Com o intuito de melhorar a eficiência dos dispositivos emissores de luz poliméricos uma das técnicas utilizadas é o confinamento da conjugação, diminuindo as perdas de energia em sítios de extinção, como fins de cadeia, defeitos ou armadilhas. Além disso, o confinamento quântico permite o controle do comprimento de onda emissivo desses materiais. Um dos mecanismos para o confinamento é a copolimerização, por meio da qual bloco conjugados são inseridos como grupos laterais na cadeia principal ou espaçadores nãoconjugados são inseridos ao longo da cadeia principal conjugada, limitando o comprimento da conjugação. O presente trabalho visou sintetizar e estudar as propriedades de copolímeros estatísticos derivados do PPV contendo segmentos com diferentes graus de conjugação distribuídos aleatoriamente na cadeia e limitados por segmentos não conjugados, e o estudo do comportamento desses materiais como camada ativa em dispositivos emissores de luz (PLEDs). Para a obtenção dos copolímeros randômicos poli[bis-(fenilenovinileno)-stat-(1,8-bis- (2,6-dioximetano-1,4- fenilenovinileno)-dioxioctano)-1,4-fenileno) (RBPV-DODM-PPV) utilizou-se a rota de Wittig, a partir dos monômeros: tereftaldeído (um dialdeído completamente conjugado), 1,8 bis (4 formil 2,6 dimetoxifenoxi) octano (um dialdeído interespaçado por uma cadeia saturada de oitometilenos) e o dicloreto de 1,4 bis (trifenilfosfôniometil) benzeno. Três razões molares x:y dos monômeros dialdeídos foram utilizadas para sintetizar os polímeros randômicos, obtendo-se diferentes proporções e tamanhos de segmentos conjugados distribuídos aleatoriamente nas cadeias poliméricas. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), no infravermelho, UV-visível, e fluorescência. A técnica de GPC foi utilizada para obtenção das massas moleculares e medidas de Tg foram realizadas por meio de DSC. As propriedades físico-químicas desses materiais foram analisadas em função das razões molares x:y utilizadas nas sínteses. E um estudo estatístico foi realizado para verificar as probabilidades de distribuição dos diferentes segmentos conjugados ao longo da cadeia em função dessas razões. Um estudo da morfologia e espessura dos filmes poliméricos em função dos parâmetros de deposição foi realizado a fim de descobrir as melhores condições para se obter filmes homogêneos e com espessuras da ordem de 20 a 60nm, necessários para alcançar melhores eficiências nos diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs). Para a fabricação dos PLEDs foram utilizados ITO e Al como anodo e catodo, respectivamente, e uma camada de 20nm do polímero estatístico como matriz ativa e eletroluminescente. Para facilitar o transporte de portadores de cargas, camadas de PEDOT:PSS e BPBD foram colocadas entre o filme polimérico e os eletrodos. Também foram realizados testes com filmes da molécula Alq-3 como camada transportador-injetora de elétrons. Os dispositivos apresentaram eletroluminescência EL em quase toda a faixa do espectro visível, com máximos na região do ciano, para o copolímero R55 e na região do verde, para o copolímero p37. Baseado no mecanismo de Forster de transferência de energia, concluímos que os filmes desses polímeros estatísticos comportam-se como sistema hospedeiro-hóspede, devido a sobreposição parcial dos espectros de absorção e emissão dos polímeros, ocorrendo a transferência dos excitons-singletos dos segmentos de maior gap para os de menor gap, e, assim, o deslocamento dos centros emissivos para o vermelho e o aumento da eficiência dos dispositivos. / In order to improve the efficiency of polymeric light-emitting devices one of the techniques used is the conjugation confinement, decreasing the losses of energy in quenching sites, such as chain ends, defects or impurities. Moreover, the quantum confinement allows control the emissive wavelength of these materials. One of the confinement mechanisms is the copolymerization, which conjugated blocks are inserted as side groups in the main chain or non-conjugated spacers are inserted along the conjugated main chain, limiting the conjugation length. This study aimed synthesize and study the properties of random copolymers containing segments with different conjugation degrees randomly distributed in the chain and limited by no conjugated segments, and the study of the behaviour of these materials as active layer in a light emitting devices (PLEDs). To obtain random copolymers of poly [bis (fenilenovinileno)-stat-(1,8-bis-(2,6-dioximetano- 1, 4 - fenilenovinileno)-dioxioctano) -1,4-phenylene) (RBPV-DODM - PPV) have been used the Wittig route, from