O estudo dos polímeros condutores tem sido bastante intensificado nos últimos anos devido a grande aplicabilidade tecnológica que oferecem. O presente trabalho tem como objetivo contribuir com esses estudos desenvolvendo sensores de polímeros condutores (PAni e POMA e copolímeros de PAni/POMA), para a determinação de compostos orgânicos (Hidroquinona). Os filmes poliméricos foram obtidos por eletropolimerização pela técnica de voltametria cíclica, técnica esta que foi utilizada para as respostas eletroquímicas da hidroquinona em contato com os filmes. A caracterização estrutural dos filmes foi realizada por espectroscopia no ultravioleta e visível e no infravermelho e a caracterização morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Os filmes de PAni, POMA e PAOMA em meio de HCl com espessuras de 2,82, 1,1 e 0,039 nm respectivamente apresentaram melhor índice de detecção, já os filmes de PAni, POMA e PAOMA eletrossintetizados em meio de H2SO4, apresentaram melhor índice de detecção com espessuras de 1,34, 1,4 e 0,032 nm, respectivamente. / The study of conducting polymers has intensified in recent years due to their wide range of possible technological applications. The present work the objective of contributing to this area by developing sensors that use conducting polymers (PAni and POMA and copolymers of PAni/POMA) for the determination of organic compounds (Hydroquinone). Polymeric films were obtained by cyclic voltammetry (electropolymerization) in different solutions. The films obtained were subsequently characterized electrochemically ? also using cyclic voltammetry. Structural characterization of the films was performed using ultraviolet spectroscopy (UV-vis) and infrared spectroscopy (IR) with the morphology studied by scanning electron microscopy (SEM). The PAni, POMA and PAOMA films synthesized in HCl presented the best detection indexes at thicknesses of 2.82, 1.10 and 0.039 nm, respectively. The films synthesized in H2SO4 had the best detection indexes at thicknesses of 1.34, 1.40 e 0.032 nm, respectively.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4290_1.pdf: 9604101 bytes, checksum: 6a43dfc96cdbc6d1eeab820e6e7a5cd3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As nanopartículas de ouro (nanoAu) facilitam a transferência de elétrons e podem ser facilmente modificadas com uma grande variedade de biomoléculas. O objetivo deste trabalho foi imobilizar as lectinas Concanavalina A (Con A) e Cratylia mollis (CramoLL) sobre a superfície de eletrodos de platina (Pt) e de ouro (Au) modificados com nanopartículas de ouro e polivinilbutiral (PVB) e em seguida realizar detecção de glicoproteínas em soro de pacientes contaminados com o vírus da Dengue clássica (DC), Dengue hemorrágica (DH) e soro negativo (Dneg). A espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), numa faixa de freqüência de 100 mHz a 100 KHz, e a voltametria cíclica (VC), com voltagem de -0,2 a 0,7 V, foram realizadas na presença de K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] (1:1), 10 mM, como par redox. As medidas de EIE e VC demonstraram que as reações do par redox sobre o eletrodo de Pt e Au foram bloqueados devidos a mudanças na impedância da interface eletrodo/solução. Os sistemas adsorvidos nanoAu-Con A-PVB e nanoAu- CramoLL-PVB sobre a superfície dos eletrodos de Pt e Au modificados proporcionaram um aumento da parte real da impedância (Zre). Voltamogramas cíclicos característicos de um processo redox limitado por difusão foram observados em eletrodos de paltina/ouro e após a modificação destes eletrodos com nanoAu-ConA-PVB e nanoAu-CramoLL-PVB, uma diminuição das correntes de pico catódicas e anódicas foI observada. A EIE e VC evidenciaram a interação entre as lectinas estudadas com glicose, glicogênio e ovalbumina. Através do sistema nanoAu-ConA-PVB pôde-se observar diferenças no padrão de reconhecimento para os soros testados, através das respostas impedanciométricas e voltamétricas. Nossos resultados indicaram uma sensibilidade para a detecção de glicoproteínas e desta forma o sistemas podem ser aplicados na construção de biossensor para diagnóstico de doenças

