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Impacto da razão entre alcóxissilanos contendo grupo amina e grupo nitrila nas propriedades físico-químicas das partículas submicrométricas de ormosil obtidas via Processo Sol-Gel com poli-heterocondensação / Aminosilane-to-nitrilesilane molar ratio influence on the physico-chemical properties of sub-micrometric particles of ormosils bearing nitrogenated groups by poli-heterocondesation and sol-gel processing

Salvador, Marília Vilela 27 January 2017 (has links)
Partículas submicrométricas esféricas de sílica são tradicionalmente obtidas via processo sol-gel, em meio básico, levando a materiais com morfologia e área superficial bem definida. Contudo, poucos são os trabalhos reportados na literatura, que demonstram se esta mesma rota pode ser usada para se obter partículas organicamente modificadas em uma única etapa com o mesmo controle de morfologia e área superficial via reações de poli-heterocondensação de organo-alcoxisilanos contendo diferentes funcionalidades. Tais materiais são comumente chamados de materiais híbridos de classe II do tipo Silicatos Organicamente Modificados (Ormosils). Funcionalidade orgânicas do tipo nitrogenadas foram escolhidas para verificar a viabilidade desta rota sintética devido ao grande potencial destas como suportes catalíticos, adsorção de CO2, fases cromatográficas estacionárias polares e para cromatografia de afinidade, suportes para partículas fotocrômicas, e uso em eletrodos quimicamente modificados. Tendo em vista que ormosils nitrogenados com grupos amino podem ser obtidos via utilização de aminopropiltrietoxisilano e para o espaçamento destes grupos uma escolha comum á a utilização de silanos contendo grupos nitrila, foram estudadas diversas formulações com diferente razão molar de 3-aminopropiltrietoxissilano (APTS) e 4-(trietóxisilil)butironitrila (BUTS). Os resultados mostraram que a premissa inicial de que o método de poli-heterocondensação em meio básico não pode ser utilizado indiscriminadamente para a obtenção de partículas submicrométricas esféricas é parcialmente correto, de fato apenas uma estreita faixa de concentração permite obter esta morfologia e desde que não esteja presente o BUTS. Este silano parece influenciar decisivamente na morfologia e na área superficial dos ormosils obtidos. Assim, a rota de poli-heterocondensação ou one-pot foi efetiva para obter partículas modificadas com grupos amino, mas não pode ser usada para obter estas mesmas partículas modificadas com qualquer proporção de grupos nitrila. Todos os materiais híbridos sintetizados demonstraram capacidade de adsorção de hexaaquocobre(II) a partir de soluções aquosas podendo ser utilizados para aplicações que envolvem a sorção destes metais, por exemplo em hidrometalurgia ou remediação ambiental. Os estudos de RPE dos ormosils com Cu(II) mostraram que estes íons se adsorveram nos grupos amina, ou seja, estes estão acessíveis para reação com adsorbatos.Desta forma estes ormosils podem em trabalhos futuros ser explorados para imobilização de enzimas via ligação peptídica, adsorção de CO2 ou agente de reforço mecânico em compósitos com biopolímeros como quitosana, quitina, pectina, ácido algínico para uso em cosmetologia ou liberação controlada de nutrientes. / Silica Spherical sub-micrometric particles are often obtained by sol-gel processing in basic media. Nevertheless, a few works in the literature deals with the synthesis of particles bearing different functionalities by poly-heterocondensation of silanes with different organic moieties. These materials are commonly called class II hybrid materials belonging to the Organically Modified Silicate (ormosil) type. Nitrogenated Ormosil particles were chosen to be prepared since they can be used as support for heterogeneous catalysis, CO2 adsoprtion, polar chromatographic stationary phases, support for photochromic dyes, and support for modified electrodes. Considering the use of aminopropyltriethoxysilane to obtain amino-modified silicas and the use nitrile bearing silanesas spacers on these materials, we have chosen 3-aminopropyltriethoxisilane (APTS) and 4-(triethoxysilil)buthyronitrile (BUTS) as nitrogenated silanes. Different molar ratio of these silanesto tetraethylorthosilicate (TEOS) were testedto study its impact on the morphology and physico-chemical properties of these materials. Only a narrow range of APTS/TEOS molar ratio resulted on spherical submicrometric particles, and no formulation with BUTS leads to spherical morphology. All formulations resulted on efficient hexaaquacopper(II) ions from aqueous solutions, therefore can be used for hydrometallurgy, environmental remediation. The Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy showed chemisorption of the copper ions in the amino groups, thus proving the amino groups are accessible. Therefore, they are also accessible for CO2 adsoprtion, enzyme immobilization, or reinforcement agent in composites with biopolymers such as chitosan, chitin, pectin and alginic acid for cosmetology, or controlled nutrient release.