monomers: terephtaldeyde (a dialdeyde completely conjugated), 1.8 - bis (4 - formyl - 2.6 - dimethoxiphenoxi) octane (a dialdeyde interspaced by a saturated chain of eight methylene) and dichloride of 1.4 - a (triphenylphosphoniomethil) benzene. Three molars reasons x: y of dialdeydes monomers were used to synthesize the random polymers, obtaining various proportions and sizes of conjugated segments randomly distributed in the polymer chains. Infrared (IR) and ultravioletvisible (UVvis)spectroscopies, hydrogen nuclear magnetic resonance (1HNMR) spectrometry and differential scanning calorimetry(DSC) were used to characterize the prepared copolymersstructures. Polymers molecular weights were determined by gel permeation chromatography (GPC). The physical-chemical properties of these materials were analyzed by the molars reasons x: y used in the synthesis. And a statistical study was conducted to ascertain the probability of distribution of the various conjugated segments along the chain by these reasons. A study of the morphology and thickness of the polymer films as a function of the parameters of deposition was conducted in order to find out the best conditions to obtain homogeneous films with thickness in the order of 20 to 60 nm, necessary to achieve the best efficiencies in the polymer light emitting diode (PLEDs). For the manufacture of PLEDs ITO and Al were used as anode and cathode respectively, and a layer of 20nm of the statistical polymer as active matrix and electroluminescent. To facilitate the transport of charge carriers, layers of PEDOT: PSS and BPBD were placed between the film and polymer electrodes. Tests were also carried out with films of the molecule Alq-3 as layer electron carrier / injector. The devices had electroluminescence EL in almost the entire range of the visible spectrum, with maximum in the region of cyan, for the copolymer R55 and in the green, for the copolymer p37. Based on the Forster mechanism of energy transfer, we find that the films of these statistical polymers behave themselves as host-guest system, due to partial overlap of absorption and emission spectra of the polymers, occurring the transfer of excitons-singletes of the segments with largest gap for the smaller gap, and thus the displacement of the emission centers for the red.

Com o intuito de melhorar a eficiência dos dispositivos emissores de luz poliméricos uma das técnicas utilizadas é o confinamento da conjugação, diminuindo as perdas de energia em sítios de extinção, como fins de cadeia, defeitos ou armadilhas. Além disso, o confinamento quântico permite o controle do comprimento de onda emissivo desses materiais. Um dos mecanismos para o confinamento é a copolimerização, por meio da qual bloco conjugados são inseridos como grupos laterais na cadeia principal ou espaçadores nãoconjugados são inseridos ao longo da cadeia principal conjugada, limitando o comprimento da conjugação. O presente trabalho visou sintetizar e estudar as propriedades de copolímeros estatísticos derivados do PPV contendo segmentos com diferentes graus de conjugação distribuídos aleatoriamente na cadeia e limitados por segmentos não conjugados, e o estudo do comportamento desses materiais como camada ativa em dispositivos emissores de luz (PLEDs). Para a obtenção dos copolímeros randômicos poli[bis-(fenilenovinileno)-stat-(1,8-bis- (2,6-dioximetano-1,4- fenilenovinileno)-dioxioctano)-1,4-fenileno) (RBPV-DODM-PPV) utilizou-se a rota de Wittig, a partir dos monômeros: tereftaldeído (um dialdeído completamente conjugado), 1,8 bis (4 formil 2,6 dimetoxifenoxi) octano (um dialdeído interespaçado por uma cadeia saturada de oitometilenos) e o dicloreto de 1,4 bis (trifenilfosfôniometil) benzeno. Três razões molares x:y dos monômeros dialdeídos foram utilizadas para sintetizar os polímeros randômicos, obtendo-se diferentes proporções e tamanhos de segmentos conjugados distribuídos aleatoriamente nas cadeias poliméricas. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), no infravermelho, UV-visível, e fluorescência. A técnica de GPC foi utilizada para obtenção das massas moleculares e medidas de Tg foram realizadas por meio de DSC. As propriedades físico-químicas desses materiais foram analisadas em função das razões molares x:y utilizadas nas sínteses. E um estudo estatístico foi realizado para verificar as probabilidades de distribuição dos diferentes segmentos conjugados ao longo da cadeia em função dessas razões. Um estudo da morfologia e espessura dos filmes poliméricos em função dos parâmetros de deposição foi realizado a fim de descobrir as melhores condições para se obter filmes homogêneos e com espessuras da ordem de 20 a 60nm, necessários para alcançar melhores eficiências nos diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs). Para a fabricação dos PLEDs foram utilizados ITO e Al como anodo e catodo, respectivamente, e uma camada de 20nm do polímero estatístico como matriz ativa e eletroluminescente. Para facilitar o transporte de portadores de cargas, camadas de PEDOT:PSS e BPBD foram colocadas entre o filme polimérico e os eletrodos. Também foram realizados testes com filmes da molécula Alq-3 como camada transportador-injetora de elétrons. Os dispositivos apresentaram eletroluminescência EL em quase toda a faixa do espectro visível, com máximos na região do ciano, para o copolímero R55 e na região do verde, para o copolímero p37. Baseado no mecanismo de Forster de transferência de energia, concluímos que os filmes desses polímeros estatísticos comportam-se como sistema hospedeiro-hóspede, devido a sobreposição parcial dos espectros de absorção e emissão dos polímeros, ocorrendo a transferência dos excitons-singletos dos segmentos de maior gap para os de menor gap, e, assim, o deslocamento dos centros emissivos para o vermelho e o aumento da eficiência dos dispositivos. / In order to improve the efficiency of polymeric light-emitting devices one of the techniques used is the conjugation confinement, decreasing the losses of energy in quenching sites, such as chain ends, defects or impurities. Moreover, the quantum confinement allows control the emissive wavelength of these materials. One of the confinement mechanisms is the copolymerization, which conjugated blocks are inserted as side groups in the main chain or non-conjugated spacers are inserted along the conjugated main chain, limiting the conjugation length. This study aimed synthesize and study the properties of random copolymers containing segments with different conjugation degrees randomly distributed in the chain and limited by no conjugated segments, and the study of the behaviour of these materials as active layer in a light emitting devices (PLEDs). To obtain random copolymers of poly [bis (fenilenovinileno)-stat-(1,8-bis-(2,6-dioximetano- 1, 4 - fenilenovinileno)-dioxioctano) -1,4-phenylene) (RBPV-DODM - PPV) have been used the Wittig route, from monomers: terephtaldeyde (a dialdeyde completely conjugated), 1.8 - bis (4 - formyl - 2.6 - dimethoxiphenoxi) octane (a dialdeyde interspaced by a saturated chain of eight methylene) and dichloride of 1.4 - a (triphenylphosphoniomethil) benzene. Three molars reasons x: y of dialdeydes monomers were used to synthesize the random polymers, obtaining various proportions and sizes of conjugated segments randomly distributed in the polymer chains. Infrared (IR) and ultravioletvisible (UVvis)spectroscopies, hydrogen nuclear magnetic resonance (1HNMR) spectrometry and differential scanning calorimetry(DSC) were used to characterize the prepared copolymersstructures. Polymers molecular weights were determined by gel permeation chromatography (GPC). The physical-chemical properties of these materials were analyzed by the molars reasons x: y used in the synthesis. And a statistical study was conducted to ascertain the probability of distribution of the various conjugated segments along the chain by these reasons. A study of the morphology and thickness of the polymer films as a function of the parameters of deposition was conducted in order to find out the best conditions to obtain homogeneous films with thickness in the order of 20 to 60 nm, necessary to achieve the best efficiencies in the polymer light emitting diode (PLEDs). For the manufacture of PLEDs ITO and Al were used as anode and cathode respectively, and a layer of 20nm of the statistical polymer as active matrix and electroluminescent. To facilitate the transport of charge carriers, layers of PEDOT: PSS and BPBD were placed between the film and polymer electrodes. Tests were also carried out with films of the molecule Alq-3 as layer electron carrier / injector. The devices had electroluminescence EL in almost the entire range of the visible spectrum, with maximum in the region of cyan, for the copolymer R55 and in the green, for the copolymer p37. Based on the Forster mechanism of energy transfer, we find that the films of these statistical polymers behave themselves as host-guest system, due to partial overlap of absorption and emission spectra of the polymers, occurring the transfer of excitons-singletes of the segments with largest gap for the smaller gap, and thus the displacement of the emission centers for the red.