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Capítulo I. Introducción. El uso creciente de fertilizantes nitrogenados es responsable de la permeación de especies de nitrógeno a través de las capas del suelo y de la contaminación de las aguas subterráneas. El consumo humano de agua con altos niveles de nitratos (el nivel máximo permitido es de 50 mg·L-1) puede producir metahemoglobinemia y hasta cáncer. Los nitratos pueden reducirse a nitritos en el cuerpo humano. El nitrito se combina con la hemoglobina, que contiene el ion ferroso (Fe2+), para formar la metahemoglobina, que contiene la forma férrica (Fe3+) del hierro. La mayor afinidad de la metahemoglobina por el oxígeno conduce a una reducción general de la capacidad de los glóbulos rojos para liberar oxígeno a los tejidos. Cuando la concentración de metahemoglobina es demasiado alta en los glóbulos rojos, se puede producir hipoxia tisular. Esta enfermedad, conocida como el síndrome del bebé azul, es fatal para el recién nacido. Se dispone de procesos fisicoquímicos, biológicos y catalíticos para eliminar los nitratos del agua. Los métodos fisicoquímicos, como el intercambio iónico, la ósmosis inversa y la electrodiálisis, eliminan los nitratos del agua potable, pero los concentran en otros lugares, con el consiguiente problema de eliminación de la salmuera generada de los residuos de nitratos. La desnitrificación biológica transforma los nitratos en nitrógeno molecular, pero es difícil de realizar y puede convertirse en otra fuente de contaminación del agua con bacterias. La reducción catalítica de las especies de nitrato para formar nitrógeno se ha considerado como una tecnología alternativa para la reducción de nitratos. La reducción de nitratos se realiza generalmente con hidrógeno (H2) en presencia de catalizadores metálicos. Se pueden utilizar sistemas monometálicos como Pt o Pd, y también sistemas bimetálicos que combinan un metal hidrogenante (Pd, Pt) y un metal promotor (Cu, In, Sn), dispersados en diferentes soportes con una superficie específica relativamente alta, como los carbones activados, nanotubos de carbono, zeolitas y óxidos metálicos, así como resinas de intercambio catiónico. Se ha demostrado que la reacción transcurre a través del intermedio nitrito (NO2−), y que el nitrógeno (N2) y el amonio (NH4+) son los principales productos de la reducción catalítica de nitrato (NO3−) con hidrógeno (H2). En muchos casos, la eficiencia de los catalizadores estudiados no es satisfactoria, ya que se producen elevadas concentraciones de nitritos tóxicos o de amoniaco/amonio en lugar del N2 deseado. La actividad y la selectividad de los catalizadores depende en gran medida del método de preparación, de cómo se promueve el metal noble, de la proporción metal/promotor y de las condiciones de trabajo. Además, el soporte también afecta a la efectividad del catalizador. El objetivo de este trabajo de investigación es determinar la capacidad de los polímeros conductores (polipirrol, polianilina y politiofeno) para eliminar los nitratos del agua por adsorción y reducción, preferiblemente sin la necesidad de un catalizador metálico, y producir nitrógeno molecular como único producto. Capítulo II. Experimental. En este capítulo se describen los procedimientos de síntesis y las técnicas de caracterización empleadas en este trabajo de investigación, así como el proceso experimental para la eliminación de nitratos en agua. Capítulo III. Preparación de catalizadores soportados en polipirrol mediante plasma y su aplicación en la eliminación de nitratos en agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: R. Buitrago-Sierra, M.J. García- Fernández, M.M. Pastor-Blas, A. Sepúlveda-Escribano, “Environmentally friendly reduction of a platinum catalysts precursor supported on polypyrrole”, Green Chemistry. 2013, 15, 1981-1990. Los catalizadores metálicos soportados se preparan tradicionalmente impregnando un material sólido (soporte) con una disolución del precursor del metal, seguido de una reducción con hidrógeno a temperaturas elevadas. En este capítulo se ha empleado un soporte polimérico. Se ha sintetizado químicamente el polipirrol (PPy) usando FeCl3 como agente dopante y, posteriormente, se ha impregnado con una disolución de H2PtCl6 para preparar el precursor del catalizador. La baja estabilidad térmica del polipirrol no permite el uso de la reducción tradicional con hidrógeno a elevada temperatura, y la reducción química en condiciones suaves utilizando borohidruro de sodio conlleva problemas medioambientales. Por lo tanto, se ha considerado el plasma frío de radiofrecuencia (RF) como una alternativa respetuosa con el medio ambiente. El plasma de argón (Ar) produce una reducción más efectiva de los iones platino en el complejo cloroplatínico que se encuentra anclado en la cadena de polipirrol después de la impregnación, en comparación con la reducción con borohidruro de sodio, como se evidencia mediante XPS. El aumento de la potencia de RF mejora la efectividad del tratamiento con plasma de Ar. Mediante TEM se