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Estudo comparativo de catalisadores ácidos para a produção de biodiesel / Comparative study of acid catalysts for biodiesel production

Tremiliosi, Guilherme Carvalho 15 October 2009 (has links)
Para que o processo de produção de biodiesel se torne auto-sustentado, ou seja, socialmente, ecologicamente e economicamente viáveis, alguns aspectos químicos ainda precisam ser estudados e aprimorados. Dentre estes, dois são relevantes: alta eficiência no rendimento da reação e o uso de catalisadores de maneira ecologicamente responsável. Para atendê-los é necessário o uso de catalisadores eficientes, robustos, e facilmente manipuláveis com baixo impacto ao meio ambiente. Para atingir tais objetivos, foi estudado o uso de diferentes catalisadores heterogêneos e métodos analíticos para a determinação do rendimento e caracterização dos produtos formados pela reação de esterificação do ácido oléico, principal componente do óleo de soja, utilizando-se o Etanol e um catalisador heterogêneo à base de sílica, o ormosil. A reação de transesterificação do óleo de soja também foi estudada utilizando-se o Etanol e catalisadores ácidos homogêneos e heterogêneos. / For the biodiesel production process to become self-sustaining, namely, sociably, environmentally and economically viable some chemical aspects have to be studied and improved. Among all of its aspects, two of them are relevant: high efficiency on the reaction yield and the use of catalysts in an environmentally responsible way. To attend to these, the use of, robust and easily manipulated with low environmental impact efficient catalysts is necessary. In order to attain to these objectives, the use of different heterogeneous catalysts and analytical methods for the determination of the yield and characterization of the products formed by the esterification reaction of oleic acid, the main component of soy bean oil, using ethanol and a silica based heterogeneous catalyst, the ormosil, was be studied. The transesterification reaction of the soy oil was also studied, making use of ethanol and homogeneous and heterogeneous acid catalysts.
