Submitted by Nivaldo Melo (nivaldo.melo@ufvjm.edu.br) on 2015-11-27T21:05:43Z No. of bitstreams: 2 rafael_menezes_silva.pdf: 3521828 bytes, checksum: d3bc281595fe43199643cdeeff827c7a (MD5) license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-12-01T16:57:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 rafael_menezes_silva.pdf: 3521828 bytes, checksum: d3bc281595fe43199643cdeeff827c7a (MD5) license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-01T16:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 rafael_menezes_silva.pdf: 3521828 bytes, checksum: d3bc281595fe43199643cdeeff827c7a (MD5) license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Previous issue date: 2013 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes) / Funda??o de Amparo ? Pesquisa do estado de Minas Gerais (FAPEMIG) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) / O presente estudo foi dividido em tr?s partes, com os seguintes objetivos: Parte 1 - modificar o cimento de ion?mero de vidro (CIV) com duas concentra??es de fibras da celulose de eucalipto processadas mecanicamente (CIVMF), avaliando os comp?sitos desenvolvidos quanto ?s propriedades mec?nicas e caracterizando por microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS). Parte 2 - obter microfibras (mfC) e nanofibrilas (nfC) de celulose e modificar o CIV com tr?s concentra??es de mfC (CIVmfC) e cinco concentra??es de nfC (CIVnfC), avaliando novamente os comp?sitos obtidos quanto ?s suas propriedades mec?nicas, caracterizando por MEV/EDS, difra??o de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e analisando suas atividades antimicrobianas. Parte 3 ? avaliar a biocompatibilidade dos comp?sitos obtidos. Os grupos experimentais obtidos foram: G1- CIV - controle, G2- CIVMF1 e G3-CIVMF2 (parte 1); GC- CIV, G1- CIVmC 0,005g, G2- CIVmFC 0,010g e G3- CIVmFC 0,015g (parte 2); e GC- CIV, G01- CIVnfC 1%, G02- CIVnfC 0,8%, G03- CIVnfC 0,6%, G04- CIVnfC 0,4% e G05- CIVnfC 0,2% (parte 3). Os corpos de prova dos grupos foram submetidos aos ensaios mec?nicos e foram avaliados quanto ? morfologia, composi??o qu?mica elementar qualitativa, cristalinidade e estrutura qu?mica molecular. CIVMF1(G2) apresentou resist?ncia ? compress?o e tra??o diametral aumentada, quando comparado ao CIV. CIVMF2 (G3) apresentou melhores caracter?sticas de manipula??o, al?m de apresentar maior resist?ncia ? compress?o, tra??o diametral e m?dulo de elasticidade aceit?vel, devido ? adi??o de maior concentra??o de fibras ? constitui??o do material. Apesar de resultados n?o estatisticamente significativos, a adi??o de mfC no CIV aumentou suas propriedades mec?nicas, sendo que o acr?scimo de mFC no comp?sito CIVmfC (G3) aumentou seu m?dulo de elasticidade ? compress?o, significativamente. Nos comp?sitos CIVnfC a resist?ncia mec?nica tamb?m apresentou-se aumentada, sendo que CIVnfC 0,2% (G05) apresentou melhor resist?ncia ? tra??o diametral e CIVnfc 0,4% (G04) mostrou significativo aumento da resist?ncia ? compress?o e excelente performance quanto ao desgaste e resist?ncia ? tra??o. Os comp?sitos CIVmfC e CIVnfC n?o apresentaram halo de inibi??o frente aos microrganismos analisados, comparando-se ao comportamento do CIV. Os comp?sitos apresentaram-se est?veis, com morfologia, estrutura e composi??o qu?mica elementar semelhantes aos seus materiais precursores. N?o houve forma??o de nova fase cristalina ou novas liga??es qu?micas detect?veis neste estudo. Nos comp?sitos CIVnfC observou-se forma??o de uma trama envolvendo nanofibrilas, matriz ciment?cea e part?culas de carga, sendo que a distribui??o de nfC na massa de CIV mostrou-se mais homog?nea no comp?sito CIVnfC 0,4%. CIVmfC e CIVnfC foram biocompat?veis, apresentando a??o estimuladora celular e baixa irritabilidade tecidual, semelhante ao grupo controle (CIV). As nanofibrilas de celulose apresentaram-se como uma promissora op??o para refor?o do CIV, com melhoria das propriedades mec?nicas finais dos comp?sitos desenvolvidos, resultando em um novo e promissor biomaterial restaurador dent?rio. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Odontologia, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT The present study was divided in three parts, with the following objectives: Part 1 - modify the glass ionomer cement (CIV) with two concentrations of mechanically processed eucalyptus cellulosic fibers (CIVMF), evaluating the developed composites according to their mechanical properties and characterizing by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy X (EDS). Part 2 ? to obtain cellulose microfibers (mfC) and celulose nanofibrils (nfC) and modify the CIV with three concentrations of mfC (CIVCmfC) and five concentrations of nfC (CIVnfC), evaluating the developed composites according to their mechanical properties, characterizing by SEM/EDS, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and analyzing their antimicrobial activity. Part 3 ? to evaluate the biocompatibility of the composites. The experimental groups were: G1-CIV - control, G2 (CIVMF1) and G3 (CIVMF2) (part 1), GC-CIV, G1-CIVmfC 0.005 g, G2-CIVmfC 0.010 g and G3-CIVmfC 0.015 g (part 2), and GC-CIV, G01-CIVnfC 1%, G02- CIVnfC 0.8%, G03- CIVnfC 0.6%, G04- CIVnfC 0.4% and G05- CIVnfC 0.2% (part 3). Specimens from both groups were subjected to mechanical tests and were evaluated for morphology, qualitative chemical composition, crystallinity and molecular structure. CIVMF1 (G2) had compressive strength and diametral tensile increased when compared to the GIC. CIVMF2 (G3) showed better handling characteristics, besides higher compressive strength, tensile modulus and diametral acceptable due to the addition of higher concentration of fibers to the constitution of the material. Although not statistically significant, the addition of mfC in CIVmfC increased its mechanical properties; the addition of mfC in the composite CIVmfC (G3) increased their compressive modulus significantly. In the composite CIVnfC , the mechanical strength was also increased, with CIVnfC 0.2% (G05) showing better results in the diametral tensile and CIVnfC 0.4% (G04) showed significant increase in compressive strength and excellent performance for wear resistance and tensile strength. The composites CIVmfC and CIVnfC showed no zone of inhibition against the microorganisms analyzed compared to the CIV. The composites were stable, morphology; structure and chemical composition were similar to their precursor materials. In this study there was no formation of new crystallographic phase or new chemical bonds detectable. It was observed the formation of net involving nanofibrils, cementitious matrix and filler particles, and the distribution of nfC of the mass of CIV proved to be more homogeneous in the composite CIVnfC 0.4%. CIVmfC and CIVnfC were biocompatible presenting cell stimulatory action and low irritability to the tissue, similar to the control group (CIV). The cellulose nanofibers proved to be an excellent option for strengthening the CIV with improved mechanical properties of the final developed composites, resulting in a new and promising restorative dental biomaterial.

