A utilização de polímero natural como auxiliar de floculação pode ser alternativa interessante para o aumento da capacidade de estações de tratamento de água para abastecimento. O polímero natural é um produto de baixo custo, de fácil preparo e aplicação. Por ser produzido em larga escala e utilizado nos mais diversos setores da indústria, o polímero natural apresenta-se como alternativa aos polímeros sintéticos que, de maneira geral, são produtos de elevado custo e produzidos com matéria prima geralmente importada. No presente trabalho procurou-se demonstrar a eficiência dos polímeros naturais de fécula de batata e de fécula de mandioca na clarificação da água, mediante a realização de ensaios de laboratório e testes de campo - realizados na estação de tratamento ETA-2 de Valinhos (SP) - para diferentes características da água bruta. A gelatinização dos polímeros foi feita à temperatura ambiente, utilizando-se hidróxido de sódio. Para os testes na ETA-2, foram aproveitadas as instalações existentes e executadas pequenas adaptações para aplicação dos polímeros naturais. Conclui-se que, apesar de alguns ajustes que devem ser feitos, principalmente nos filtros, é possível utilizar os polímeros naturais na ETA-2 com grande probabilidade de êxito, com vistas ao aumento da capacidade de tratamento. Os resultados demonstraram que, tanto o polímero de fécula de batata como o de fécula de mandioca, foram eficientes como auxiliares de floculação na clarificação da água. / Natural polymer utilization as flocculation aid may be an effective alternative for upgrading the capacity of water treatment plants with low cost, easiers to prepare and apply. As natural polymers are large scale produced and applied in many different industrial sectors, it comes as a fesiable alternative for synthetic polymers that are generally high cost and made of imported materials. On this work it was tried to show the efficiency of natural polymers such as potato and manioc starch, for clarifying water by jar-test evaluations and field tests - carried out on water treatment plant WTP-2 of Valinhos (SP - Brazil) - for different characteristics of raw water. The polymer gelatinization was obtained by sodium hydroxide application. For the tests at WTP-2 the existing facilities were utilized and only small adaptations were made to apply natural polymers. The conclusion was, in despite of needing filters adjustments which must be made on water treatment plant for polymer application, it is possible to utilize the product with high successful probability for upgrading the capacity of water treatment plant. The results showed that even potato as well as cassava starchs were efficient on plant clarified water.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T19:42:12Z No. of bitstreams: 1 NATALIENE SILVA DOS SANTOS – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 3369460 bytes, checksum: 55e25ae78a7f381a464201d8fb1317c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T19:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NATALIENE SILVA DOS SANTOS – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 3369460 bytes, checksum: 55e25ae78a7f381a464201d8fb1317c0 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O estudo e o desenvolvimento de materiais para pavimentação tem crescido bastante motivados pelos diversos problemas que os pavimentos têm enfrentado. No entanto, a dependência por combustíveis fósseis, com a utilização de polímeros sintéticos por exemplo, é preocupante, principalmente pelo impacto ambiental resultante de tal utilização. Sendo assim, alternativas baseadas em recursos renováveis e ainda reaproveitados de processos industriais vem ganhado espaço, como a lignina, que é um polímero natural, subproduto da indústria de papel e celulose, e que já demostrou grande potencial em algumas pesquisas a partir de sua associação com o ligante asfáltico, principalmente por apresentar propriedades antioxidantes. Assim, esta pesquisa teve como objetivo a verificação do efeito da adição de lignina nos teores de 3%, 6% e 9% nas propriedades reológicas do ligante asfáltico CAP 50/70. Foram realizados ensaios convencionais de penetração, ponto de amolecimento e recuperação elástica, assim como ensaios especiais como viscosidade rotacional e os realizados no DSR, para a determinação dos parâmetros do grau de desempenho e do teste MSCR, todos antes e após o envelhecimento a curto prazo (RTFO), além do ensaio químico FTIR. Observou-se que os ligantes modificados por adição de lignina se apresentaram mais resistentes à variação de temperatura, à deformação permanente, mas principalmente ao envelhecimento, mostrando a atuação