Este trabalho teve como objetivo estudar a interação de polimetacrilato com vesículas de metacrilato de dioctadecildimetílamônio (DODAM) e brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). A fotoirradiação de vesículas de DODAM a formou polimetacrilato na superfície vesicular do polímero, através da polimerização do contra-íon. Vesículas polimerizadas foram mais estáveis frenta á adição de metanol do que vesículas não polimerizadas. A estabilização da bicamada vesicular foi confirmada com o aumento da retenção da carboxifluoresceína (CF). Vesículas injetadas de DODAM retiveram cerca de 25% de CF, enquanto que vesículas polimerizadas retiveram cerca de 75%. Experimentos de temperatura de transição de fase por turbidez e tensão superfícial mostraram que o polimetacrilato formado na superfície vesicular diminui a temperatura de transição de fase e reduz a cooperatividade. A interação de fosfatase alcalina (Fal) com vesículas de DODAM e colinametacrilato de dicetilfosfato (DCM) foi estudada, como um primeiro passo para a construção de um micro-reator. Foi observada a precipitação na presença de DODAM, mas não em presença de DCM. Isto pode ser explicado pela forte interação entre a superfície de vesículas de dioctadecildimetilamônio (bicamada com carga negativa) com a fosfatase alcalina (carga negativa). Esta precipitação não foi observada com vesículas de DCM (bicamada negativa). Experimentos de monocamada confirmaram estes resultados. DCM e DODAM formaram monocamadas mistas estáveis, sugerindo que vesículas mistas poderiam ser usadas para superar as interações eletrostáticas fortes entre os surfactantes e a enzima. / This work had as objective studying the interaction of polymethacrylate with dioctadecyldimethylammonium methacrylate (DODAM) and brornide (DODAB). The fotoirradiation of vesicular suspensions of DODAM formed polymethacrylate on the vesicle surface though counter-ion polymerization. Polymerized vesicles were more stables on methanol addition than non-polymerized vesicles. Bilayer stability was confirmed with the retention of carboxyfluorescein (CF). DODAM injected vesicles without polymerization retained about 25% of CF, while polymerized DODAM retained about 75%. Experiments of phase transition temperature by turbidity and surface tension showed that polymethacrylate formed at vesicle surface drops phase transition temperature and reduces cooperativity. Polymethacrylic acid and polymethacrylic acid containing rodhamine B covalently linked was used to monitor polymer-vesicle interaction. Experiments showed that the polymer interacts electrostatically with the DODAB bilayer, causing precipitation and or aggregation. The polymer, initially on a confonnation with many hipercoiled hydrophobic regions, opens as interacts with DODAB vesicles. The interaction of alkaline phosphatase (Fal) with vesicles of DODAM and colina-methacrylate dicetylphosphate (DCM) was studied, as a preliminary step for a micro-reactor construction. Precipitation was observed in presence of DODAM, but not in presence of DCM. This may be explained by the strong interaction between the surface of dioctadecyldimethy lammonium vesicles (positive charged bylayer) with Fal (negative charge). This precipitation was not observed with DCM vesicles (negative charged bilayer). Monolayer experiments confirm these results. Experiments showed that DCM and DODAM form stabled mixed monolayers. Suggesting that mixed vesicles could be tried to overcome strong electrostatic interactions between surfactants and enzyme.

Filmes de poli(fluoreto de vinilideno-co-trifluoretileno), P(VDF-IrFE), com uma razão molar 70/30 de VDF e IrFE, respectivamente, foram expostos à radiação-X sob vácuo em uma ampla faixa de doses de irradiação. Este é um copolímero estatístico e semi-cristalino que possui a especial característica de cristalizar espontaneamente numa estrutura ferroelétrica. Ele também possui uma transição de fase ferro-paraelétrica detectável, definida como a temperatura de Curie (Tc). Devido a estas características tem despertado considerável interesse, em especial na área da eletrônica como elemento transdutor. As modificações induzidas foram investigadas por espectroscopia fotoacústica no infravermelho (FT-IR/PAS), assim como FI-IR por transmitância, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (IG), difração de raios-X, UV/Visível e espectroscopia Raman. As técnicas espectroscópicas vibracionais (fotoacústica no IR, Raman e absorção no IR) foram utilizadas na identificação de bandas relacionadas às regiões cristalinas e amorfas, formação e rompimento de ligações e presença de novos grupos funcionais. Nos espectros IR e Raman são observadas duas bandas que estão relacionadas às regiões cristalinas e sofrem mudanças nas suas intensidades relativas de acordo com a dose de radiação. Essas mudanças podem ser interpretadas como aumento ou diminuição do grau de cristalinidade, e também em termos de modificações de arranjos cristalinos. A difração de raio-X mostrou o aparecimento de um pico, próximo àquele da fase ferroelétrica, sob aumento da dose de radiação, devido a um processo de modificação do arranjo cristalino acima da dose de 480 kGy. Foi observado um aumento de intensidade no referido pico de difração, correspondendo a um aumento do grau de cristalinidade da amostra. As curvas de DSC mostraram picos endotérmicos correspondentes a fusão e transições de fases que, através de suas variações, possibilitam avaliar os efeitos da irradiação com raios-X. Os espectros UV/Visível mostraram absorções dos cromóforos cujas intensidades de banda aumentam com a dose de radiação e diminuem durante o envelhecimento da amostra. Os dados indicam que a radiação-X induz uma modificação no arranjo cristalino do P(VDF-TrFE). Tal modificação, é provavelmente uma mudança de estrutura ferroelétrica para outra, paraelétrica. / Poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) films, P(VDF-TrFE), with a molar ratio 70/30 of VDF and TrFE units, respectively, were exposed to X-ray radiation under vacuum in a wide range of irradiation doses. This is a statistic semi-crystalline copolymer and displays the unique feature of a spontaneous crystallization into a ferroelectric structure. It also possesses a detectable ferro-paraelectric transition, the Curie temperature (Tc). Due to these characteristics considerable interest in such copolymer has been generated, specially in electronics as a transducer element. The induced modifications were investigated by Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FT-IR/PAS) as well as transmittance FT-IR, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), X-ray diffraction, UV/Visible and Raman spectroscopies. The spectroscopic vibrational techniques (FT-IR/PAS, FT-IR and Raman) were used to identify bands related to crystalline and amorphous regions, bond formation, bond scission and presence of new functional groups. In both IR and Raman spectra were observed a couple of bands related to the crystalline regions that undergo changes of relative intensities with the radiation dose. These changes may be interpreted as an increase or decrease of the crystallinity degree, and also modifications of crystal structure. X-ray diffraction showed a new peak, close to that of the ferroelectric phase, under increasing radiation doses, due to a modification of crystal structure process above 480 kGy dose. An increase in the intensity of the former diffraction peak was observed, corresponding to an increase in the crystallinity degree. The DSC curves showed the endothermic peaks corresponding to the melting and the phase transitions, whose variations allow an evaluation of the effects of X-ray radiation. UV/Visible spectra showed chromophores absorptions whose band intensities increase by radiation dose and decrease during sample\'s aging. The data indicate that P(VDF-TrFE) under X-ray radiation exposition undergoes a crystal structure modification, probably a change of a ferroelectric structure to another one, paraelectric.