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Impacto da razão entre alcóxissilanos contendo grupo amina e grupo nitrila nas propriedades físico-químicas das partículas submicrométricas de ormosil obtidas via Processo Sol-Gel com poli-heterocondensação / Aminosilane-to-nitrilesilane molar ratio influence on the physico-chemical properties of sub-micrometric particles of ormosils bearing nitrogenated groups by poli-heterocondesation and sol-gel processing

Marília Vilela Salvador 27 January 2017 (has links)
Partículas submicrométricas esféricas de sílica são tradicionalmente obtidas via processo sol-gel, em meio básico, levando a materiais com morfologia e área superficial bem definida. Contudo, poucos são os trabalhos reportados na literatura, que demonstram se esta mesma rota pode ser usada para se obter partículas organicamente modificadas em uma única etapa com o mesmo controle de morfologia e área superficial via reações de poli-heterocondensação de organo-alcoxisilanos contendo diferentes funcionalidades. Tais materiais são comumente chamados de materiais híbridos de classe II do tipo Silicatos Organicamente Modificados (Ormosils). Funcionalidade orgânicas do tipo nitrogenadas foram escolhidas para verificar a viabilidade desta rota sintética devido ao grande potencial destas como suportes catalíticos, adsorção de CO2, fases cromatográficas estacionárias polares e para cromatografia de afinidade, suportes para partículas fotocrômicas, e uso em eletrodos quimicamente modificados. Tendo em vista que ormosils nitrogenados com grupos amino podem ser obtidos via utilização de aminopropiltrietoxisilano e para o espaçamento destes grupos uma escolha comum á a utilização de silanos contendo grupos nitrila, foram estudadas diversas formulações com diferente razão molar de 3-aminopropiltrietoxissilano (APTS) e 4-(trietóxisilil)butironitrila (BUTS). Os resultados mostraram que a premissa inicial de que o método de poli-heterocondensação em meio básico não pode ser utilizado indiscriminadamente para a obtenção de partículas submicrométricas esféricas é parcialmente correto, de fato apenas uma estreita faixa de concentração permite obter esta morfologia e desde que não esteja presente o BUTS. Este silano parece influenciar decisivamente na morfologia e na área superficial dos ormosils obtidos. Assim, a rota de poli-heterocondensação ou one-pot foi efetiva para obter partículas modificadas com grupos amino, mas não pode ser usada para obter estas mesmas partículas modificadas com qualquer proporção de grupos nitrila. Todos os materiais híbridos sintetizados demonstraram capacidade de adsorção de hexaaquocobre(II) a partir de soluções aquosas podendo ser utilizados para aplicações que envolvem a sorção destes metais, por exemplo em hidrometalurgia ou remediação ambiental. Os estudos de RPE dos ormosils com Cu(II) mostraram que estes íons se adsorveram nos grupos amina, ou seja, estes estão acessíveis para reação com adsorbatos.Desta forma estes ormosils podem em trabalhos futuros ser explorados para imobilização de enzimas via ligação peptídica, adsorção de CO2 ou agente de reforço mecânico em compósitos com biopolímeros como quitosana, quitina, pectina, ácido algínico para uso em cosmetologia ou liberação controlada de nutrientes. / Silica Spherical sub-micrometric particles are often obtained by sol-gel processing in basic media. Nevertheless, a few works in the literature deals with the synthesis of particles bearing different functionalities by poly-heterocondensation of silanes with different organic moieties. These materials are commonly called class II hybrid materials belonging to the Organically Modified Silicate (ormosil) type. Nitrogenated Ormosil particles were chosen to be prepared since they can be used as support for heterogeneous catalysis, CO2 adsoprtion, polar chromatographic stationary phases, support for photochromic dyes, and support for modified electrodes. Considering the use of aminopropyltriethoxysilane to obtain amino-modified silicas and the use nitrile bearing silanesas spacers on these materials, we have chosen 3-aminopropyltriethoxisilane (APTS) and 4-(triethoxysilil)buthyronitrile (BUTS) as nitrogenated silanes. Different molar ratio of these silanesto tetraethylorthosilicate (TEOS) were testedto study its impact on the morphology and physico-chemical properties of these materials. Only a narrow range of APTS/TEOS molar ratio resulted on spherical submicrometric particles, and no formulation with BUTS leads to spherical morphology. All formulations resulted on efficient hexaaquacopper(II) ions from aqueous solutions, therefore can be used for hydrometallurgy, environmental remediation. The Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy showed chemisorption of the copper ions in the amino groups, thus proving the amino groups are accessible. Therefore, they are also accessible for CO2 adsoprtion, enzyme immobilization, or reinforcement agent in composites with biopolymers such as chitosan, chitin, pectin and alginic acid for cosmetology, or controlled nutrient release.