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T14:10:16Z No. of bitstreams: 1 DissPICC.pdf: 9243099 bytes, checksum: d5c4984be722eda91236fbec51d566f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T14:10:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPICC.pdf: 9243099 bytes, checksum: d5c4984be722eda91236fbec51d566f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-23T14:10:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPICC.pdf: 9243099 bytes, checksum: d5c4984be722eda91236fbec51d566f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T14:10:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPICC.pdf: 9243099 bytes, checksum: d5c4984be722eda91236fbec51d566f6 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / New materials from cellulose have been developed, such as cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF). Different morphologies of the cellulose can lead to the formation of films with different thermal, mechanical and optical properties in relation to conventional cellulose films. The objective of this work was to evaluate the effect of different dimensional scales of cellulose, micro and nanometric, on the production of cellulose films from two vegetable species and their thermal, mechanical, morphological and optical properties. Eucalyptus fibers and pineapple leave fiber (curauá) (PALF) were used as cellulosic fibers for this study. The films of eucalyptus and pineapple cellulosic fibers were prepared by filtration and casting, and the CNC and CNF films were obtained by continuous casting. The CNC and CNF films showed mechanical tensile strength in the order of 9 to 35 MPa higher than the films of cellulose fibers, regardless of the origin of the fiber. The continuous casting process produced CNC and CNF films that presented different mechanical resistance in the longitudinal direction of the process with respect to the transverse direction. This behavior may be related to how hydrogen bonds and mechanical anchorages occur between nanofibers. The thermal stability of the nanocellulose films was lower in the order of 20 to 150 ºC than in the films of fibers due to the routes of obtaining the CNC and CNF. Nanofiber films presented lower opacity in the order of 3 to 60% lower than the films of fibers due to the diameter of the nanocelluloses. Curauá fibers had the highest crystallinity index (Ic) reaching 87%. It is concluded that the properties studied were influenced by the type of nanocellulose (CNC or CNF), the origin of the cellulose (eucalyptus or pineapple), and the micro and nanometric scale of the fibers. / Novos materiais a partir da celulose tem sido obtidos, como os nanocristais de celulose (CNC) e as nanofibrilas de celulose (CNF). Diferentes morfologias da celulose podem levar a formação de filmes com propriedades térmicas, mecânicas e ópticas diferentes de filmes de celulose convencional. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes morfologias de fibras de celulose, micro e nanométricas, na obtenção de filmes - provenientes de duas espécies vegetais – e em suas propriedades térmicas, mecânicas, ópticas e morfológicas. Utilizou-se como fibras celulósicas para este estudo as fibras de eucalipto e fibras de folhas de abacaxi (curauá) (PALF). Os filmes de fibras celulósicas de eucalipto e de abacaxi foram confeccionados por filtragem e casting, e os filmes de CNC e CNF foram obtidos por continuous casting. Os filmes de CNC e CNF apresentaram resistência mecânica à tração, na ordem de 9 a 35 MPa superior aos filmes de fibras de celulose, independente da origem da fibra. O processamento por continuous casting produziu filmes de CNC e CNF que apresentaram resistência mecânica diferente no sentido longitudinal ao processo com relação ao sentido transversal. Este comportamento pode estar relacionado de que forma ocorrem às ligações de hidrogênio e os emaranhamentos mecânicos entre as nanofibras. A estabilidade térmica dos filmes de nanofibra foi menor na ordem de 20 a 150 ºC do que aos filmes de fibras devido às rotas de obtenção das CNC e CNF. Os filmes de nanofibra apresentaram menor opacidade, na ordem de 3 a 60% inferior, que os filmes de fibras devido ao diâmetro das nanofibras. As fibras de curauá apresentaram o maior índice cristalinidade (Ic) chegando a 87%. Conclui-se que a propriedades estudadas foram influenciadas pelo tipo de nanofibra (CNC ou CNF), pela origem da celulose (eucalipto ou abacaxi), e pela escala micro e nanométrica das fibras.