observa una distribución homogénea de las nanopartículas de platino tras el tratamiento de reducción con plasma. El catalizador PPy/Pt reducido con plasma de Ar a 200 W catalizó de manera efectiva la reducción de nitratos con H2 en disolución acuosa para dar N2, con una selectividad muy baja hacia los productos no deseados nitrito y amonio. Capítulo IV. Optimización del tratamiento con plasma de argón y del contenido en platino. El tamaño y la distribución de las nanopartículas metálicas en el soporte dependen de la naturaleza y de la concentración del agente reductor, del procedimiento de reducción y del contenido en metal. En el capítulo anterior se seleccionó un contenido metálico del 1 % en masa y se comparó la reducción con borohidruro de sodio (NaBH4) como agente reductor químico suave con la reducción con plasma frío de Ar. Se concluyó que los electrones en el plasma son los responsables de que la reducción de iones platino al estado metálico sea más efectiva que la reducción con borohidruro. Se estudiaron diferentes potencias de RF (100 W, 150 W y 200 W) y también un tratamiento repetitivo con plasma. Los resultados experimentales mostraron que el aumento de la potencia del plasma de Ar implica una reducción más efectiva de los iones platino a su estado metálico, y que la mezcla manual entre tratamientos repetitivos asegura una exposición uniforme al plasma. En este capítulo se ha ajustado la potencia de RF a 200 W y se ha analizado la influencia de la duración del tratamiento de plasma y del contenido en platino. Como resultado, se han establecido las condiciones experimentales óptimas: contenido en platino del 2 % en masa y tratamiento con plasma de argón a 200 W durante 3 h (5 min x 36 repeticiones) realizando una homogeneización de la muestra de forma manual entre tratamientos para asegurar una exposición uniforme al plasma de Ar. Capítulo V. Estudio comparativo de la eliminación de nitratos en agua utilizando catalizadores monometálicos y bimetálicos soportados en polipirrol. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, R. Buitrago-Sierra, M.M. Pastor-Blas, O.S.G.P. Soares, M.F.R. Pereira, A. Sepúlveda-Escribano, “Green synthesis of polypyrrole-supported metal catalysts: application to nitrate removal in water”, RSC Advances. 2015, 5, 32706-32713. Se han preparado nanopartículas de Pt y de Pt/Sn soportadas en polipirrol (PPy) utilizando plasma de Ar para reducir los precursores metálicos dispersos en el polímero. El soporte de PPy se ha sintetizado mediante polimerización química del pirrol con FeCl3·6H2O, lo que genera la forma conductora del polímero (determinado mediante medidas conductimétricas). El tratamiento con plasma de Ar produce una reducción parcial de los iones platino que se encuentran anclados a la cadena de PPy en forma de clorocomplejos hasta platino metálico. Mediante TEM se observa una distribución homogénea de las nanopartículas de Pt y de Sn. Se ha evaluado la actividad de los catalizadores soportados en PPy en la reducción de nitrato acuoso con H2 a temperatura ambiente. Con todos los catalizadores se consiguió una concentración de nitrato en agua inferior al nivel máximo permitido de 50 mg·L-1. Sin embargo, considerando no sólo la eficiencia en la reducción de nitrato sino también la minimización de las concentraciones de los productos no deseados nitrito y amonio, el catalizador monometálico de Pt parece ser el más prometedor. Capítulo VI. Procedimiento libre de metal para la eliminación de nitratos del agua: efecto del oxidante usado en la síntesis de polipirrol. Se ha sintetizado polipirrol (PPy) mediante polimerización química del pirrol (C4H5N), utilizando cloruro férrico (FeCl3·6H2O) o peroxidisulfato de potasio (K2S2O8) como oxidantes y dopantes. Se ha determinado la influencia del contraión que actúa como dopante, cloruro (Cl−) o sulfato (SO42−), en el proceso de eliminación de nitratos por adsorción/reducción, y se ha observado que el intercambio de iones y las propiedades redox del PPy se ven fuertemente afectados por el oxidante empleado en la síntesis del polímero. El grado de oxidación inicial del polímero está determinado por el oxidante, y define la capacidad del polímero para llevar a cabo la reducción de nitrato por transferencia de electrones de la cadena polimérica. El proceso de reducción y la selectividad al producto deseado, nitrógeno, y a los no deseados nitrito y amonio, también se ven afectados por el oxidante utilizado. Capítulo VII. Mecanismo de la hidrogenación de nitratos catalizada por nanopartículas de platino soportadas en polipirrol y en polianilina. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, M.M. Pastor-Blas, F. Epron, A. Sepúlveda-Escribano, “Proposed mechanisms for the removal of nitrate from water by platinum catalysts supported on polyaniline and polypyrrole”, Applied Catalysis B: Environmental. 2018, 225, 162-171. Se han sintetizado nanopartículas de platino sobre soportes como polianilina (PANI) y polipirrol (PPy) utilizando H2PtCl6 como precursor metálico y un tratamiento de reducción con plasma frío de Ar. Se ha evaluado la actividad catalítica de los catalizadores poliméricos soportados en la reducción de nitrato acuoso con H2 a temperatura ambiente. Estos sistemas son capaces de disminuir considerablemente la concentración de nitratos en agua en sólo 5 min. El mecanismo del proceso de eliminación de nitratos está determinado por la naturaleza del polímero conductor. En la polianilina, las funcionalidades del nitrógeno son externas al anillo y favorecen la retención del nitrato en el complejo de platino, ya sea por la formación de un aducto o por la participación del nitrato como ligando. Por el contrario, el polipirrol posee átomos de nitrógeno aromáticos con un impedimento estérico considerablemente mayor. En este caso, se produce un intercambio iónico entre los contraiones del polímero dopado (SO42−) y el anión nitrato en el agua, seguido de una reducción del nitrato por el hidrógeno quimisorbido en las nanopartículas de platino. Capítulo VIII. Síntesis de polímeros conductores asistida por un surfactante y su aplicación en la eliminación de nitratos del agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: M.J. García-Fernández, S. Sancho-Querol, M.M. Pastor-Blas, A. Sepúlveda-Escribano, “Surfactant- assisted synthesis of conducting polymers. Application to the removal of nitrates from water”, Journal of Colloid and Interface Science. 2017, 494, 98-106. Se han sintetizado tres polímeros conductores diferentes, politiofeno (PT), polipirrol (PPy) y polianilina (PANI), mediante polimerización química oxidativa en medio acuoso, de modo que el protocolo de síntesis no incluya ningún disolvente tóxico. Dichos polímeros se han probado en la eliminación de nitratos de una disolución acuosa sin la necesidad de ningún catalizador metálico. Los polímeros que contienen N (PANI y PPy) fueron capaces de eliminar los nitratos a un nivel que cumplía los requerimientos de la legislación europea; sin embargo, el mecanismo del proceso se encuentra en gran medida influenciado por la naturaleza de cada polímero. Mientras que en la PANI el principal responsable de la efectiva eliminación de los nitratos es el intercambio iónico entre los contraiones del polímero, cloruro (Cl−) y sulfato (SO42−) y el nitrato (NO3−) del agua, como se demuestra mediante los análisis FTIR y XPS, el mecanismo de eliminación de nitratos en el PPy está basado en la transferencia electrónica del polímero al nitrato a través de los sitios N localizados en el anillo pirrólico. Por otra parte, el PT no fue capaz de intercambiar nitratos a menos que se sintetizara con cloruro férrico (FeCl3) como dopante/oxidante y utilizando un surfactante aniónico (sulfato de dodecilo sódico –SDS–). En ese caso, la atracción electrostática entre los grupos sulfato (OSO3−) del surfactante y los iones Fe3+ del FeCl3 produce el anclaje de Cl− a la cadena de crecimiento del PT oxidado, lo que favorece el intercambio iónico con el nitrato en la disolución acuosa, seguido de un proceso redox. Capítulo IX. Síntesis de materiales híbridos polímero conductor-TiO2 para su aplicación en la eliminación de nitratos del agua. Este capítulo se ha extraído de la publicación: J.J. Villora-Picó, V. Belda- Alcázar, M.J. García-Fernández, E. Serrano, A. Sepúlveda-Escribano, M.M. Pastor-Blas, “Conducting polymer-TiO2 hybrid materials: application in the removal of nitrates from water”, Langmuir. 2019, 35, 6089-6105. Se han desarrollado materiales capaces de producir la reducción del nitrato del agua sin la necesidad de un catalizador metálico y evitando el uso de hidrógeno gaseoso, mediante la combinación de las propiedades sinérgicas de la titania y de dos polímeros conductores. Se ha evaluado la polimerización de anilina y de pirrol sobre el dióxido de titanio en presencia de dos oxidantes/dopantes diferentes (tricloruro de hierro o peroxidisulfato de potasio). Los materiales híbridos resultantes tienen una buena estabilidad térmica debida a la titania y una conductividad considerable proporcionada por los polímeros conductores. Se ha evaluado la capacidad de estos materiales híbridos de reducir el nitrato acuoso, y se ha comparado