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Estudo comparativo de catalisadores ácidos para a produção de biodiesel / Comparative study of acid catalysts for biodiesel production

Guilherme Carvalho Tremiliosi 15 October 2009 (has links)
Para que o processo de produção de biodiesel se torne auto-sustentado, ou seja, socialmente, ecologicamente e economicamente viáveis, alguns aspectos químicos ainda precisam ser estudados e aprimorados. Dentre estes, dois são relevantes: alta eficiência no rendimento da reação e o uso de catalisadores de maneira ecologicamente responsável. Para atendê-los é necessário o uso de catalisadores eficientes, robustos, e facilmente manipuláveis com baixo impacto ao meio ambiente. Para atingir tais objetivos, foi estudado o uso de diferentes catalisadores heterogêneos e métodos analíticos para a determinação do rendimento e caracterização dos produtos formados pela reação de esterificação do ácido oléico, principal componente do óleo de soja, utilizando-se o Etanol e um catalisador heterogêneo à base de sílica, o ormosil. A reação de transesterificação do óleo de soja também foi estudada utilizando-se o Etanol e catalisadores ácidos homogêneos e heterogêneos. / For the biodiesel production process to become self-sustaining, namely, sociably, environmentally and economically viable some chemical aspects have to be studied and improved. Among all of its aspects, two of them are relevant: high efficiency on the reaction yield and the use of catalysts in an environmentally responsible way. To attend to these, the use of, robust and easily manipulated with low environmental impact efficient catalysts is necessary. In order to attain to these objectives, the use of different heterogeneous catalysts and analytical methods for the determination of the yield and characterization of the products formed by the esterification reaction of oleic acid, the main component of soy bean oil, using ethanol and a silica based heterogeneous catalyst, the ormosil, was be studied. The transesterification reaction of the soy oil was also studied, making use of ethanol and homogeneous and heterogeneous acid catalysts.
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Materiais sorventes impressos molecularmente preparados por processos sol-gel / Molecularly imprinted sorbents prepared by sol-gel process

Silva, Raquel Gomes da Costa 14 August 2018 (has links)
Orientador: Fabio Augusto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T13:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RaquelGomesdaCosta_D.pdf: 2096184 bytes, checksum: a4a32e68eebe713c6f80bc5415484d51 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de materiais sorventes com impressão molecular, para utilização na Extração em Fase Sólida (SPE) a partir da tecnologia sol-gel. No capítulo 1 foi preparado um material com impressão molecular seletivo para metilxantinas, utilizando-se o processo sol-gel. Posteriormente, esse material foi aplicado na extração de cafeína em águas e urina humana, seguido de análise cromatográfica. No capítulo 2, foi sintetizado um ormosil (sílica organicamente modificada) seletivo para fenobarbital. Nessa etapa, como molécula molde foi utilizado um análogo estrutural (ácido barbitúrico) ao analito alvo. O material foi aplicado na determinação de fenobarbital em plasma humano, demonstrando ser seletivo para esse composto. No capítulo 3 foi relatado o preparo de um ormosil impresso molecularmente seletivo para compostos triazínicos. Esse material foi aplicado com sucesso na determinação de simazina, propazina e atrazina em amostras de caldo de cana. Paralelamente, o material preparado em laboratório foi comparado ao material comercial seletivo para triazinas. Ambos materiais demonstraram ser seletivo para esses compostos. Os materiais preparados a partir do processo sol-gel apresentaram potencialidade na determinação de diferentes analitos alvo. / Abstract: This work presents the development of sorbent materials with molecular imprinting for use in Solid Phase Extraction (SPE) through sol-gel technology. In chapter 1, a molecularly imprinted material selective for methylxanthines was prepared, using the sol-gel process. Subsequently, this material was used in the extraction of caffeine from water and human urine, followed by chromatographic analysis. In Chapter 2, an ormosil (organically modified silica) selective for phenobarbital was synthesized. For this, a analogue structural was used as template (barbituric acid) for the target analyte. The material was applied to the determination of phenobarbital in human plasma, proving to be selective for this compound. In Chapter 3 the preparation of a imprinted ormosil selective for triazine is reported. This material has been successfully applied for the determination of simazine, atrazine and propazine in samples of sugar cane juice. In addition, the material prepared in the laboratory was compared to commercial material selective for triazines. Both materials were shown to be selective for these compounds. The materials prepared by the sol-gel process showed potential for the determination of different target analytes. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências
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Filmes de ormosils contendo polioxometalatos dopados com nanopartículas de titânia: adsorção de lipídeos e formação de biofilmes de Escherichia coli / Ormosils films containing polixomethalates doped with titania nanoparticles: lipids adsorption and biofilm formation of Escherichia coli

Souza, Luciana Valgas de 16 June 2014 (has links)
Neste trabalho foram preparados materiais híbridos do tipo silicatos organicamente modificados (ormosils) contendo fosfotungstato, [PW12O40]-3 e dopados com nanopartículas de TiO2. O objetivo é obter uma ação sinérgica destes dois fotocatalisadores na prevenção de formação de biofilmes e/ou sua fotodegradação. O fotocatalisador principal no sistema é o fosfotungstato, sendo o co-adjuvante o TiO2. Sendo assim, procurou-se manter a concentração deste no menor nível possível. Os materiais foram caracterizados por espectroscopias vibracionais, espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), Fluorescência de Raios X, Microscopia de força atômica e Microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os filmes não mostraram eficácia na fotodegradação de biomoléculas como fosfolipídios encontrados na membrana celular. Os ensaios de inibição de crescimento de biofilmes de Escherichia coli sobre os ormosils mostraram que a maior inibição de bactérias é do filme contendo maior teor de nanopartículas de titânia portanto, são bons candidatos para filmes e revestimentos bactericidas/bacteriostáticos a serem usados em máscaras respiratórias, revestimentos de superfícies em salas de cirurgia e em filtros de ar em sistemas fechados (sistemas de ar condicionado e ventilação em geral). / This thesis deals with hybrid materials named organically modified silicates (Ormosils) with phosphotungstate, [PW12O40]-3 , and doped with TiO2 nanoparticles. The aim was to achieve a synergic action between both photocatalysts resulting on a more efficient coating for inhibition of the biofilm growing and/or its photodegradation. The photocatalyst in main system is the phosphotungstate, being the co-adjuvant the TiO2. Therefore, we tried to maintain the concentration of this at the lowest level possible The materials were characterized by vibrational spectroscopies, X-Ray Photoelectron Spectroscopy, X- ray Fluorescence Spectroscopy, Atomic Force Microscopy and Scanning Electron Microscopy. The films were unable to photodegradate biomolecules films such as phospholipids as well as they display interesting inhibition capacity against formation of biofilm of E.Coli bacteria. The tests of inhibition of growth of Escherichia coli biofilms on the ormosils showed that a greater inhibition of bacterias exists in the film containing higher content of nanoparticles of titania. Therefore, they are good candidates for bactericidal films and coatings to be used in respirators, surface coatings in surgery rooms and air filters in closed systems (systems of air conditioning and ventilation in general).
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Photodegradation of Organic Photochromic Dyes Incorporated in Ormosil Matrices

Koppetsch, Karsten J. 09 May 2000 (has links)
Ormosils (Organically Modified Silicates) have been used in the past as hosts for various organic molecules. In this work, seven different photochromic dyes most of which belong to the spirooxazine / merocyanine family were doped into thin films that were prepared using several increasingly inorganic Ormosil formulations. These dyes were either physically incorporated into the pores of the film or covalently bound to the matrix via a siloxane substituent. The dyes, which undergo a reversible color change upon irradiation, are relatively stable, although they will ultimately degrade after prolonged exposure to ultraviolet irradiation. This work focuses on identifying the variables that influence the rate of dye degradation, including rigidity of the Ormosil matrix, wavelength of irradiation, and the presence of oxygen. The silylated dyes, which are generally regarded as having reduced mobility within the pores of the Ormosil, degraded more slowly, suggesting a link between stability and rotational and translational freedom. Irradiation wavelength also affected dye stability in that limiting exposure to wavelengths in the near UV (and eliminating visible light) causes the least degradation. This is attributed to the photostability of the photomerocyanine isomer. Finally, the presence of oxygen was shown to cause dramatic enhancement in degradation. The mechanisms of each of these effects are discussed.
