100 % e tensão na ruptura antes e após o envelhecimento, principalmente no sistema com maior quantidade de NR (CIIR/NR 60/40), indicam que as blendas podem ser usadas para revestimento interno de pneus sem câmara de ar, sem alteração significativa nas propriedades mecânicas e de barreira em relação ao material de referência, CIIR/NF 100/50, e reduzindo o custo do produto final, uma vez que a CIIR é 80% mais cara que a NR. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-23T11:30:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gislaine Hermenegildo.pdf: 2314136 bytes, checksum: b451c46420d01a476640cfab8a21e54d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-23T11:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gislaine Hermenegildo.pdf: 2314136 bytes, checksum: b451c46420d01a476640cfab8a21e54d (MD5) / The aim of this work is combining the properties of chlorobutyl rubber (CIIR) and natural rubber (NR) in a binary blend for applications in tubeless tire inner liner, using organomodified clay - montmorillonite (OMMT) – as a filler, in order to improve barrier properties of the material. For this purpose, the blends should exhibit similar mechanical properties to the reference material, CIIR. Sixteen formulations have been prepared in an internal mixer using 5 and 10 phr (parts per hundred of rubber) of OMMT, in two binary blends: CIIR/NR 80/20 and 60/40. In all samples, the carbon black (CB) content was 50 phr. For comparison bases, CIIR and NR formulations were prepared under the same conditions. Furthermore, four nanocomposites have been prepared in absence of CB. These nanocomposites have presented the lowest results in all analyzis, likely due to the absence of carbon black in these formulations. However, in the presence of carbon black, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) results have indicated the intercalation of OMMT by the polymer chains and, hence, a better distribution for both blends. It was also observed a decrease in the Mooney viscosity and, therefore, an improvement in the processability, and a decrease in the curing enthalpy (ΔH), being more accentuated in the formulations containing superior amount of the NR, thus indicating the good interaction and interfacial adhesion between the nanoparticles and the polymer matrix in the presence of carbon black. With regard to the MH and ML no significant differences have been obtained as adding OMMT to the formulations with carbon black. However, the blends have showed a decrease in the maximum torque and this may be attributed to the modifier used in the clay, which acts as a lubricant, resulting in a decrease in the MH and ts2, which is interesting from a technological point of view. These nanocomposites have also presented conservation of the hardness, tensile strength and modulus values at 100 % elongation. On the other hand, the degradation of the polymer matrix in the presence of quaternary ammonium salts has had a negative effect on the thermal performance of the nanocomposites. The barrier properties of blends in the presence of OMMT e CB have not shown significant improvement. However, the good dispersion of the carbon black, the conservation of the property barrier, modulus at 100% and tensile strength before and after the aging, mainly in the system with superior amount of NR (CIIR/NR 60/40), indicate that the blends may be used to the tubeless tire inner liner, without significant change in the mechanical and barrier properties in relation to the reference material, CIIR/CB 100/50, and decreasing the cost of the final product, since the CIIR is 80% more expensive than the NR.

O objetivo deste trabalho é combinar as propriedades da borracha clorobutílica (CIIR) e borracha natural (NR) em uma blenda binária para aplicação em revestimento interno de pneus sem câmara de ar, usando argila organomodificada - montmorilonita (OMMT) - como carga, de modo a melhorar a propriedade de barreira do material. Para este propósito, as blendas devem exibir propriedades mecânicas similares ao material de referência, CIIR. Dezesseis formulações foram preparadas em um misturador interno usando 5 e 10 phr (partes por cem de borracha) de OMMT, em 2 blendas binárias: CIIR/NR 80/20 e 60/40. Em todas as amostras, o conteúdo de negro de fumo (NF) foi 50 phr. Para comparação, as formulações de CIIR e NR foram preparadas nas mesmas condições. Além disso, quatro nanocompósitos foram preparados na ausência de NF. Estes nanocompósitos apresentaram os menores resultados em todas as análises, provavelmente devido à ausência de negro de fumo nestas