Filmes de poli(fluoreto de vinilideno-co-trifluoretileno), P(VDF-IrFE), com uma razão molar 70/30 de VDF e IrFE, respectivamente, foram expostos à radiação-X sob vácuo em uma ampla faixa de doses de irradiação. Este é um copolímero estatístico e semi-cristalino que possui a especial característica de cristalizar espontaneamente numa estrutura ferroelétrica. Ele também possui uma transição de fase ferro-paraelétrica detectável, definida como a temperatura de Curie (Tc). Devido a estas características tem despertado considerável interesse, em especial na área da eletrônica como elemento transdutor. As modificações induzidas foram investigadas por espectroscopia fotoacústica no infravermelho (FT-IR/PAS), assim como FI-IR por transmitância, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (IG), difração de raios-X, UV/Visível e espectroscopia Raman. As técnicas espectroscópicas vibracionais (fotoacústica no IR, Raman e absorção no IR) foram utilizadas na identificação de bandas relacionadas às regiões cristalinas e amorfas, formação e rompimento de ligações e presença de novos grupos funcionais. Nos espectros IR e Raman são observadas duas bandas que estão relacionadas às regiões cristalinas e sofrem mudanças nas suas intensidades relativas de acordo com a dose de radiação. Essas mudanças podem ser interpretadas como aumento ou diminuição do grau de cristalinidade, e também em termos de modificações de arranjos cristalinos. A difração de raio-X mostrou o aparecimento de um pico, próximo àquele da fase ferroelétrica, sob aumento da dose de radiação, devido a um processo de modificação do arranjo cristalino acima da dose de 480 kGy. Foi observado um aumento de intensidade no referido pico de difração, correspondendo a um aumento do grau de cristalinidade da amostra. As curvas de DSC mostraram picos endotérmicos correspondentes a fusão e transições de fases que, através de suas variações, possibilitam avaliar os efeitos da irradiação com raios-X. Os espectros UV/Visível mostraram absorções dos cromóforos cujas intensidades de banda aumentam com a dose de radiação e diminuem durante o envelhecimento da amostra. Os dados indicam que a radiação-X induz uma modificação no arranjo cristalino do P(VDF-TrFE). Tal modificação, é provavelmente uma mudança de estrutura ferroelétrica para outra, paraelétrica. / Poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) films, P(VDF-TrFE), with a molar ratio 70/30 of VDF and TrFE units, respectively, were exposed to X-ray radiation under vacuum in a wide range of irradiation doses. This is a statistic semi-crystalline copolymer and displays the unique feature of a spontaneous crystallization into a ferroelectric structure. It also possesses a detectable ferro-paraelectric transition, the Curie temperature (Tc). Due to these characteristics considerable interest in such copolymer has been generated, specially in electronics as a transducer element. The induced modifications were investigated by Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FT-IR/PAS) as well as transmittance FT-IR, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), X-ray diffraction, UV/Visible and Raman spectroscopies. The spectroscopic vibrational techniques (FT-IR/PAS, FT-IR and Raman) were used to identify bands related to crystalline and amorphous regions, bond formation, bond scission and presence of new functional groups. In both IR and Raman spectra were observed a couple of bands related to the crystalline regions that undergo changes of relative intensities with the radiation dose. These changes may be interpreted as an increase or decrease of the crystallinity degree, and also modifications of crystal structure. X-ray diffraction showed a new peak, close to that of the ferroelectric phase, under increasing radiation doses, due to a modification of crystal structure process above 480 kGy dose. An increase in the intensity of the former diffraction peak was observed, corresponding to an increase in the crystallinity degree. The DSC curves showed the endothermic peaks corresponding to the melting and the phase transitions, whose variations allow an evaluation of the effects of X-ray radiation. UV/Visible spectra showed chromophores absorptions whose band intensities increase by radiation dose and decrease during sample\'s aging. The data indicate that P(VDF-TrFE) under X-ray radiation exposition undergoes a crystal structure modification, probably a change of a ferroelectric structure to another one, paraelectric.