con la hidrogenación catalítica del nitrato utilizando un catalizador de platino soportado en estos materiales híbridos. El mecanismo de eliminación de nitratos implica la adsorción de nitrato en el polímero mediante intercambio iónico con el anión dopante, seguido de la reducción del nitrato. La transferencia de electrones de la titania al polímero conductor en el material híbrido favorece la capacidad reductora del polímero, de forma que el nitrato se reduce selectivamente con una producción muy baja de productos secundarios no deseados. Los resultados obtenidos muestran que la actividad y la selectividad de la reducción catalítica del nitrato con dihidrógeno en presencia de un catalizador de platino soportado en estos materiales híbridos es considerablemente menor que la de los nanocompuestos libres de metal. / Consellería de Educación (PROMETEO-2009-002)

A tecnologia de nanocompósitos é aplicável a uma vasta gama de polímeros termoplásticos e termofixos. A utilização de subprodutos da cana de açúcar tem sido extensivamente estudada como fonte de reforços para os nanocompósitos. O bagaço da cana é largamente utilizado na cogeração de energia e, como resultado da queima deste material, são produzidas milhões de toneladas de cinzas. Para este trabalho, sílica contida nas cinzas do bagaço da cana de açúcar foi extraída por método químico e método térmico. O método térmico se mostrou mais eficiente levando a uma pureza de mais de 93 % em sílica, enquanto o método químico gerou sílica bastante contaminada com cloro e sódio provenientes dos reagentes da extração. As partículas de sílica obtidas foram avaliadas por espalhamento de luz dinâmico (DSL) e apresentaram tamanho médio de 12 μm. Estas partículas foram submetidas à moagem em moinho de bolas e na sequência a tratamento sonoquímico em meio líquido. As partículas de sílica tratadas no processo sonoquímico a 20 kHz, potência de 500 W e 90 minutos tiveram suas dimensões reduzidas a escala nanométrica da ordem de dezenas de nanômetros. A nanossílica obtida foi então incorporada como reforço em polietileno de alta densidade (HDPE). Ensaios mecânicos e termo-mecânicos mostram ganhos de propriedades mecânicas, com exceção da propriedade de resistência ao impacto. O ensaio de deflexão térmica (HDT) mostrou que a incorporação deste reforço no HDPE levou a um pequeno aumento nesta propriedade relação ao HDPE puro. A cristalinidade dos nanocompósitos gerados foi avaliada por meio de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e observou-se um decréscimo de cristalinidade do material quando a incorporação de reforço foi de 3%. O material irradiado a 250 kGy com feixe de elétrons mostra ganhos acentuados na principais propriedades do mesmo, principalmente devido ao alto nível de reticulação do HDPE irradiado. / The nanocomposite technology is applicable to a wide range of thermoplastic and thermoset polymers. The use of sugar cane byproducts has been extensively studied as a source of reinforcement for nanocomposites. The bagasse is widely used in cogeneration and as a result of the burning of this material, millions of tons of ash are produced. For this work, silica contained in the ashes of bagasse from sugarcane was extracted by chemical method and thermal method. The thermal method is more efficient leading to a purity of more than 93% of silica, while the chemical method generated silica contaminated with chlorine and sodium from the extraction reagents. The silica particles obtained were evaluated by dynamic light scattering (DSL) and presented an average size of 12 micrometers. These particles were submitted to grinding in a ball mill and then to a sonochemical treatment. Silica particles treated by the sonochemical process ( 20 kHz, 500 W and 90 minutes) had its dimensions reduced to nanometric scale of tenths of nanometers. The nanossílica obtained was then used as reinforcement in high density polyethylene (HDPE). Mechanical and thermo-mechanical properties were assessed and gains were shown for mechanical properties , except for the impact resistance. The distortion temperature (HDT) showed that the incorporation of the reinforcement in HDPE led to a small increase in this property compared to pure HDPE. The crystallinity of the nanocomposites generated was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC) and it was observed a decrease of crystallinity in the material when the reinforcing incorporation was 3%. The material irradiated to 250 kGy with electron beam showed important property gains, mainly due to the high level of crosslinking of irradiated HDPE.