formulações. No entanto, na presença de negro de fumo, resultados de raios X e microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram a intercalação da OMMT pelas cadeias poliméricas e uma boa distribuição das partículas em ambas as blendas. Além disso, houve uma redução na viscosidade Mooney e, portanto, uma melhora na processabilidade e uma redução na entalpia de cura (ΔH), sendo mais acentuada nas formulações contendo maior quantidade de NR, indicando assim a boa interação e adesão interfacial entre as nanopartículas e a matriz polimérica na presença de negro de fumo. Em relação ao MH e ML não foram obtidas diferenças significativas à medida que se adiciona OMMT às formulações com negro de fumo. Porém, as blendas mostraram um decréscimo no torque máximo e isto pode ser atribuído ao modificador utilizado na argila, o qual age como um lubrificante, resultando em um decréscimo no MH e no ts2, o que é interessante do ponto de vista tecnológico. Estes nanocompósitos apresentaram ainda manutenção da propriedade de dureza, de tensão na ruptura e módulo a 100 %. Por outro lado, a degradação da matriz polimérica na presença de sais de amônio quaternário influenciou negativamente o desempenho térmico dos nanocompósitos. A propriedade de barreira das blendas na presença de OMMT e NF não mostrou melhora significativa. Porém, a boa dispersão do negro de fumo, a manutenção da propriedade de barreira, de módulo a 100 % e tensão na ruptura antes e após o envelhecimento, principalmente no sistema com maior quantidade de NR (CIIR/NR 60/40), indicam que as blendas podem ser usadas para revestimento interno de pneus sem câmara de ar, sem alteração significativa nas propriedades mecânicas e de barreira em relação ao material de referência, CIIR/NF 100/50, e reduzindo o custo do produto final, uma vez que a CIIR é 80% mais cara que a NR. / The aim of this work is combining the properties of chlorobutyl rubber (CIIR) and natural rubber (NR) in a binary blend for applications in tubeless tire inner liner, using organomodified clay - montmorillonite (OMMT) – as a filler, in order to improve barrier properties of the material. For this purpose, the blends should exhibit similar mechanical properties to the reference material, CIIR. Sixteen formulations have been prepared in an internal mixer using 5 and 10 phr (parts per hundred of rubber) of OMMT, in two binary blends: CIIR/NR 80/20 and 60/40. In all samples, the carbon black (CB) content was 50 phr. For comparison bases, CIIR and NR formulations were prepared under the same conditions. Furthermore, four nanocomposites have been prepared in absence of CB. These nanocomposites have presented the lowest results in all analyzis, likely due to the absence of carbon black in these formulations. However, in the presence of carbon black, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) results have indicated the intercalation of OMMT by the polymer chains and, hence, a better distribution for both blends. It was also observed a decrease in the Mooney viscosity and, therefore, an improvement in the processability, and a decrease in the curing enthalpy (ΔH), being more accentuated in the formulations containing superior amount of the NR, thus indicating the good interaction and interfacial adhesion between the nanoparticles and the polymer matrix in the presence of carbon black. With regard to the MH and ML no significant differences have been obtained as adding OMMT to the formulations with carbon black. However, the blends have showed a decrease in the maximum torque and this may be attributed to the modifier used in the clay, which acts as a lubricant, resulting in a decrease in the MH and ts2, which is interesting from a technological point of view. These nanocomposites have also presented conservation of the hardness, tensile strength and modulus values at 100 % elongation. On the other hand, the degradation of the polymer matrix in the presence of quaternary ammonium salts has had a negative effect on the thermal performance of the nanocomposites. The barrier properties of blends in the presence of OMMT e CB have not shown significant improvement. However, the good dispersion of the carbon black, the conservation of the property barrier, modulus at 100% and tensile strength before and after the aging, mainly in the system with superior amount of NR (CIIR/NR 60/40), indicate that the blends may be used to the tubeless tire inner liner, without significant change in the mechanical and barrier properties in relation to the reference material, CIIR/CB 100/50, and decreasing the cost of the final product, since the CIIR is 80% more expensive than the NR.