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Filmes de ormosils contendo polioxometalatos dopados com nanopartículas de titânia: adsorção de lipídeos e formação de biofilmes de Escherichia coli / Ormosils films containing polixomethalates doped with titania nanoparticles: lipids adsorption and biofilm formation of Escherichia coli

Luciana Valgas de Souza 16 June 2014 (has links)
Neste trabalho foram preparados materiais híbridos do tipo silicatos organicamente modificados (ormosils) contendo fosfotungstato, [PW12O40]-3 e dopados com nanopartículas de TiO2. O objetivo é obter uma ação sinérgica destes dois fotocatalisadores na prevenção de formação de biofilmes e/ou sua fotodegradação. O fotocatalisador principal no sistema é o fosfotungstato, sendo o co-adjuvante o TiO2. Sendo assim, procurou-se manter a concentração deste no menor nível possível. Os materiais foram caracterizados por espectroscopias vibracionais, espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), Fluorescência de Raios X, Microscopia de força atômica e Microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os filmes não mostraram eficácia na fotodegradação de biomoléculas como fosfolipídios encontrados na membrana celular. Os ensaios de inibição de crescimento de biofilmes de Escherichia coli sobre os ormosils mostraram que a maior inibição de bactérias é do filme contendo maior teor de nanopartículas de titânia portanto, são bons candidatos para filmes e revestimentos bactericidas/bacteriostáticos a serem usados em máscaras respiratórias, revestimentos de superfícies em salas de cirurgia e em filtros de ar em sistemas fechados (sistemas de ar condicionado e ventilação em geral). / This thesis deals with hybrid materials named organically modified silicates (Ormosils) with phosphotungstate, [PW12O40]-3 , and doped with TiO2 nanoparticles. The aim was to achieve a synergic action between both photocatalysts resulting on a more efficient coating for inhibition of the biofilm growing and/or its photodegradation. The photocatalyst in main system is the phosphotungstate, being the co-adjuvant the TiO2. Therefore, we tried to maintain the concentration of this at the lowest level possible The materials were characterized by vibrational spectroscopies, X-Ray Photoelectron Spectroscopy, X- ray Fluorescence Spectroscopy, Atomic Force Microscopy and Scanning Electron Microscopy. The films were unable to photodegradate biomolecules films such as phospholipids as well as they display interesting inhibition capacity against formation of biofilm of E.Coli bacteria. The tests of inhibition of growth of Escherichia coli biofilms on the ormosils showed that a greater inhibition of bacterias exists in the film containing higher content of nanoparticles of titania. Therefore, they are good candidates for bactericidal films and coatings to be used in respirators, surface coatings in surgery rooms and air filters in closed systems (systems of air conditioning and ventilation in general).