As blendas poliméricas são importante alternativa ao mercado para se conseguir de forma economicamente vantajosa ou sob o ponto de vista de processabilidade produtos com propriedades otimizadas para aplicações específicas. Blendas com razões de composição variadas entre diferentes polímeros atendem aplicações muitas vezes com requisitos intermediários entre materiais. Este trabalho revisa sucintamente a literatura sobre blendas poliméricas, a produção em laboratório de uma blenda mecânica de poli(cloreto de vinila) PVC e poli(metacrilato de metila) - PMMA, avalia as propriedades de blendas com frações variadas de PVC/PMMA e discute o potencial de aplicação no mercado. A blenda miscível caracterizada tem custo, resistência à chama e propriedades mecânicas e térmicas intermediárias aos dois polímeros puros. / Polymer blends are an important alternative in the market for achieving, in an economically and advantageous way or just considering processability products with optimized properties for specific applications. Blends with variable composition ratios, between two different polymers, fit to applications with intermediate requirements between two different materials. This paper reviews slightly the literature about polymer blends, the lab scale production of a mechanical blend of poli(vinylene vhloride) - PVC and poly(methyl metacrylate) - PMMA with different PVC/PMMA ratios and the application potential. The miscible blend shows intermediate cost, flame resistance, mechanical and thermal properties then those shown by its neat polymers.

Descreve-se a construção de um triodo corona que permite carregar eletricamente filmes dielétricos com corrente constante e simultaneamente medir a evolução temporal do potencial de superficie. A corrente de carga é mantida constante por controlar o potencial de grade, do qual o potencial de superfície da amostra é determinado. Com o sistema pode-se obter correntes de carga desde 1 nA até 1 &#956A e carregar amostras até potenciais da ordem de &#177 6 kV. Descrevem-se também as características elétricas do sistema, seu princípio de funcionamento e seu desempenho para o estudo das propriedades elétricas de polímeros. O sistema foi utilizado no estudo da ferroeletricidade e na condução elétrica do polimero PVDF (polifluoreto de vinilideno). Os resultados mostram que o processo de condução, é dominado pelo transporte de um excesso de cargas (corrente limitada por carga espacial). A formação de uma polarização permanente, durante o carregamento, pode ser deduzida da curva de subida do potencial de superfície e confirmada pelas medidas do coeficiente piezoelétrico d31. Discutem-se as transições estruturais provocadas pelo campo elétrico, mostrando que podem ocorrer transições reversíveis e irreversíveis no material e além da polarização ferroelétrica, infere-se dos resultados que também ocorre uma polarização reversível. No final do trabalho, elabora-se um modelo físico que descreve a subida do potencial de superfície, incluindo o chaveamento da polarização ferroelétrica. / This work describes a corona triode setup which allows charging thin dielectric films with a constant current and the simultaneous measurement of the sample surface potential. The charge current is kept constant by controlling the gride voltage, from which the sample potential is also derived. With the experimental setup we were able to obtain charging currents from 1 nA to 1 &#956A and getting potential UP to &#177 6 kV. The electric characteristics of the system and its performance is also shown and discussed. The corona triode was used to study the electric conduction and the ferro-electricity of the PVDF (polyvinylidene fluoride) polymer. The results show that the conduction is dominated by the transport of an excess of charge. Formation of a permanent polarization during charging may be deduced from the potential build up curve and confirmed by piezoelectric measurements. We also discuss the structural transitions due to the electric field showing that both reversible and irreversible transitions may occur. Together with ferro-electric components we infer that a reversible polarization is also occurring in the material. Finally we present a theoretical model describing the sample potential build up including in it the ferroelectric switching.