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:34:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_NuriaAngelo_M.pdf: 1743980 bytes, checksum: 9b3510495b5ac6cd3d024e2e39b172fa (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Ao longo dos últimos anos, com as fortes pressões ambientais e o aumento do preço do petróleo, os biopolímeros vêm recebendo especial atenção como substitutos para os polímeros convencionais. Para ampliar a faixa de utilização destes materiais, têm-se produzido os chamados nanocompósitos poliméricos, que são materiais híbridos consistindo de dois ou mais componentes, apresentando ao menos um destes em escala nanométrica. Com o acréscimo de uma pequena quantidade de agente de reforço, podem-se obter grandes melhoras nas propriedades destes materiais. Dentre as quais, podemos citar as propriedades térmicas e de barreira. Neste trabalho foram sintetizados o poli (L-lactídeo) (PLLA) e os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) compostos pelos cátions divalentes/trivalentes cálcio/alumínio, cálcio/ferro, e magnésio/ferro intercalados com o ânion dodecil sulfato (DDS), a partir dos quais foram sintetizados três tipos de nanocompósitos poliméricos com matriz de PLLA e como agente de reforço os HDLs, com as frações mássicas de 1 e 2 %. Os HDLs foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X e espectroscopia de absorção no infravermelho. O PLLA e os nanocompósitos foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X, espectroscopia de absorção no infravermelho, termogravimetria, calorimetria exploratória diferencial e espectroscopia de absorção no UV-VIS. Os resultados obtidos nesse trabalho mostram que a maioria dos nanocompósitos teve uma boa dispersão do agente de reforço na matriz polimérica, bem como, melhoras significantes em suas propriedades quando comparados ao PLLA puro. O aumento da estabilidade térmica dos nanocompósitos foi condizente com uma melhor dispersão do HDL. Com a análise de UV-VIS, observaram-se menores valores de transmitância para os nanocompósitos. Essa melhora nas propriedades dos nanocompósitos pode ampliar a faixa de aplicações deste material em diversas áreas / Abstract: Over the years with strong environmental pressures and rising oil prices, the biopolymers are receiving special attention as substitutes for conventional polymers. To extend the range of use these materials, it has been produced the polymeric nanocomposites, that are hybrid materials consisting of two or more components, presenting at least one, dimensions in nanometer scale. It is shown that an addition of a lower amount of reinforcing agent can enhance the properties those material, such as thermal and barrier properties. In this work, were synthesized three type of nanocomposites of poli (L-lactide) (PLLA) and layered double hydroxide (LDH), with the divalent/trivalent cations calcium/aluminum, calcium/iron and magnesium/iron, intercalated with the dodecyl sulfate anion. The nanocomposites were synthesized using two different concentration (1 and 2 %) of LDH as reinforcing agent. The synthesized HDLs were characterized by X-ray diffraction and infrared spectroscopy analyses and the nanocomposites were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetric, differential scanning calorimetry and UV-VIS spectroscopy analyses.The results obtained in this work show that most of the nanocomposites exhibit a good dispersion of the reinforcement agent in the polymeric matrix as well as significant improvements on their properties compared with neat PLLA. The enhancement on thermal stability of nanocomposites can be attributed to higher dispersion of reinforcement agent. UV-VIS analysis, it was observed lower transmittance values of all nanocomposites. This improvement in properties of nanocomposites can widen the range of applications this material in several areas / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Liliane Maria Ferrareso Lona, Fernando Wypych / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_TelmaRegina_D.pdf: 5921921 bytes, checksum: 94d41e3ad2e82662f94aff13bcfef289 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Recentemente, nanocompósitos poliméricos reforçados com argilominerais têm atraído considerável interesse científico. A maioria dos trabalhos publicados sobre a produção de nanocompósitos poliméricos utiliza silicatos naturais lamelares da classe dos filosilicatos do tipo 2:1, como a montmorilonita e a hectorita, como agentes de reforço. Para permitir a