Neste trabalho estudou-se o processo de polimerização de estireno em miniemulsão, através do monitoramento in-line da conversão do monômero e do tamanho das partículas geradas durante o processo de polimerização, através das técnicas espectroscópicas de Infravermelho Próximo (Near Infra Red - NIR) e Raman. As medições off-line de conversão foram feitas através de gravimetria e do tamanho das partículas através de Espalhamento Dinâmico de Luz (Dynamic Light Scattering - DLS). Também foi objeto deste estudo a modelagem matemática do process de polimerização em miniemulsão, assim como sua simulação utilizando o programa Matlab. A metodologia adotada para a obtenção dos resultados envolveu o trabalho experimental de monitoramento da síntese de poliestireno em miniemulsão utilizando iniciador hidrossolúvel (persulfato de potássio), tensoativo (lauril sulfato de sódio) e co-estabilizantes (hexadecano e poliestireno) e equipamento rotor-estator, Ultra Turrax T25, para obtenção da miniemulsão. O modelo matemático envolveu a determinação de equações fenomenológicas representativas do sistema em questão, prevendo as possíveis variações na cinética e fenômenos físico-químicos, decorrentes de variações na formulação prevendo inclusive os mecanismos de nucleação existentes em função da concentração de tensoativo utilizado. Como resultado, este trabalho validou as metodologias avaliadas para monitoramento da conversão e diâmetro das partículas poliméricas e também, ao comparar as metodologias avaliadas, identificou a espectroscopia NIR como metodologia preferencial por não exigir preparação da amostra, fornecer respostas em tempo real, sem defasagem de tempo e também por permitir coletar espectros com pequenos intervalos de tempo, garante melhor precisão e evita a perda de informações do processo. / In this work, is the development of a detailed study of the miniemulsion polymerization process monitoring monomer conversion and particle size along process. Near Infrared Spectroscopy (Near Infra Red - NIR) and Raman Spectroscopy were used to conversion and diameter determination. Gravimetric analyses were used to conversion determination. Dynamic Light Scattering (Dynamic Light Scattering - DLS) to particle size determination. It was also object of this study the Mathematical Modeling of Miniemulsion Polymerization Reaction Kinetic, as well as it simulation using Matlab software. The methodology used to obtain the results involved experimental work to synthesize and monitor miniemulsion polystyrene using water-soluble initiator (potassium persulfate), stabilizer (sodium lauryl sulfate) and co-stabilizers (hexadecane and polystyrene) and rotor-stator equipment Ultra Turrax T25 for miniemulsion obtaining. The mathematical model involved the determination of representative phenomenological equations this system, anticipating the possible variations in kinetics and physical-chemical phenomena, resulting from formulation variations mainly by verifying the surfactant concentration [S] to determine the existing nucleation mechanism when compared with the same surfactant critical micelle concentration [CMC]. The provided mechanisms are: micellar nucleation to [S] [CMC], droplets nucleation and homogeneous nucleation to [S] < [CMC]. As a result, this study validated the proposed methods for monitoring conversion and polymer particles diameter and also compare the evaluated methodologies, identifying NIR spectroscopy as a differential method among others for not to require sample preparation, supply answers in real time, no time delay and also to perform in shorter intervals, preventing the loss of process information.

In the present work, a super water-absorbent poly(acrylic acid) was synthetized by inverse suspension polymerization, using Span60 as the dispersant, toluene as the dispersing organic phase, trimethylolpropane triacrylate as the crosslinking agent, and sodium persulfate as the initiator. The synthesis was conducted in a small-scale glass reactor operated in semi-batch mode. The following reaction conditions were evaluated: effects of initiator concentration, temperature, percentage of multifunctional cross-linker agent and monomer concentration. Also, two important properties were determined, conversion and gel fraction. A kinetic model including a population balance was employed to simulate the process. The proposed model uses the numerical fractionation technique and is capable of predicting the pre-gel and post-gel properties, the effect of the crosslinking agent level on the polymer properties and the dynamic of gelation. The model was compared with the experimental results and showed a satisfactory representation of the system after parameter adjusting. / No presente trabalho, o poli (ácido acrílico) super-absorvente foi sintetizado por polimerização em suspensão inversa, usando Span 60 como o dispersante, tolueno como fase orgânica, trimetilolpropano triacrilato como agente de reticulação e persulfato de sódio como iniciador. A síntese foi conduzida num reator de vidro em escala de bancada, operado em modo semi-batelada-batelada. As seguintes condições da reação foram avaliadas: os efeitos da concentração de iniciador, a temperatura, a porcentagem de agente de reticulação multifuncional e a concentração de monómero. Além disso, foram determinadas propriedades importantes, como a conversão e a fração de gel. Da mesma forma, foi desenvolvido um modelo de balanço populacional para simular o processo em conjunto com a técnica de fracionamento numérico, que é capaz de prever as propriedades pré-gel e pós-gel, o efeito do nível do agente de reticulação no polímero e as propriedades da dinâmica de gelificação. O modelo foi comparado com os resultados experimentais e mostrou uma representação satisfatória do sistema após o ajuste dos parâmetros.

