In this thesis, the author proposed and developed nanostructured materials based Surface Acoustic Wave (SAW) and conductometric transducers for gas sensing applications. The device fabrication, nanostructured materials synthesis and characterization, as well as their gas sensing performance have been undertaken. The investigated structures are based on two structures: lithium niobate (LiNbO3) and lithium tantalate (LiTaO3). These two substrates were chosen for their high electromechanical coupling coefficient. The conductometric structure is based on langasite (LGS) substrate. LGS was selected because it does not exhibit any phase transition up to its melting point (1470°C). Four types of nanostructured materials were investigated as gas sensing layers, they are: polyaniline, polyvinylpyrrolidone (PVP), graphene and antimony oxide (Sb2O3). The developed nanostructured materials based sensors have high surface to volume ratio, resulting in high sensitivity towards di¤erent gas species. Several synthesis methods were conducted to deposit nanostructured materials on the whole area of SAW based and conductometric transducers. Electropolymerization method was used to synthesize and deposit polyaniline nanofibers on 36° YX LiTaO3 and 64° YX LiNbO3 SAW substrates. By varying several parameters during electropolymerization, the effect on gas sensing properties were investigated. The author also extended her research to successfully develop polyaniline/inorganic nanocomposites based SAW structures for room temperature gas sensing applications. Via electrospinning method, PVP fibres and its composites were successfully deposited on 36° YX LiTaO3 SAW transducers. Again in this method, the author varied several parameters of electrospinning such as distance and concentration, and investigated the effect on gas sensing performance. Graphene-like nano-sheets were synthesized on 36° YX LiTaO3 SAW devices. This material was synthesized by spin-coating graphite oxide (GO) on the substrate and then exposin g the GO to hydrazine to reduce it to graphene. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman characterizations showed that the reduced GO was not an ideal graphene. This information was required to understand the properties of the deposited graphene and link its properties to the gas sensing properties. Thermal evaporation method was used to grow Sb2O3 nanostructures on LGS conductometric transducers. Using this method, different nanoscale structures such as nanorods and lobe-like shapes were found on the gold interdigitated transducers (IDTs) and LGS substrate. The gas sensing performance of the deposited nanostructured Sb2O3 based LGS conductometric sensors was investigated at elevated temperatures. The gas sensing performance of the investigated nanostructured materials/SAW and conductometric structures provide a way for further investigation to future commerciallization of these types of sensors.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-14Bitstream added on 2014-06-13T19:50:15Z : No. of bitstreams: 1 silva_gs_me_bauru.pdf: 675573 bytes, checksum: 50fa95588cf3abdf7e9af02e4024a2e2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho visa à obtenção e caracterização de tecidos e compósitos condutores de eletricidade obtidos a partir de borracha natural e tecidos de algodão tratados com polianilina (PANI). Os tecidos condutores de eletricidade foram obtidos introduzindo-se amostras do tecido de algodão no meio reacional da síntese química convencional da PANI. Este tecido, tratado com PANI, também foi recoberto com borracha natural e submetido à prensagem a quente, formando o compósito polimérico denominado BN/TC. Esse recobrimento protege o tecido condutor de agentes externos que podem danificá-lo (por exemplo, a exposição em meios básicos) provocando uma diminuição na condutividade elétrica. Para a caracterização dos materiais e amostras foram utilizadas as técnicas de análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaio mecânico (tensão x deformação) e medidas elétricas. Os tecidos de algodão tratados com PANI apresentaram boa condutividade elétrica... / This work aims to prepare and characterize electrically conductive cotton and composites obtained from natural rubber and cotton fabric treated with polyaniline (PANI). The conductive composite was produced introducing cotton fabric samples in the solution of the conventional PANI chamical synthesis. The fabric treated with PANI (CF), was also covered with natural rubber and submitted to a pressure under heating during a short time, forming a composite denominated as NR/CF. Rubber coating protects the conductive fabric from external agents such as an alkaline media impeding the electric conductivity of the fabric to decrease. The characterization of the samples was made using the following techniques: thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), dynamic-mechanical analysis (DMA), mechanic test (stress x strain) and electric conduction measurements. The treated cotton fabric show a uniform deposition of the PANI and presents a good electric conductivity... (Complete abstract click electronic access below)

Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: José Alberto Giacometti / Banca: José Antonio Malmonge / Banca: Marystela Ferreira / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Este trabalho visa à obtenção e caracterização de tecidos e compósitos condutores de eletricidade obtidos a partir de borracha natural e tecidos de algodão tratados com polianilina (PANI). Os tecidos condutores de eletricidade foram obtidos introduzindo-se amostras do tecido de algodão no meio reacional da síntese química convencional da PANI. Este tecido, tratado com PANI, também foi recoberto com borracha natural e submetido à prensagem a quente, formando o compósito polimérico denominado BN/TC. Esse recobrimento protege o tecido condutor de agentes externos que podem danificá-lo (por exemplo, a exposição em meios básicos) provocando uma diminuição na condutividade elétrica. Para a caracterização dos materiais e amostras foram utilizadas as técnicas de análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise dinâmico-mecânica (DMA), ensaio mecânico (tensão x deformação) e medidas elétricas. Os tecidos de algodão tratados com PANI apresentaram boa condutividade elétrica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aims to prepare and characterize electrically conductive cotton and composites obtained from natural rubber and cotton fabric treated with polyaniline (PANI). The conductive composite was produced introducing cotton fabric samples in the solution of the conventional PANI chamical synthesis. The fabric treated with PANI (CF), was also covered with natural rubber and submitted to a pressure under heating during a short time, forming a composite denominated as NR/CF. Rubber coating protects the conductive fabric from external agents such as an alkaline media impeding the electric conductivity of the fabric to decrease. The characterization of the samples was made using the following techniques: thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, scanning electronic microscopy (SEM), dynamic-mechanical analysis (DMA), mechanic test (stress x strain) and electric conduction measurements. The treated cotton fabric show a uniform deposition of the PANI and presents a good electric conductivity... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

Atualmente, a preocupação com a redução da poluição industrial tem motivado os pesquisadores na busca de novas tecnologias para o tratamento de resíduos industriais. Tecnologias limpas, como a eletrodiálise, são capazes de tratar alguns destes resíduos, como por exemplo o efluente da indústria de galvanoplastia, minimizando os impactos que ocorreriam caso eles fossem descartados diretamente no meio ambiente. O componente principal desta técnica é a membrana na qual ocorre a etapa de retirada dos íons da solução. Atualmente estas membranas são importadas e caras, o que justifica o desenvolvimento de membranas eficientes e acessíveis. Neste sentido, no presente trabalho membranas de poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPS/HIPS), polianilina dopada com ácido canforsulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniCSA/SPS/HIPS), polianilina sulfonada/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPAN/SPS/HIPS), e polianilina dopada com ácido p-tolueno sulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniTSA/SPS/HIPS) foram desenvolvidas usando o método de mistura química. As membranas foram caracterizadas utilizando as técnicas Análise termogravimétrica (TGA), Análise dinâmico Mecânica (DMA), e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Membranas foram submetidas a curvas corrente-potencial e ensaios de eletrodiálise em soluções de NaCl e KCl, a fim de determinar o transporte iônico através das mesmas. Os resultados foram comparados com uma membrana comercial Selemion CMT. A extração percentual média para íons de Na+ obtidos pelas membranas desenvolvidas foi superior a 20%. / Nowadays the concern with the reduction of industrial pollution has motivated researchers to found out new technologies for treatment of industrial waste. The clean technologies, as electrodialysis, are capable of treating some these residues, as for example the galvanoplasty’s waste, minimizing the impacts that would happen to them if they were discarded directly on the environment. The main component of this technique is the membrane on which occurs the ions removal stage of the solution. The membranes are imported and expensive what justifies the development of efficient and accessible membranes. In this sense, in the present work membranes of sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPS/HIPS), polyaniline doped with camphorsulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniCSA/SPS/HIPS), sulfonated polyaniline/ sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPAN/SPS/HIPS), and polyaniline doped with p-toluenesulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniTSA/SPS/HIPS) were developed using chemical mixture method. Membranes were characterized by Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and Scanning Electronic Microscopy (SEM). Membranes were submitted to current-voltage curves and electrodialysis experiments with NaCl and KCl solutions, in order to determine ionic transport through them. Results were compared with a commercial membrane, Selemion CMT. The average percent extraction for Na+ ions obtained by membranes developed were beyond 20%.

Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Submitted by GUILHERME DOGNANI null (gdognani@bol.com.br) on 2016-02-18T16:52:20Z No. of bitstreams: 1 Dognani, G_Dissertação.pdf: 3231196 bytes, checksum: c5c016c95556862b76a9859f8b519f60 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-19T17:27:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dognani_g_me_bauru.pdf: 3231196 bytes, checksum: c5c016c95556862b76a9859f8b519f60 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-19T17:27:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dognani_g_me_bauru.pdf: 3231196 bytes, checksum: c5c016c95556862b76a9859f8b519f60 (MD5) Previous issue date: 2016-01-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A técnica de eletrofiação tem sido utilizada na obtenção de fibras com diversos materiais poliméricos. Neste trabalho, foram desenvolvidos, de maneira inédita, materiais eletrofiados a partir de borracha natural e polianilina. Por esta técnica, foram obtidas mantas eletrofiadas com fibras de diâmetro menor que 1 µm. Para o desenvolvimento destas mantas eletrofiadas tornou-se necessário primeiramente realizar um amplo estudo sobre os parâmetros de processo, o qual constou em variar o fluxo de vazão da solução polimérica de 0,1, 0,25, 0,5 mL/h, a tensão aplicada ao processo de 10, 12,5, 15 kV e a rotação do coletor rotativo onde as fibras foram depositadas em 30, 40, 50 rpm. Após o estudo dos parâmetros de eletrofiação, foi selecionada uma série com os melhores parâmetros, que proporcionou a obtenção de mantas de borracha natural denominadas BN. Estas mantas foram posteriormente recobertas com polianilina pelo método de polimerização in situ, obtendo mantas de BN/PAni dopada e BN/PAni desdopada. Para fins de comparação foram também produzidas membranas densas pelo método casting, que foram caracterizadas quanto suas propriedades elétricas, onde mostrou bons resultados, se comportando como material ôhmico alcançando a condutividade na ordem de 10-6 S/m para BN/PAni dopada, enquadrado assim entre os materiais semicondutores. Além das propriedades elétricas foram também investigadas as propriedades térmicas, espectroscópicas e morfológicas dos materiais estudados. Os resultados deste trabalho mostraram que é possível eletrofiar a borracha natural formando fibras de diâmetro que alcançaram valores mínimos de até 0,92 μm. / The electrospinning technique has been used to obtain fibers with various polymer materials. In this work were developed in an unprecedented fibers electrospun from natural rubber and polyaniline. For this technique, fibers mats were obtained with fiber diameter of less than 1 micrometers. For the development of these electrospun mats became necessary to first perform an extensive study on the process parameters, which consisted in varying the flow of polymer solution at 0.1, 0.25, 0.5 ml/h, the voltage applied to the process 10, 12.5, 15 kV and rotation of the collector where the fibers were deposited on 30, 40, 50 rpm. After studying the electrospinning parameters, it selected a series with the best parameters, which provided obtaining natural rubber mats called NR. These mats were covered with polyaniline by in situ polymerization method, getting NR/PAni doped and NR/PAni undoped mats. For purposes of comparison were also produced membranes by casting method, which were characterized as its electrical properties, which showed good results, behaving as ohmic materials reaching the conductivity on the order of 10-6 S/m for NR/PAni doped, entering among the semiconductor materials. In addition to the electrical properties were also investigated the thermal, spectroscopic and morphological materials properties. These results showed that it is possible produced natural rubber fibers electrospun forming diameter fibers that have reached minimum values of up to 0.92 micrometers. / FAPESP: 2013/18692-6

Atualmente, a preocupação com a redução da poluição industrial tem motivado os pesquisadores na busca de novas tecnologias para o tratamento de resíduos industriais. Tecnologias limpas, como a eletrodiálise, são capazes de tratar alguns destes resíduos, como por exemplo o efluente da indústria de galvanoplastia, minimizando os impactos que ocorreriam caso eles fossem descartados diretamente no meio ambiente. O componente principal desta técnica é a membrana na qual ocorre a etapa de retirada dos íons da solução. Atualmente estas membranas são importadas e caras, o que justifica o desenvolvimento de membranas eficientes e acessíveis. Neste sentido, no presente trabalho membranas de poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPS/HIPS), polianilina dopada com ácido canforsulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniCSA/SPS/HIPS), polianilina sulfonada/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (SPAN/SPS/HIPS), e polianilina dopada com ácido p-tolueno sulfônico/ poliestireno sulfonado/ poliestireno de alto impacto (PAniTSA/SPS/HIPS) foram desenvolvidas usando o método de mistura química. As membranas foram caracterizadas utilizando as técnicas Análise termogravimétrica (TGA), Análise dinâmico Mecânica (DMA), e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Membranas foram submetidas a curvas corrente-potencial e ensaios de eletrodiálise em soluções de NaCl e KCl, a fim de determinar o transporte iônico através das mesmas. Os resultados foram comparados com uma membrana comercial Selemion CMT. A extração percentual média para íons de Na+ obtidos pelas membranas desenvolvidas foi superior a 20%. / Nowadays the concern with the reduction of industrial pollution has motivated researchers to found out new technologies for treatment of industrial waste. The clean technologies, as electrodialysis, are capable of treating some these residues, as for example the galvanoplasty’s waste, minimizing the impacts that would happen to them if they were discarded directly on the environment. The main component of this technique is the membrane on which occurs the ions removal stage of the solution. The membranes are imported and expensive what justifies the development of efficient and accessible membranes. In this sense, in the present work membranes of sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPS/HIPS), polyaniline doped with camphorsulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniCSA/SPS/HIPS), sulfonated polyaniline/ sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (SPAN/SPS/HIPS), and polyaniline doped with p-toluenesulfonic acid / sulfonated polystyrene / high impact polystyrene (PAniTSA/SPS/HIPS) were developed using chemical mixture method. Membranes were characterized by Infrared Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and Scanning Electronic Microscopy (SEM). Membranes were submitted to current-voltage curves and electrodialysis experiments with NaCl and KCl solutions, in order to determine ionic transport through them. Results were compared with a commercial membrane, Selemion CMT. The average percent extraction for Na+ ions obtained by membranes developed were beyond 20%.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.