desse material como antioxidante, especialmente para o teor de 9%, embora os demais teores também tenham apresentado desempenho superior ao ligante puro, comprovando que a utilização da lignina, de um modo geral, se mostrou viável reológica e ambientalmente ao ser associada ao ligante convencional. / The study and development of paving materials has been highly motivated by the many problems that pavements have faced. However, dependence on fossil fuels, with the use of synthetic polymers for example, is of concern, mainly because of the environmental impact resulting from such use. Thus, alternatives based on renewable and still reused resources of industrial processes are gaining ground, such as lignin, which is a natural polymer, a byproduct of the pulp and paper industry, and which has already shown great potential in some research from its association with the asphaltic binder, mainly due to its antioxidant properties. Thus, this research had the objective of verifying the effect of the addition of lignin in the contents of 3%, 6% and 9% in the rheological properties of the asphalt binder CAP 50/70. Conventional penetration, softening point and elastic recovery tests were performed, as well as special tests such as rotational viscosity and those performed in the DSR, to determine the parameters of the performance level and the MSCR test, all before and after the short term aging (RTFO), in addition to the chemical FTIR assay. It was observed that the binders modified by addition of lignin showed to be more resistant to temperature variation, to permanent deformation, but mainly to aging, showing the performance of this material as an antioxidant, especially for the 9% content, although the other contents also have shown superior performance to the pure binder, demonstrating that the use of lignin in general has proved to be viable both rheologically and environmentally when it is associated with the conventional binder.

A utilização de polímero natural como auxiliar de floculação pode ser alternativa interessante para o aumento da capacidade de estações de tratamento de água para abastecimento. O polímero natural é um produto de baixo custo, de fácil preparo e aplicação. Por ser produzido em larga escala e utilizado nos mais diversos setores da indústria, o polímero natural apresenta-se como alternativa aos polímeros sintéticos que, de maneira geral, são produtos de elevado custo e produzidos com matéria prima geralmente importada. No presente trabalho procurou-se demonstrar a eficiência dos polímeros naturais de fécula de batata e de fécula de mandioca na clarificação da água, mediante a realização de ensaios de laboratório e testes de campo - realizados na estação de tratamento ETA-2 de Valinhos (SP) - para diferentes características da água bruta. A gelatinização dos polímeros foi feita à temperatura ambiente, utilizando-se hidróxido de sódio. Para os testes na ETA-2, foram aproveitadas as instalações existentes e executadas pequenas adaptações para aplicação dos polímeros naturais. Conclui-se que, apesar de alguns ajustes que devem ser feitos, principalmente nos filtros, é possível utilizar os polímeros naturais na ETA-2 com grande probabilidade de êxito, com vistas ao aumento da capacidade de tratamento. Os resultados demonstraram que, tanto o polímero de fécula de batata como o de fécula de mandioca, foram eficientes como auxiliares de floculação na clarificação da água. / Natural polymer utilization as flocculation aid may be an effective alternative for upgrading the capacity of water treatment plants with low cost, easiers to prepare and apply. As natural polymers are large scale produced and applied in many different industrial sectors, it comes as a fesiable alternative for synthetic polymers that are generally high cost and made of imported materials. On this work it was tried to show the efficiency of natural polymers such as potato and manioc starch, for clarifying water by jar-test evaluations and field tests - carried out on water treatment plant WTP-2 of Valinhos (SP - Brazil) - for different characteristics of raw water. The polymer gelatinization was obtained by sodium hydroxide application. For the tests at WTP-2 the existing facilities were utilized and only small adaptations were made to apply natural polymers. The conclusion was, in despite of needing filters adjustments which must be made on water treatment plant for polymer application, it is possible to utilize the product with high successful probability for upgrading the capacity of water treatment plant. The results showed that even potato as well as cassava starchs were efficient on plant clarified water.