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Desenvolvimento de materiais híbridos baseados em poliimida / Development of hybrid materials based on polyimide

Ferreira, Fábio Augusto de Souza 10 July 2014 (has links)
Nesse trabalho são discutidos os resultados a respeito de materiais híbridos baseados na poliimida, PI, obtida por reações de policondensação entre a diamina 4,4\'-Oxidianilina (ODA) e o dianidrido 4,4\'-Oxidiftálico (ODPA), seguida de imidização térmica. O estudo foca na influência do tempo de tratamento (1, 15 e 60 min) e na temperatura de decomposição térmica (500°C) sobre as propriedades da PI. Os experimentos foram realizados sob fluxo de Argônio e os materiais obtidos apresentam características intermediárias entre PI e materiais carbonáceos. Dados de Nanoindentação (NI) revelaram aumento de até 50% de dureza para os filmes tratados por 60 min. ODPA e ODA serviu ainda de base para a preparação do revestimento híbrido contendo ORMOSIL gerado in situ por catálise ácida via processo sol-gel a partir do (3-aminopropil)trietóxissilano (APTES) e Tetraetil Ortossilicato (TEOS). O revestimento obtido é homogêneo e tem boa interação com o substrato (aço inoxidável 316L). A polarização potenciodinâmica revelou uma proteção elevada tanto em solução de NaCl 3,5% em massa quanto em H2SO4 0,5 mol L-1, em relação ao aço sem revestimento, com densidade de corrente da ordem de 10-9 A cm-2, na faixa de -700 a 500 mV vs Ag/AgCl. Por fim, filmes híbridos baseados em ODPA, ODA, APTES e TEOS, adicionados de Ácido Fosfotungstico (HPW) foram preparados e avaliados por Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier e Ressonância Magnética Nuclear de Silício e Fósforo (29Si e 31P MAS NMR) que confirmaram a formação da PI e da rede ORMOSIL, bem como revelam que a estrutura do HPW permaneceu intacta após o processo de síntese. Mapeamentos realizados por Micro-fluorescência de Raios X assistida por Luz Síncrotron (μ-XRF) mostram uma boa dispersão da fase inorgânica (ORMOSIL e HPW) na orgânica (POO), e todos os materiais são termicamente estáveis até aproximadamente 500°C, de acordo com as curvas obtidas por Termogravimetria (TGA). Outras técnicas de caracterização também foram usadas para uma investigação mais detalhada dos materiais. / In this thesis are presented the results and considerations related to several hybrid materials derived from the polyimide, PI, obtained by polycondensation reactions between 4,4\'-Oxydianiline (ODA) and 4,4\'-Oxydiphthalic (ODA), followed by thermal imidization. The study focuses on the effect of thermal treatment time (1, 15 and 60 min) and the temperature of beginning of thermal decomposition (773 K) on the properties of PI. The experiments were performed under Argon flow, and the materials presented intermingled properties of PI and carbonaceous materials. The hardness, evaluated by Nanoindentation (NI), reached an increase of 50% for POO films treated for 60 min. POO was also used for the preparation of the hybrid coating containing ORMOSIL obtained in situ by acid catalysis via sol-gel process from (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and Tetraethyl Orthosilicate (TEOS). The coating is homogeneous and present a good interaction with the substrate (316L stainless steel). Data of potendynamic polarization revealed a high protection both under NaCl 3.5 wt% and H2SO4 0.5 mol L-1 solutions related to the neat substrate, with current density of order 10-9 A cm-2, in range potential of -700 to 500 mV vs Ag/AgCl. Finally, hybrid films were prepared based on ODPA, ODA, APTES and TEOS, in addition to Phosphotungstic Acid (HPW). The characteristics of all materials were evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Middle and Near Infrared region (FTMIR and FTNIR), and Magic Angle Spinning-Nuclear Magnetic Resonance of Silicon 29 and Phosphorus 31 (29Si and 31P MAS NMR) which confirmed the ORMOSIL network formation, as well as revealed that the HPW structure remained intact after the synthesis process. Mapping performed by Assisted Synchrotron Light X-ray Micro Fluorescence (μ-XRF) the good dispersion of the inorganic phase (ORMOSIL and HPW) in the organic phase (POO). All materials are thermally stable up to 773 K, according to Thermogravimetric Analysis (TGA). Other techniques of characterization were also used to further investigation of the materials.