compatibilização com polímeros hidrofóbicos, já que os filosilicatos são hidrofílicos, utiliza-se normalmente a montmorilonita modificada com surfactantes catiônicos (sais quaternários de amônio, por exemplo), como reforço. Outra classe de trocadores aniônicos é a dos hidróxidos duplos lamelares (HDLs), que raramente ocorrem na natureza, mas são muito simples e baratos de sintetizar. Neste trabalho de doutorado foi investigada a polimerização "in situ" de metacrilato de metila com hidróxidos duplos lamelares modificados com ânions orgânicos (dodecilsulfato, estearato e laurato). Há poucos estudos em literatura aberta sobre as propriedades mecânicas e térmicas dos nanocompósitos de PMMA reforçados com HDLs e até agora não foram encontrados estudos sobre nanocompósitos de PMMA reforçados com HDLs intercalados com ânions estearato. O laboratório iniciou o estudo nesta área de nanocompósitos recentemente, no entanto, já foram produzidos alguns resultados sobre as propriedades de nanocompósitos de poliestireno e hidróxidos duplos lamelares. No presente trabalho foram produzidos nanocompósitos com alta transparência na região espectral da radiação visível assim como nanocompósitos coloridos, sem a adição de pigmentos ou corantes. Através de resultados de análises termogravimétricas demonstrou-se que a adição de HDLs pode aumentar a temperatura de decomposição do PMMA em mais de 80°C. Os resultados de análise dinâmico-mecânica mostraram que a concentrações de HDLs de 1% em massa nos nanocompósitos foi possível obter módulos elásticos com valores mais do que o dobro daqueles obtidos para o PMMA na maior parte da faixa de temperatura estudada. Com o objetivo de avaliar como a concentração de HDL afetava as propriedades anteriormente avaliadas, foram sintetizados nanocompósitos poliméricos contendo seis diferentes HDLs pré-selecionados, em duas diferentes concentrações (3% e 5%). Estes resultados demonstraram que a maioria destes nanocompósitos apresentou valores de microdureza maiores do que os encontrados para o PMMA / Abstract: Recently, nanocomposites consisting of polymer and mineral clays have attracted considerable scientific interest. Most published works on the production of polymer nanocomposites use clay mineral fillers such as montmorillonite, modified with cationic surfactants. Another class of anionic exchanger is layered double hydroxides (LDH), which rarely occur in nature but are very simple and inexpensive to synthesize, allowing the production of highly defined composition material. In this study we have investigated "in situ" bulk polymerization of methyl methacrylate (MMA) in the presence of LDHs intercalated by organic anions (dodecyl sulfate, laurate, stearate). There are few studies in the open literature on the mechanical and thermal properties of PMMA nanocomposites reinforced with hydrophobic HDLs and so far it was not found in open literature studies about the mechanical and thermal properties of the PMMA nanocomposites reinforced with stearate intercalated LDHs. In our laboratory, the investigation in the nanocomposites area started recently, however, some results on the nanocomposites of polystyrene and layered double hydroxides have already been produced. In the present work were synthesized nanocomposites with high transparence in the visible region as well as nanocomposites with an uniform orange color, without the addition of dyes or pigments. By thermogravimetric analysis, the results showed that the addition of LDHs may increase PMMA decomposition temperature in more than 80°C. The results of dynamic mechanical analysis, for nanocomposites with 1wt% of LDHs, showed that elastic modulus more than 2 times higher than PMMA in the range of studied temperature. In order to verify how the LDH concentration could affect the previously evaluated properties, nanocomposites containing six different pre-selected LDHs, in two different concentrations (3% and 5%) were synthesized. These results demonstrated that most of these nanocomposites presented microhardness values higher than those found for PMMA / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Coorientador: Hernane da Silva Barud / Banca: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Sandra Andrea Cruz / Resumo: Nos dias de hoje, cada vez mais se faz necessário a substituição de produtos não-biodegradáveis derivados do petróleo por novos materiais que, além de não agredirem o ambiente, atendessem a crescente a demanda tecnológica. Visto isso, a celulose vem despertando um grande interesse na produção de novos materiais pois é uma matéria-prima