Esta tese apresenta os resultados do estudo de eletrólitos poliméricos protônicos obtidos a base de gelatina e quitosana, modificadas através da adição de glicerol e formaldeído - ácidos acético ou clorídrico foram adicionados para promover a condutividade iônica dos filmes. Foram também preparadas blendas a partir de gelatina com quitosana, assim como filmes a base de gelatina e nanopartículas. Com exceção dos filmes com nanopartículas, todos eles possuem boa transparência, estabilidade térmica, maleabilidade, aderência ao vidro e apresentam uma superfície homogênea, sem trincas ou rachaduras. As temperaturas de transição vítrea (Tg) dos eletrólitos foram obtidas do estreitamento de linha de RMN. A taxa de relaxação spin-rede do \'ANTPOT. 1 H\' em função da temperatura mostrou um máximo bem definido cuja posição depende da concentração de ácido no caso da gelatina e da quantidade de glicerol no caso da quitosana, refletindo a alta mobilidade do próton nestes eletrólitos. As técnicas de RPE, onda contínua e pulsada, foram utilizadas para o estudo de eletrólitos dopados com \'CU\'CL\'O IND.4\'. Os valores de condutividade iônica dos eletrólitos são da ordem de \'10 POT.-5\' S/cm para os filmes de gelatina (com ácido acético ou clorídrico), quitosana e blendas e entre \'10 POT.-6\' a \'10 POT.-8\' para os eletrólitos de gelatina com nanopartículas. Estes estudos revelaram que a concentração de ácido acético ou clorídrico (na gelatina), influencia a condutividade iônica dos eletrólitos, mas, para o caso das blendas esta influência é pequena. No caso dos filmes de gelatina com nanopartículas, a condutividade diminui de forma significativa. Em relação aos eletrólitos de quitosana a condutividade iônica é influenciada pela quantidade de glicerol adicionado. Verificou-se que o aumento da temperatura até 80°C promove o aumento da condutividade iônica para todos os filmes estudados. / This thesis shows the results from the study of protonic polymer electrolytes obtained from gelatin and chitosan, modified by the addition of glycerol and formaldehyde - acetic and hydrochloric acids are added to promote the ionic conductivity of the films. Blends based on chitosan and gelatin were also prepared, as well as films based on gelatin and nanoparticles. With the exception of the films with nanoparticles, all samples presented good transparency, thermal stability, flexibility, adhesion to glass and homogeneous surface without cracks. The glass transition temperature (Tg) of the electrolytes were obtained from the NMR line narrowing. The spin-lattice relaxation rate of the \'ANTPOT. 1 H\' spin-network as a function of temperature showed a well-defined maximum whose position depends on the concentration of acid in the case of gelatin and on the glycerol content in the case of chitosan, reflecting the high mobility of the protons in the electrolytes. Continuous wave and pulsed EPR techniques were used to study the electrolytes doped with \'CU\'CL\'O IND.4\'. The values of the ionic conductivity of the electrolytes are of the order of \'10 POT.-5\' S/cm for the films of gelatin (with acetic or hydrochloric acids), chitosan and blends and from \'10 POT.-6\' to \'10 POT.-8\' for the electrolytes of gelatin with nanoparticles. These studies revealed that the concentration of acetic or hydrochloric acids (in gelatin), influences the ionic conductivity of the electrolytes but, in the case of blends, this influence is small. In the case of the films based on gelatin with nanoparticles, the ionic conductivity decreases significantly. In relation to the electrolyte based on chitosan, the ionic conductivity is influenced by the amount of glycerol added. It was found that increasing the temperature to 80°C promotes the increase of ionic conductivity for all films studied.