Esta tese envolveu a síntese de 11 precursores poliméricos inéditos, derivados de bifenilos e terfenilos, substituídos por grupos receptores e doadores de elétrons, por meio de reações de acoplamento de Suzuki. Tais precursores foram convertidos aos respectivos polímeros, poli(p-xilileno)s e poli(p-fenileno vinileno)s, via redução catódica, conduzindo a um total de 11 polímeros, sendo dez deles inéditos. Os polímeros obtidos foram caracterizados por métodos espectroscópicos (UV-VIS, IV, RMN), análises térmicas, SEC e medidas de condutividade elétrica pós-dopagem. Um dos polímeros foi empregado na construção de dispositivos metal/polímero/metal (\"sanduíche\"), que permitiram a determinação da mobilidade dos portadores de carga, bem como da altura de barreira para injeção de elétrons na junção metal/polímero. / The synthesis via Suzuki coupling reaction of 11 new biphenylenic and terphenylenic polymer precursors, substituted by long-chain electron donating or withdrawing groups, is described. The electrochemical reduction of these precursors led to the corresponding poly(p-xylylene)s and poly(p-phenylene vinylene)s. Ten out of the 11 generated polymers have been never described before. AII the polymers were fully characterised by spectroscopic (UV-VIS, IR, NMR) and thermal analyses, as well as by SEC and electrical conductivity measurements of iodine-doped specimens. The positive charge carrier mobility and the barrier height for electron injection (metal/polymer) could be determined through I x V investigations of sandwich devices (metal/polymer/metal) for one of the polymers.

Este trabalho teve como objetivo estudar a interação de polimetacrilato com vesículas de metacrilato de dioctadecildimetílamônio (DODAM) e brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). A fotoirradiação de vesículas de DODAM a formou polimetacrilato na superfície vesicular do polímero, através da polimerização do contra-íon. Vesículas polimerizadas foram mais estáveis frenta á adição de metanol do que vesículas não polimerizadas. A estabilização da bicamada vesicular foi confirmada com o aumento da retenção da carboxifluoresceína (CF). Vesículas injetadas de DODAM retiveram cerca de 25% de CF, enquanto que vesículas polimerizadas retiveram cerca de 75%. Experimentos de temperatura de transição de fase por turbidez e tensão superfícial mostraram que o polimetacrilato formado na superfície vesicular diminui a temperatura de transição de fase e reduz a cooperatividade. A interação de fosfatase alcalina (Fal) com vesículas de DODAM e colinametacrilato de dicetilfosfato (DCM) foi estudada, como um primeiro passo para a construção de um micro-reator. Foi observada a precipitação na presença de DODAM, mas não em presença de DCM. Isto pode ser explicado pela forte interação entre a superfície de vesículas de dioctadecildimetilamônio (bicamada com carga negativa) com a fosfatase alcalina (carga negativa). Esta precipitação não foi observada com vesículas de DCM (bicamada negativa). Experimentos de monocamada confirmaram estes resultados. DCM e DODAM formaram monocamadas mistas estáveis, sugerindo que vesículas mistas poderiam ser usadas para superar as interações eletrostáticas fortes entre os surfactantes e a enzima. / This work had as objective studying the interaction of polymethacrylate with dioctadecyldimethylammonium methacrylate (DODAM) and brornide (DODAB). The fotoirradiation of vesicular suspensions of DODAM formed polymethacrylate on the vesicle surface though counter-ion polymerization. Polymerized vesicles were more stables on methanol addition than non-polymerized vesicles. Bilayer stability was confirmed with the retention of carboxyfluorescein (CF). DODAM injected vesicles without polymerization retained about 25% of CF, while polymerized DODAM retained about 75%. Experiments of phase transition temperature by turbidity and surface tension showed that polymethacrylate formed at vesicle surface drops phase transition temperature and reduces cooperativity. Polymethacrylic acid and polymethacrylic acid containing rodhamine B covalently linked was used to monitor polymer-vesicle interaction. Experiments showed that the polymer interacts electrostatically with the DODAB bilayer, causing precipitation and or aggregation. The polymer, initially on a confonnation with many hipercoiled hydrophobic regions, opens as interacts with DODAB vesicles. The interaction of alkaline phosphatase (Fal) with vesicles of DODAM and colina-methacrylate dicetylphosphate (DCM) was studied, as a preliminary step for a micro-reactor construction. Precipitation was observed in presence of DODAM, but not in presence of DCM. This may be explained by the strong interaction between the surface of dioctadecyldimethy lammonium vesicles (positive charged bylayer) with Fal (negative charge). This precipitation was not observed with DCM vesicles (negative charged bilayer). Monolayer experiments confirm these results. Experiments showed that DCM and DODAM form stabled mixed monolayers. Suggesting that mixed vesicles could be tried to overcome strong electrostatic interactions between surfactants and enzyme.