abundante, de baixo custo, renovável e apresenta propriedades ecologicamente compatíveis como a biodegradabilidade e não-toxicidade. O uso de materiais argilosos na produção de compósitos com a finalidade de aprimorar as propriedades mecânicas, térmicas, de barreira de gás, resistências a chama, entre outras, tem sido bastante recorrente. Atualmente, a Laponita vem sendo utilizada na produção de compósitos apresenta propriedades relevantes para tal aplicação como a grande expansibilidade de suas lamelas e elevada capacidade de troca catiônica. Além disso, por apresentar propriedades distintas das argilas de ocorrência natural, como o pequeno tamanho de cristalito, a capacidade de formar géis e filmes translúcidos e o reduzido conteúdo de metais de transição, a Laponita também tem sido utilizada como matriz na produção de complexos luminescentes intercalados. No presente trabalho foram produzidos e caracterizados bio-nanocompósitos na forma de filmes utilizando nanofibras de celulose (NFC) e Laponita (Lap), com diferentes proporções de argila em relação à massa total do filme (denominados de NFC, NFC/Lap X%, sendo X = 10, 20, 30, 40 e 50%) no qu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 10 ABSTRACT Nowadays, it is increasingly necessary to replace non - biodegradable petroleum products with new materials that, in addition to not harming the environment, surpasses the increasing technological demand. Because of this, celul l ose has been of great interest in the pr oduction of new materials since it is an abundant raw material, low cost, renewable and presents ecologically compatible properties such as biodegradability and non - toxicity. The use of clay materials in the production of composites in order to improve the mechanical properties, thermal, gas barrier, flame resistance, among others, has been very recurrent. Currently, Laponite has been used in the production of composites presents properties relevant to such application as the great expansibility of its la ye rs and high cation exchange capacity. In addition, because it presents distinct properties of naturally occurring clays, such as the small size of crystallite, the ability to form gels and translucent films and the reduced content of transition metals, Lap onite has also been used as a matrix in the production of luminescent complexes inter layered . In the present work, nanocomposites in the form of films using cellulose nanofibres (C NF ) and Laponite (Lap), with different proportions of clay in relation to th e total mass of the film (denominated C NF, CNF /Lap X%, being X =10, 20, 30, 40 and 50%) were produced and characterized . The scanning electron microscopy (SEM) images showed Lapon... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-09T16:46:26Z No. of bitstreams: 1 TESE CLEIDIENE FINAL.pdf: 8214897 bytes, checksum: adad09b13f1e498fd82eb646686b70dc (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-20T15:46:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE CLEIDIENE FINAL.pdf: 8214897 bytes, checksum: adad09b13f1e498fd82eb646686b70dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T15:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE CLEIDIENE FINAL.pdf: 8214897 bytes, checksum: adad09b13f1e498fd82eb646686b70dc (MD5) / A elevada disponibilidade de biomassas, somada à necessidade de fontes renováveis para a produção de polímeros “verdes”, abre uma grande oportunidade para avanços tecnológicos que agreguem valor aos produtos da agroindústria e, ao mesmo tempo, atuem na fixação de carbono na natureza. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar as propriedades térmicas, estruturais, mecânicas, morfológicas, de barreira e biodegradabilidade dos bionanocompósitos produzidos a partir de glicerol, lignina e nanowhiskers de celulose na matriz de amido e PBAT/amido. Observou-se que as variáveis estabelecidas na hidrólise ácida foram propícias para produção de nanowhiskers de celulose com altos valores de rendimentos, de razão de aspecto e índice de cristalinidade. A razão de aspecto e a dispersão dos nanowhiskers de celulose foram pontos fundamentais na produção de filmes, a maior área de contanto favoreceu para uma melhor interação entre os componentes, gerando o mínimo de substratos residuais desfavorecendo a recristalização da amilopectina e amilose. Ao avaliar as propriedades das blendas observou-se que os nanowhiskers de celulose juntamente com a lignina atuam na melhora da adesão interfacial entre as matrizes. Todas as blendas apresentaram maior perda de massa do que o PBAT puro no teste de biodegradação por conter maior quantidade de matéria-prima de fonte natural, gerando maior susceptibilidade à biodegradação. Portanto, o objetivo do trabalho foi alcançado produzindo materiais com alto desempenho provenientes de fontes renováveis com grande apelo sustentável e com potencialidade para aplicação no setor de embalagens.