Orientador: Márcia Regina de Moura[UNESP] Aouada / Resumo: O presente trabalho é uma investigação das propriedades de embalagens ativas beneficiadas com a substância Curcuma longa derivada do açafrão. Essa substância apresenta propriedade antioxidativa, que tem despertado interesse da indústria de fármacos, e que vem sendo bastante utilizada na indústria de alimentos como corante natural e tempero. O propósito do trabalho é a síntese e caracterização da solução base para a produção dos filmes ativos contendo composição inédita de Curcuma longa, carboximetilcelulose (CMC) e nanopartículas de quitosana (NSQ). A produção de filmes e revestimentos poliméricos para a indústria alimentícia é alvo de constantes pesquisas, devido a necessidade de diminuir o volume de embalagens plásticas descartadas e otimizar as propriedades e validade dos alimentos. Dentre a imensa variedade de polímeros a carboximetilcelulose é muito favorável a produção de filmes pelo seu caráter atóxico, biodegradabilidade e baixo custo. A quitosana assim como o CMC é uma substância com ampla aplicação nos campos da farmacologia, tecnologia de biomateriais, biomedicina, agricultura e indústrias cosmética e alimentícia. Os filmes foram produzidos com carboximetilcelulose, nanopartículas de quitosana e Curcuma longa de acordo com o método “casting”. As nanopartículas foram obtidas pelo método de gelificação ionotrópica. Foram realizadas análises: térmicas, mecânicas, permeabilidade ao vapor de água, espectroscopia do infra- vermelho, ângulo de contato, microscopia eletrôn... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work is an investigation of the properties of active packaging benefited with the substance Curcuma longa derived from saffron. This substance has antioxidative properties, which has aroused interest in the drug industry and is widely used in the food industry as a natural dye and seasoning. The purpose of the work is the synthesis and characterization of the base solution for the production of active films containing novel composition of Curcuma longa, carboxymethylcellulose (CMC) and chitosan nanoparticles (NSQ). The production of films and polymer coatings for the food industry is the subject of constant research, due to the need to reduce the volume of discarded plastic packaging and to optimize the properties and validity of the food. Among the immense variety of polymers the carboxymethylcellulose is very favorable the production of films by its nontoxic character, biodegradability and low cost. Chitosan as well as CMC is a substance with broad application in the fields of pharmacology, biomaterial technology, biomedicine, agriculture and cosmetic and food industries. The films were produced with carboxymethylcellulose, chitosan nanoparticles and Curcuma longa according to the casting method. The nanoparticles were obtained by ionotropic gelation. Thermal, mechanical, water vapor permeability, infrared spectroscopy, contact angle and scanning electron microscopy were performed. The nanoparticles were characterized by zeta potential and presented spherical sh... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho tem o objetivo de desenvolver, caracterizar e avaliar, do ponto de vista dos voluntários, uma Placa Polimérica Derivada de Óleo de Mamona (PPDOM) para utilização com fins termoterápicos. A PPDOM tem utilidade similar às bolsas de gel ou de água quente, disponíveis comercialmente, apresentando bom acoplamento e moldando-se ao corpo sem variações na espessura, possibilitando uma troca de temperatura mais uniforme na área de aplicação. Os requisitos da PPDOM foram determinados por análise de referências científicas, através de trabalhos indicando os índices de desempenho necessários na termoterapia, e seu desenvolvimento foi iterativo, sendo a formulação do polímero derivado de óleo de mamona modificada de acordo com as características obtidas no protótipo anterior, até produzir placas capazes de atender aos requisitos propostos. Foram confeccionadas três placas (5, 10 e 15 mm) e realizados os testes de retenção de calor, troca de calor, termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. Foi selecionado um material de revestimento para as PPDOMs capaz de suportar a temperatura de trabalho, atóxico, asséptico, não alergênico e flexível, e fabricado um envoltório de tecido 100% algodão, para facilitar sua aplicação, eliminando a necessidade de utilização de