Neste trabalho foram sintetizados a poli-2-etinilpiridina (P2EP), poli-4etinilpiridina (P4EP), o iodeto de poli(2-N-t-butilpiridiniumilacetileno) (P2EPtBu) e a poli-&#946;-etinilnaftaleno (P&#946:EN), os quais são poliacetilenos substituídos. Estes polímeros, juntamente com o cloreto de poli(2-piridínio-2-piridilacetileno) (P2EPH), foram caracterizados por espectroscopia vibracional no infravermelho e Raman. Estes polímeros apresentaram variação na posição das bandas Raman com a energia da radiação excitante - chamada dispersão Raman ou fotosseletividade - da ordem de 10 cm-1, bem inferior ao apresentado pelo poliacetileno (cerca de 60 cm-1). Este deslocamento foi interpretado utilizando-se dois dos modelos existentes para descrever este fenômeno: o Modelo de Modo de Amplitude (AMM) e o Modelo de Coordenada de Conjugação Efetiva (ECCM), os quais fornecem informações sobre a estrutura polimérica e sobre seus níveis eletrônicos. Utilizando-se o AMM foi possível obter informações sobre os níveis eletrônicos excitados de mesma simetria que o estado eletrônico fundamental. Por outro lado, o ECCM, com a ajuda de cálculos DFT, mostrou diferenças na extensão da conjugação e no grau de dimerização entre o P2EP na forma cis e trans e indicou que este polímero apresentava, predominantemente, a estrutura cis, fato este confirmado pelos espectros no infravermelho. A dopagem com I2 provocou efeitos diferentes na estrutura dos polímeros. Os espectros no infravermelho dos polímeros dopados indicaram que o P2EP e o P2EPH apresentaram aumento na quantidade de segmentos cis enquanto o P2EPtBu apresentou diminuição na quantidade desses segmentos. Os espectros Raman dos polímeros dopados confirmaram os dados dos espectros no infravermelho. Esta diferença foi interpretada como sendo devida à diferença no volume do substituinte, pois grupos volumosos favorecem o isômero trans-cisóide onde a distância entre os substituintes é maior. A dopagem também levou a um aumento na condutividade dos polímeros, porém os valores de condutividade obtidos foram bem inferiores que os apresentados pelo poliacetileno dopado (10-5 a 10-7 contra 102 S cm-1, tipicamente). / In this work poly-2-ethynylpyridine (P2EP), poly-4-ethynylpyridine (P2EP), poly(2-N-t-butylpyridiniumylacetylene) iodide (P2EPtBu) and poly-&#946;-pethynylnaphthalene (P&#946;EN) were synthesized. These polymers, which are polyacetylenes derivatives, and poly(2-pyridinium-2-pyridylacetylene) chloride (P2EPH) were analyzed by vibrational techniques. It was observed that some Raman band positions shifted when excitation energy was changed, however this shift (ca. 10 cm-1) was substantially smaller than the presented by polyacetylene (ca. 60 cm-1). This phenomenon called Raman dispersion or photoselectivity - was examinated using Amplitude Mode Model (AMM) and Effective Conjugation Coordinate Model (ECCM) and gave us important information about polymer structure and its electronic energies levels. Using AMM it was possible to infere information about electronic excited states with the same symmetry of the electronic ground state. ECCM gave us evidences about differences in conjugation extension and dimerization degree between cis and trans structures. Besides this, ECCM was successful in indicating cis structure to P2EP. Infrared spectrum confirmed that this polymer is mainly cis. I2 doping of P2EP, P2EPH and P2EPtBu provoked differents perturbations in these systems. P2EP and P2EPH increased their cis segments amount, as showed by infrared spectra. On the other hand, this doping induced the decrease of cis segments in P2EPtBu. Raman spectroscopy supported these conclusions too. This difference was interpretated as due to the side group volume, which could favour one or another isomerization. Electronic conductivity increased by doping for all these three polymers, however the conductivity is considerably lower than the presented by polyacetylene (from 10-5 to 10-7 S cm-1 for these substituted polyacetylenes against typically 10-2 S cm-1 for polyacetylene).