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337581.pdf: 1757796 bytes, checksum: 4534cf78b949384c406e3ce8dee3ccae (MD5) Previous issue date: 2015 / Nanocompósitos são materiais onde ao menos um dos seus compostos apresenta dimensão em escala nanométrica; tanto podem ser formados pela combinação de componentes orgânicos e/ou inorgânicos com o intuito de melhorar as propriedades do material ou mesmo conceder novas características. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma nova rota de síntese de nanopartículas de prata para posterior obtenção de nanocompósitos de poliestireno para aplicação como embalagem de alimentos. Como primeira etapa foi aplicada uma estratégia de planejamento experimental para definir a melhor rota de síntese das nanopartículas de prata, onde foram avaliadas diferentes temperaturas e concentração do agente redutor. A nucleação das nanopartículas de prata foi monitorada empregando-se análises de UV-Visível. Dois estabilizantes hidrofóbicos, o ácido oleico e o poli(etileno glicol) PEG 400, foram empregados visando o controle da estabilidade do meio reacional. Na segunda etapa do trabalho, filmes poliméricos foram obtidos por polimerização em massa e dissolução em tolueno com posterior evaporação lenta do solvente. A determinação da Concentração Mínima Inibitória (CMI) foi realizada com diferentes concentrações de nanopartículas de prata na polimerização em massa do estireno com o objetivo de produzir filmes poliméricos com vários teores de prata. Os resultados permitiram concluir que a síntese das nanopartículas de prata, utilizando oleilamina como agente redutor, é influenciada pela concentração do agente redutor e pela temperatura do processo, sendo que o mecanismo de redução para a formação das nanopartículas ocorre através da redução do radical amino para iminas, e de iminas para nitrila. Poli (etileno glicol) PEG 400 na concentração de 5 mmol/L possibilitou a definição de rota de síntese mais estável. Também observou-se que a presença de nanopartículas de prata na matriz polimérica possibilita um incremento na estabilidade térmica do poliestireno. A concentração mínima inibitória foi de 7,33 mg/Kg para S. aureus e de 12,83 mg/Kg para E. coli e S. typhimurium.<br> / Abstract : Nanocomposites are materials where at least one of the compounds present is in nanoscale dimension; they can be formed by organic and inorganic components combination in order to improve material properties or even grant new characteristics. The aim of this study was to develop a new synthesis route of silver nanoparticles, with subsequent polymerization, obtaining polystyrene nanocomposites for application as food packaging. As the first step has been applied an experimental design strategy to define the best synthesis of silver nanoparticles, which were evaluated different temperatures and concentrations of the reducing agent. Silver nanoparticles nucleation was monitored employing UV-Visible analysis. Two hydrophobic stabilizers, oleic acid and Polyethylene glycol PEG 400, were employed for stability control of reaction medium. In the second step, polymeric films were obtained by bulk polymerization and dissolution in toluene with subsequent slow evaporation of solvent. Minimum Inhibitory Concentration (MIC) determination was conducted through testing different concentrations of silver nanoparticles in the bulk polymerization of styrene in order to produce polymeric films with various silver content. The results showed that the synthesis of silver nanoparticles, using oleylamine as reducing agent, is influenced by concentration of reducing agent and process temperature, and the reduction mechanism for nanoparticles formation occours through the reduction from amino group to imines and from imines to nitriles. Polyethylene glycol PEG 400 at a concentration of 5 mmol/L allowed more stable definition of synthesis route. Also observed that the presence of silver nanoparticles in polymeric matrix allows an increase in thermal stability of polystyrene. Minimum inhibitory concentration was 7.33 mg/Kg for S. aureus and 12.83 mg/Kg for E. coli and S. typhimurium.