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Desenvolvimento de materiais híbridos baseados em poliimida / Development of hybrid materials based on polyimide

Fábio Augusto de Souza Ferreira 10 July 2014 (has links)
Nesse trabalho são discutidos os resultados a respeito de materiais híbridos baseados na poliimida, PI, obtida por reações de policondensação entre a diamina 4,4\'-Oxidianilina (ODA) e o dianidrido 4,4\'-Oxidiftálico (ODPA), seguida de imidização térmica. O estudo foca na influência do tempo de tratamento (1, 15 e 60 min) e na temperatura de decomposição térmica (500°C) sobre as propriedades da PI. Os experimentos foram realizados sob fluxo de Argônio e os materiais obtidos apresentam características intermediárias entre PI e materiais carbonáceos. Dados de Nanoindentação (NI) revelaram aumento de até 50% de dureza para os filmes tratados por 60 min. ODPA e ODA serviu ainda de base para a preparação do revestimento híbrido contendo ORMOSIL gerado in situ por catálise ácida via processo sol-gel a partir do (3-aminopropil)trietóxissilano (APTES) e Tetraetil Ortossilicato (TEOS). O revestimento obtido é homogêneo e tem boa interação com o substrato (aço inoxidável 316L). A polarização potenciodinâmica revelou uma proteção elevada tanto em solução de NaCl 3,5% em massa quanto em H2SO4 0,5 mol L-1, em relação ao aço sem revestimento, com densidade de corrente da ordem de 10-9 A cm-2, na faixa de -700 a 500 mV vs Ag/AgCl. Por fim, filmes híbridos baseados em ODPA, ODA, APTES e TEOS, adicionados de Ácido Fosfotungstico (HPW) foram preparados e avaliados por Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier e Ressonância Magnética Nuclear de Silício e Fósforo (29Si e 31P MAS NMR) que confirmaram a formação da PI e da rede ORMOSIL, bem como revelam que a estrutura do HPW permaneceu intacta após o processo de síntese. Mapeamentos realizados por Micro-fluorescência de Raios X assistida por Luz Síncrotron (μ-XRF) mostram uma boa dispersão da fase inorgânica (ORMOSIL e HPW) na orgânica (POO), e todos os materiais são termicamente estáveis até aproximadamente 500°C, de acordo com as curvas obtidas por Termogravimetria (TGA). Outras técnicas de caracterização também foram usadas para uma investigação mais detalhada dos materiais. / In this thesis are presented the results and considerations related to several hybrid materials derived from the polyimide, PI, obtained by polycondensation reactions between 4,4\'-Oxydianiline (ODA) and 4,4\'-Oxydiphthalic (ODA), followed by thermal imidization. The study focuses on the effect of thermal treatment time (1, 15 and 60 min) and the temperature of beginning of thermal decomposition (773 K) on the properties of PI. The experiments were performed under Argon flow, and the materials presented intermingled properties of PI and carbonaceous materials. The hardness, evaluated by Nanoindentation (NI), reached an increase of 50% for POO films treated for 60 min. POO was also used for the preparation of the hybrid coating containing ORMOSIL obtained in situ by acid catalysis via sol-gel process from (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and Tetraethyl Orthosilicate (TEOS). The coating is homogeneous and present a good interaction with the substrate (316L stainless steel). Data of potendynamic polarization revealed a high protection both under NaCl 3.5 wt% and H2SO4 0.5 mol L-1 solutions related to the neat substrate, with current density of order 10-9 A cm-2, in range potential of -700 to 500 mV vs Ag/AgCl. Finally, hybrid films were prepared based on ODPA, ODA, APTES and TEOS, in addition to Phosphotungstic Acid (HPW). The characteristics of all materials were evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Middle and Near Infrared region (FTMIR and FTNIR), and Magic Angle Spinning-Nuclear Magnetic Resonance of Silicon 29 and Phosphorus 31 (29Si and 31P MAS NMR) which confirmed the ORMOSIL network formation, as well as revealed that the HPW structure remained intact after the synthesis process. Mapping performed by Assisted Synchrotron Light X-ray Micro Fluorescence (μ-XRF) the good dispersion of the inorganic phase (ORMOSIL and HPW) in the organic phase (POO). All materials are thermally stable up to 773 K, according to Thermogravimetric Analysis (TGA). Other techniques of characterization were also used to further investigation of the materials.

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