Submitted by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:26Z No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T16:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The application of cellulose nanofibrils to the production of composites has been studied and presents promising results, mainly due to the abundance of the material, which is of a renewable source, and to its low cost. However, the presence of the hydroxyl groups in their chain and their storage in aqueous solutions limits their application as reinforcement in nonpolar matrix composites. In this context, this work aimed to modify the wettability and adhesion properties of films of cellulose nanofibrils to apolar matrices, through plasma treatment. For this, nanocellulose films with thickness of 38 ? 8 ?m were produced by the casting method, from a suspension of nanofibrils in water. The atomic force microscopy characterization (AFM) of the suspended nanofibrils indicated that most of them have an average diameter of less than 75 nm. Each film obtained, after drying the suspension, was then cut into 13 samples with 2 x 1 cm, 12 of which were exposed to plasma and one stored as untreated. Three films were treated with oxygen plasma, with excitation power of 150 W, for 30 minutes and pressure of 0.1, 0.3 and 0.5 Torr. Another three films were treated with sulfur hexafluoride plasma at pressures of 0.1, 0.2 and 0.3 Torr, with a power of 150 W for 15 minutes. It was observed that weight loss was greater than 40% for the films treated with the most extreme conditions oxygen and sulfur hexafluoride. The results also showed that the treatments with sulfur hexafluoride promoted the reduction of the receptivity of the samples to the liquids, with contact angles of approximately 60º for water and 50º for diiodomethane. The profilometry technique revealed that the roughness of the films varied after the treatment with oxygen and sulfur hexafluoride, but the high error bars impede a definitive conclusion on the tendency of these variations. The X-ray diffraction analysis (XRD) indicated no significant change in the crystallinity of the samples with the treatments. In the Fourier Transform Infrared absorption spectra (FTIR), a C-F bonding related peak appeared for the 0.3 Torr sulfur hexafluoride treated sample, indicating the presence of fluorine in that sample. The scanning electron microscopy (SEM) allowed the visualization of the changes in the topography of the films, due to the etching processes resulting from the action of the plasma and the films ruptures caused by the high removal of surface material. In order to test the incorporation of treated films into composites using polyolefins as the matrix, polyethylene pellets were solubilized in xylene for the production of composite films. The treated and untreated nanocellulose films were placed in Petri dish jointly to the polyethylene films still dissolved and left at room temperature. After drying, adhesion between the films was tested through the adhesive tape test, resulting in class-zero adherence, according to the technical standard. It is believed that the lack of adhesion is a result of the composite production method that should be optimized for future work, in order to provide a better investigation of the effects of plasma on the surface properties of the film of cellulose nanofibrils. / A aplicação de nanofibrilas de celulose à produção de compósitos vem sendo estudada e apresenta resultados promissores, principalmente devido à abundância do material, que é de fonte renovável, e ao seu baixo custo. Contudo, a presença dos grupos hidroxila em sua cadeia e o seu armazenamento em soluções aquosas impede sua aplicação como reforço em compósitos de matrizes apolares. Nesse contexto, esse trabalho buscou modificar as propriedades de molhabilidade e aderência de filmes de nanofibrilas de celulose a matrizes apolares, através de tratamento a plasma. Para isso, filmes de nanocelulose com espessura de 38 ? 8 ?m foram produzidos pelo método de casting, a partir de uma suspensão de nanofibrilas em água. A caracterização por microscopia de força atômica (AFM) das nanofibrilas em suspensão indicou que a maior parte destas apresenta diâmetro médio inferior a 75 nm. Cada filme obtido, após a secagem da suspensão, foi então cortado em 13 amostras de 2 x 1 cm, sendo 12 destas expostas ao plasma e uma armazenada como não tratada. Três filmes foram tratados com plasma de oxigênio, com potência de excitação de 150 W, por 30 minutos e pressão de 0,1, 0,3 e 0,5 Torr. Outros três filmes foram tratados com plasma de hexafluoreto de enxofre, nas pressões 0,1, 0,2 e 0,3 Torr, com potência de 150 W por 15 minutos. Observou-se que houve perda de massa superior a 40% para os filmes tratados com as condições mais extremas de oxigênio e hexafluoreto de enxofre. Os resultados demonstraram também que os tratamentos com hexafluoreto de enxofre promoveram a diminuição da receptividade a líquidos das amostras, com ângulos de contato de aproximadamente 60º para água e 50º para o diiodometano. A técnica de perfilometria revelou que a rugosidade dos filmes variou após o tratamento com oxigênio e hexafluoreto de enxofre, porém as elevadas barras de erro impediram uma conclusão definitiva sobre a tendência dessas variações. As análises de difração de raios X (DRX) indicaram não haver alteração significativa na cristalinidade das amostras com os tratamentos. Nos espectros de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), foi observado o surgimento de um pico relacionado à ligação C-F para a amostra tratada com 0,3 Torr de hexafluoreto de enxofre, que indica a presença de flúor nessa amostra. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiram visualizar as alterações na topografia dos filmes, devido aos processos de ecthing decorrentes da ação do plasma e os rompimentos ocasionados pela elevada remoção de material da superfície. A fim de testar a incorporação dos filmes tratados em compósitos que utilizam poliolefinas como matriz, pellets de polietileno foram solubilizados em xileno para produção de filmes compósitos. Os filmes de nanocelulose tratados e não tratados foram dispostos em placa de Petri junto aos filmes de polietileno ainda dissolvidos e deixados em temperatura ambiente. Depois de secos, a adesão entre os filmes foi testada através do teste de fita-cola, resultado em adesão classe zero, conforme a norma técnica. Acredita-se que a falta de adesão é resultado do método de produção do compósito que deve ser otimizado para trabalhos futuros, com o objetivo de proporcionar uma melhor investigação dos efeitos do plasma sobre as propriedades da superfície do filme de nanofibrilas de celulose.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-21T13:32:42Z No. of bitstreams: 1 TeseFFdc.pdf: 5494642 bytes, checksum: 28556e90039888184ade6e821652fa63 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:25:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFFdc.pdf: 5494642 bytes, checksum: 28556e90039888184ade6e821652fa63 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:25:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFFdc.pdf: 5494642 bytes, checksum: 28556e90039888184ade6e821652fa63 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFFdc.pdf: 5494642 bytes, checksum: 28556e90039888184ade6e821652fa63 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Não recebi financiamento / Candeia (Eremanthus erythropappus) is an important raw material due to the essential oil that can be extracted from the whole tree. The essential oil contains (-)--bisabolol that has an active principle with pharmacological properties with wide range of use in pharmaceutical and cosmetic industries. The extraction process of essential oil produces a large quantity of wood residue that only a small portion as reused. New Developments to provide feasible alternative applications for the remaining portion of wood residue make exploration process of candeia more rentable and sustainable. Cellulose was isolated from that wood residue of candeia by wet chemistry. Further processing with an ultrafine high shear grinder the bleached cellulose pulps, with and without 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) treatment, were led to the disruption of cell walls into nanofibrils. In the present study cellulose nanofibrils (NFC) isolated from wood residue of candeia were applied as additive for a waterborne polyurethane-based wood coating in order to improve the mechanical resistance. Coating suspensions containing up to 12 wt% were prepared by mechanical mixing. The addition of cellulose nanofibers to waterborne polyurethane demonstrated the enhancement of mechanical properties. The better mechanical performances were achieved for composites with a nanofibrils amount of 8 wt% and 12 wt%. Overall the mechanical properties were increased over 40%. Additionally, the nanofibrils have acted as a rheological modifier at the waterborne coating. Cinematic viscosity increased as increased the amount of NFC. As noticed on mechanical properties behavior the effect of nanofibrils content on the viscosity is more efficient with values of 8 wt% and 12 wt%. / A Candeia (Eremanthus erythropappus) é uma importante matéria-prima devido ao óleo essencial que pode ser extraído de toda parte da árvore. O óleo essencial contém (-)--bisabolol, substância com propriedades farmacológicas de uso nas indústrias farmacêuticas e de cosméticos. O processo de extração do óleo essencial produz uma grande quantidade de resíduo de madeira da qual somente uma pequena fração é reutilizada como fonte de energia no próprio processo produtivo. Novos desenvolvimentos para viabilizar aplicações alternativas da fração remanescente deste resíduo tornam o processo de exploração da candeia mais rentável e sustentável. A celulose usada neste estudo foi isolada do resíduo de candeia por processo químico via úmida. Posteriormente, por refino em moinho de alto cisalhamento, a polpa de celulose, com e sem tratamento com reagente 2,2,6,6-tetrametilpiperidino-1- oxilo (TEMPO), foi desfibrilada para obtenção de nanofibrilas. Neste estudo as nanofibrilas de celulose isoladas do resíduo de candeia foram utilizadas como aditivos em poliuretano disperso em água, que é utilizado comercialmente como base em formulações de vernizes e tintas com o objetivo de melhoria da resistência mecânica do verniz. Dispersões da resina contendo até 12% em massa de nanofibrilas na película seca foram preparadas por mistura mecânica. A adição de nanofibrilas de celulose na resina de poliuretano a base de água demonstrou melhoras em suas propriedades mecânicas (tensão e alongamento na ruptura e módulo elástico). Os melhores desempenhos mecânicos foram atingidos com o conteúdo de 8% e 12% em massa de nanofibrilas. De forma geral, as propriedades mecânicas foram aumentadas no mínimo 40% em relação à resina base. Adicionalmente, a nanofibrila de celulose agiu como modificador reológico na dispersão aquosa. A viscosidade cinemática aumentou em função do aumento da concentração de nanofibrilas de celulose. Como verificado no comportamento mecânico, o efeito da concentração de nanofibrilas na viscosidade também foi mais eficiente com níveis de 8% e 12% em massa da película seca.