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:42:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341470.pdf: 17318368 bytes, checksum: 886479fe075ba6f05b92e9e50df9b2ca (MD5) Previous issue date: 2016 / Preocupações com o acúmulo de resíduos poliméricos no meio ambiente têm despertado o interesse no estudo de biopolímeros como uma das estratégias para reduzir impactos ambientais. Biopolímeros como o poli(ácido láctico) (PLA), tem se destacado como potencial substituto de termoplásticos rígidos derivados do petróleo. Propriedades micro e macroscópicas de matriz de PLA podem ser modificadas em presença de nanocristais de celulose (NCC). Neste estudo, fibras de celulose foram isoladas a partir de palha de espiga de milho (PEM) ou bagaço de cana-de-açúcar (BCA) por processos alcalino/oxidativo. As fibras de celulose foram submetidas à hidrólise ácida, obtendo-se NCC em meio aquoso e dimetilformamida. A eficiência do processo de isolamento e determinação da morfologia e dimensões dos NCC foram avaliadas pelas técnicas de FTIR, TG, XRD, TEM, potencial zeta e DLS. As dimensões dos nanocristais de celulose ficaram em torno de 230 a 290 nm de comprimento e 16 nm de diâmetro, e a dispersão tanto em meio aquoso como em dimetilformamida manteve-se estável pelo período avaliado de seis meses. Foi estudado o efeito da incorporação de NCC na matriz de PLA na cinética de cristalização do PLA, com aumento da taxa de cristalização, redução do grau de cristalinidade e manutenção das dimensões da célula unitária do PLA. A partir do controle da cinética de cristalização foram obtidos filmes de PLA e PLA/NCC com diferentes graus de cristalinidade, sendo avaliadas as propriedades mecânicas e de barreira ao vapor d?água. Tanto nos filmes predominantemente amorfos como nos filmes com elevado grau de cristalinidade, o aumento da percentagem de NCC reduziu a permeabilidade ao vapor d´agua e aumentou a rigidez em relação ao filme de PLA. Por outro lado, os valores da tensão na ruptura e deformação na ruptura dos filmes PLA/NCC foram menores em relação aos filmes de PLA. Blendas de amido termoplástico com poli(ácido láctico) (TPS/PLA) foram revestidas com filmes de PLA ou PLA/NCC, sendo avaliado as propriedade mecânicas e de barreira ao vapor d´agua. O revestimento reduziu em até 88% a permeabilidade ao vapor d´agua e aumentou a rigidez em relação as blendas. Concluindo, a presença de NCC na matriz de PLA influi na cinética de cristalização do PLA, modificando as propriedades micro e macroscópicas destes materiais e permitindo a utilização como filmes de revestimento em matrizes poliméricas biodegradáveis.<br> / Abstract: Concerns about the accumulation of polymeric waste in the environment have aroused interest in the study of biopolymers as one of the strategies to reduce environmental impacts. Biopolymers such as poly(lactic acid) (PLA) have stood out as a potential replacement for rigid thermoplastics made from petroleum. Microscopic and macroscopic properties of PLA matrix can be modified in the presence of cellulose nanocrystals (CNC). In this study, cellulose fibers were isolated from corn cob straw (CCS) or sugarcane bagasse (SCB) by alkaline/oxidative processes. The cellulose fibers were subjected to acid hydrolysis, obtaining CNC in aqueous medium and dimethylformamide. FTIR, TG, XRD, TEM, zeta potential and DLS techniques were used to evaluate the efficiency of the isolation process as well as the morphology and dimensions of the CNC. The dimensions of the cellulose nanocrystals were around 230 -290 nm in length and 16 nm in diameter, and dispersion both in an aqueous medium and in dimethylformamide were evaluated stable for six months. It was studied the effect of the incorporation of CNC in the matrix PLA on the PLA crystallization kinetics, with the increase in crystallization rate, the reduction of the degree of crystallinity and the maintenance in the dimensions of the unit cell of the PLA. From the control of the crystallization kinetics it were obtained PLA films and PLA/CNC with different crystallinity degrees, evaluated the mechanical and barrier to water vapour properties. Both in predominantly amorphous films and in high degree of crystallinity films, the increase on the percentage of CNC has reduced the permeability to water vapour and has increased rigidity compared to PLA film. On the other hand, tensile strength and elongation at break values of PLA/CNC films were lower compared to PLA films. Blends of thermoplastic starch with poly(lactic acid) (TPS/PLA) were coated with PLA or PLA/CNC films, and evaluated the mechanical and barrier to water vapour properties. The coating reduced by up to 88% the permeability to water vapour and increased stiffness regarding the blends. In conclusion, the presence of CNC in the matrix PLA influences the PLA crystallization kinetics, modifying the microscopic and macroscopic properties of these materials and allowing use as coating films in biodegradable polymeric matrices.