toalhas. Para avaliar a aplicabilidade clínica da PPDOM, 30 voluntários se submeteram a sua aplicação durante 20 minutos e responderam a um questionário, através da escala de Likert, sobre parâmetros subjetivos como conforto, sensação térmica, toque superficial, aparência, além de expressarem a opinião a respeito do material desenvolvido. Os resultados demonstraram que a placa desenvolvida atinge temperatura máxima de 80,1 ± 0,8 graus Celsius após 15,0 min de aquecimento em água inicialmente à temperatura de ebulição e, se aplicada nestas condições, eleva a temperatura da pele acima dos 40 graus Celsius, que é a temperatura clínica, em 3,0 min, mantendo-a acima deste valor até 32,5 min após o contato com a pele. As respostas dos voluntários indicaram aceitação, sendo este um produto viável para aplicação clínica. / The objective of this work is to develop, characterize and evaluate, from the viewpoint of volunteers, a Polymeric Plate Derived from Castor Oil (PPDCO) for thermotherapeutic application. The PPDCO has utility similar to the gel or hot water bags, which are commercially available, attaching well to the patient\'s body and molding to it without variation in thickness, allowing more uniform temperature exchange in the application region. The requirements of the PPDCO were determined by analysis of scientific references that indicated the performance factors required in thermotherapy, and the development was iterative, being the formulation of the polymer derived from castor oil modified according to the characteristics obtained in the previous manufactured prototype, until producing plates that completely fulfill the proposed requirements. Three plates were prepared (5, 10 and 15 mm) and tested for heat retention, heat exchange, thermogravimetry and differential scanning calorimetry. It was selected a coating material for the PPDCOs capable of withstanding the operating temperature, non-toxic, aseptic, non-allergenic and flexible, and it was also made a 100% cotton wrap, to facilitate the PPDCO application, eliminating the use of towels. To evaluate the clinical applicability of PPDCOs, 30 volunteers underwent its application for 20 minutes and answered a questionnaire using the Likert scale about subjective parameters such as comfort, thermal sensation, light touch, appearance, and express their opinion about the developed material. The results showed that the developed plate reaches a maximum temperature of 80.1 \'+ OU -\' 0.8 Celsius degrees after 15.0 min of heating in water initially at boiling temperature and, if applied in these conditions, increases skin temperature above 40 Celsius degrees, which is the clinic temperature, in 3.0 min, keeping it above this value up to 32.5 min after contact with the skin. The responses of the volunteers indicated their acceptance, being the PPDCO a viable product for clinical application.

As blendas poliméricas são importante alternativa ao mercado para se conseguir de forma economicamente vantajosa ou sob o ponto de vista de processabilidade produtos com propriedades otimizadas para aplicações específicas. Blendas com razões de composição variadas entre diferentes polímeros atendem aplicações muitas vezes com requisitos intermediários entre materiais. Este trabalho revisa sucintamente a literatura sobre blendas poliméricas, a produção em laboratório de uma blenda mecânica de poli(cloreto de vinila) PVC e poli(metacrilato de metila) - PMMA, avalia as propriedades de blendas com frações variadas de PVC/PMMA e discute o potencial de aplicação no mercado. A blenda miscível caracterizada tem custo, resistência à chama e propriedades mecânicas e térmicas intermediárias aos dois polímeros puros. / Polymer blends are an important alternative in the market for achieving, in an economically and advantageous way or just considering processability products with optimized properties for specific applications. Blends with variable composition ratios, between two different polymers, fit to applications with intermediate requirements between two different materials. This paper reviews slightly the literature about polymer blends, the lab scale production of a mechanical blend of poli(vinylene vhloride) - PVC and poly(methyl metacrylate) - PMMA with different PVC/PMMA ratios and the application potential. The miscible blend shows intermediate cost, flame resistance, mechanical and thermal properties then those shown by its neat polymers.