Esta tese apresenta os resultados do estudo de eletrólitos poliméricos protônicos obtidos a base de gelatina e quitosana, modificadas através da adição de glicerol e formaldeído - ácidos acético ou clorídrico foram adicionados para promover a condutividade iônica dos filmes. Foram também preparadas blendas a partir de gelatina com quitosana, assim como filmes a base de gelatina e nanopartículas. Com exceção dos filmes com nanopartículas, todos eles possuem boa transparência, estabilidade térmica, maleabilidade, aderência ao vidro e apresentam uma superfície homogênea, sem trincas ou rachaduras. As temperaturas de transição vítrea (Tg) dos eletrólitos foram obtidas do estreitamento de linha de RMN. A taxa de relaxação spin-rede do \'ANTPOT. 1 H\' em função da temperatura mostrou um máximo bem definido cuja posição depende da concentração de ácido no caso da gelatina e da quantidade de glicerol no caso da quitosana, refletindo a alta mobilidade do próton nestes eletrólitos. As técnicas de RPE, onda contínua e pulsada, foram utilizadas para o estudo de eletrólitos dopados com \'CU\'CL\'O IND.4\'. Os valores de condutividade iônica dos eletrólitos são da ordem de \'10 POT.-5\' S/cm para os filmes de gelatina (com ácido acético ou clorídrico), quitosana e blendas e entre \'10 POT.-6\' a \'10 POT.-8\' para os eletrólitos de gelatina com nanopartículas. Estes estudos revelaram que a concentração de ácido acético ou clorídrico (na gelatina), influencia a condutividade iônica dos eletrólitos, mas, para o caso das blendas esta influência é pequena. No caso dos filmes de gelatina com nanopartículas, a condutividade diminui de forma significativa. Em relação aos eletrólitos de quitosana a condutividade iônica é influenciada pela quantidade de glicerol adicionado. Verificou-se que o aumento da temperatura até 80°C promove o aumento da condutividade iônica para todos os filmes estudados. / This thesis shows the results from the study of protonic polymer electrolytes obtained from gelatin and chitosan, modified by the addition of glycerol and formaldehyde - acetic and hydrochloric acids are added to promote the ionic conductivity of the films. Blends based on chitosan and gelatin were also prepared, as well as films based on gelatin and nanoparticles. With the exception of the films with nanoparticles, all samples presented good transparency, thermal stability, flexibility, adhesion to glass and homogeneous surface without cracks. The glass transition temperature (Tg) of the electrolytes were obtained from the NMR line narrowing. The spin-lattice relaxation rate of the \'ANTPOT. 1 H\' spin-network as a function of temperature showed a well-defined maximum whose position depends on the concentration of acid in the case of gelatin and on the glycerol content in the case of chitosan, reflecting the high mobility of the protons in the electrolytes. Continuous wave and pulsed EPR techniques were used to study the electrolytes doped with \'CU\'CL\'O IND.4\'. The values of the ionic conductivity of the electrolytes are of the order of \'10 POT.-5\' S/cm for the films of gelatin (with acetic or hydrochloric acids), chitosan and blends and from \'10 POT.-6\' to \'10 POT.-8\' for the electrolytes of gelatin with nanoparticles. These studies revealed that the concentration of acetic or hydrochloric acids (in gelatin), influences the ionic conductivity of the electrolytes but, in the case of blends, this influence is small. In the case of the films based on gelatin with nanoparticles, the ionic conductivity decreases significantly. In relation to the electrolyte based on chitosan, the ionic conductivity is influenced by the amount of glycerol added. It was found that increasing the temperature to 80°C promotes the increase of ionic conductivity for all films studied.

Les mousses rigides constituent une classe très importante de matériaux de par leur large champ d’applications et de leur poids économique considérable. Le développement de mousses à base de tannins a permis d’obtenir des matériaux issus à 90% de produits naturels. Dans ce travail, un type de tannins très réactif dit « procyanidine », a été employé. Les formulations et la technologie de fabrication de mousses rigides ont été développées à partir de tannins extraits d’écorce de pin et d’épicéa. Dans un premier temps, la composition et la réactivité des tannins ont été étudiées. Ensuite, l’étude du processus de moussage des résines à base de ces tannins a permis l’élaboration d’une large gamme de mousses rigides tannin-furanique. Leur excellente résistance au feu, leur résistance mécanique et leur haute performance thermique en font des matériaux d’isolation de haute qualité. Ces mousses peuvent également être employées comme absorbeurs acoustiques. De plus, de nouveaux solides cellulaires à base de tannins et de protéine ont également été développés, proposant ainsi un nouveau type de matériaux issu de produits naturels / Rigid foams contitute a very important class of materials considering their wide application range and their considerable economic impact. The development of tannin-based foams provided materials made from 90% natural products.In this work, a type of tannins highly reactive, namely « procyanidin », was used. First, tannins composition and reactivity were studied. Then, the foaming process investigation of tannin-based resins leads to a wide pannel of tannin-furanic rigid foams. Their excellent fire resistance, mechanical resistance and high thermal performance make them high quality insulation materials. These foams are also suitable for other applications such acoustic absorption. Thus, new cellular solids from tannin and protein were also developped, offering a new type of materials derived from natural products