A presente dissertação tem por objetivo apresentar um estudo quanto à influência da adição de nanocargas nas proprie!dades térmicas, morfológicas, físicas e anticorrosivas de tintas em pó base resina epóxi. Nanocompósitos poliméricos aplicados a tinta em pó com teores de 2 e 4 % de montmorilonita organofílica (OMMT) (p/p) foram obtidos no estado ·fundido em extrusora dupla-rosca co-rotante, em diferentes velocidades de processamento. As tintas em pó foram aplicadas em substratos de aço-carbono por pulverização eletrostática. Os resu ltados obtidos demonstram que os parâmetros utilizados para a cura em estufa (200 °C por 1 O minutos) das tintas foram satisfatórios, não sendo observados picos exotérmicos nos termogramas de calorimetria exploratória diferencial (DSC). As análises térmicas demonstraram que a incorporação de OMMT resultou no aumento da temperatura de máxima degradação para as amostras antes da cura, e apresentou pouca influência nos revestimentos após a cura, apresentando ainda redução da reatividade (b.Hreação) das tintas em pó base epóxi com o aumento da velocidade de processamento, de 200 para 400 rpm. As análises morfológicas de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) indicaram a presença de estruturas com predominância esfoliada para os nanocompósitos, com boa dispersão da OMMT na matriz epóxi. A incorporação dos teores de 2 % (p/p) de OMMT, para ambas as velocidades de! processamento, resultou em revestimentos com melhores propriedades de resistência ao impacto, resistência a flexibil idade e de brilho. Os revestimentos obtidos com teores de 4 % de OMMT (p/p) apresentarem melhor desempenho quanto às propri1edades térmicas e resistência a corrosão, conforme análises de TGA e de exposição à névoa salina, respectivamente. As medidas de migração subcutânea realizadas após o ensaio de exposição à névoa salina indicaram revestimentos com melhores propriedades de barreira para as amostras com OMMT, corroborado pelos resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica (ElE). / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-07T13:01:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diego Piazza.pdf: 24298065 bytes, checksum: ceb0efa8d78e26b1bbd45581c9a739fe (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-07T13:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Diego Piazza.pdf: 24298065 bytes, checksum: ceb0efa8d78e26b1bbd45581c9a739fe (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq / The objective of this dissertation is to present a study of the influence of the addition of nanoclays on thermal, morphological, physical and anticorrosive properties of powder coatings epoxy resin based. Polymeric nanocomposites applied of powder coatings with leveis of 2 and 4 % of orgianophilic montmorillonite (OMMT) (w/w) were obtained in the melt state in extruder twin-screw co-rotation at different processing speeds. The powder coatings were applied to carbon steel substrates by electrostatic spraying. The results show that the parameters used for curing (200 °C for 10 minutes) the coatings were satisfactory, exothermic peaks were not observed in thermograms of differential scanning calorimetry (DSC). Thermal analysis showed that the incorporation of OMMT resulted in increasing the temperature of degradation maximum for the samples before curinn, and little influence in coatings after curing, also reduces the reactivity (~H reaction) of powder coatings based epoxy with increasing processing speed (400 rpm). The morphological analysis of X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) indicated the presence of predominantly exfoliated structures for the nanocomposites, with good dispersion of OMMT in the epoxy matrix. The incorporation of th~e leveis of 2 % of OMMT (w/w), for both processing speed, resulted in coatings with improved impact strength, endurance, flexibility and gloss. The coatings obtained with leveis of 4 % of OMMT (w/w) having better performance on the thermal proiPerties and corrosion resistance, as thermal analysis and exposure to salt spray, respectively. Measures of subcutaneous migration made after salt spray teslting indicated coatings with better barrier properties for samples with OMMT, with was corroborated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results.