Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2008 / Made available in DSpace on 2012-10-24T00:53:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Partículas poliméricas com morfologia complexa, como a do tipo casca-núcleo (core-shell, em inglês), oferecem vantagens sobre partículas convencionais como a modificação da superfície das partículas e o melhoramento de propriedades como a resistência mecânica, fato que justifica o aumento do número de estudos nessa área. Na presente Tese de Doutoramento, a síntese de partículas em sistemas de polimerização em suspensão semeada é apresentada como uma alternativa para a obtenção de partículas expansíveis com morfologia do tipo casca-núcleo, utilizando partículas de poliestireno como sementes e metacrilato de metila (MMA) como formador da casca. De forma a compreender melhor os fenômenos envolvidos na polimerização do MMA, foi estudada a polimerização em suspensão desse monômero e a posterior expansão das partículas de poli(metacrilato de metila) (PMMA). Em relação à síntese do PMMA em suspensão, os resultados demonstraram a necessidade de um método efetivo para evitar a inibição da reação pelo oxigênio, como o uso de ácido ascórbico ou a injeção de nitrogênio no meio reacional. A distribuição de tamanho de partículas final se mostrou sensível à taxa de agitação, à concentração e ao tempo de adição do estabilizante. A expansão das partículas de PMMA puro indicou que a morfologia e a massa específica dependem da temperatura e do tempo de expansão. Em relação à síntese das partículas casca-núcleo, a morfologia se mostrou dependente da forma de alimentação do monômero-casca e da concentração de iniciador. Maiores tempos de inchamento permitiram a maior entrada de MMA nas sementes, aumentando assim a espessura da casca e a quantidade de PMMA formado sobre elas. A diminuição da concentração de iniciador levou ao aumento no tamanho dos domínios de PMMA. Os resultados sugeriram que a interação entre a transferência de massa de monômero e iniciador para o interior das sementes e a cinética de polimerização é determinante na formação da casca. A formação de partículas secundárias nanométricas também foi investigada e os resultados sugeriram que os mecanismos de nucleação homogênea e de estabilização/polimerização das gotas de monômero estão envolvidos na sua formação. Após a expansão, a morfologia casca-núcleo foi mantida para a maioria das condições utilizadas, com células de tamanhos distintos no núcleo e na periferia da partícula. As partículas expandidas resistiram à dissolução quando imersas em um solvente do poliestireno, demonstrando que a resistência química foi aumentada mesmo com a adição de pequenas proporções de PMMA. / In the last decades, open literature has registered an increase in the number of studies on polymeric particles with core-shell or other types of complex morphology, because these particles present remarkable advantages over conventional ones such as the modification of surface properties and the improvement of mechanical resistance. In this thesis, the synthesis of particles by seeded suspension polymerization is presented as a feasible alternative to obtain expandable core-shell particles. Polystyrene particles and methyl methacrylate (MMA) were used as seeds and shell monomer, respectively. As an attempt to better understand the phenomena involved in MMA polymerization, studies on the conventional suspension polymerization and the synthesis of expandable PMMA particles were accomplished. Results showed that a methodology to efficiently avoid the inhibition by atmospheric oxygen must be implemented, such as the use of ascorbic acid or the injection of gaseous nitrogen in the reaction medium. It was demonstrated that the stirring rate, the stabilizer concentration and the way it was fed in the reactor can be used to manipulate the final particle size distribution. The morphology and the final specific weight of the expanded PMMA particles were both dependent of the temperature and the heating time during the expansion process. In the study on the core-shell synthesis, particle morphology demonstrated to be highly dependent on the way shell monomer was fed in the reactor as well on the initiator concentration. The increase in swelling time increased the time allowed to monomer and initiator to migrate into the seeds, leading to an increase in shell thickness and in the fraction of PMMA formed in the core-shell particles. PMMA clusters size increased with decreasing initiator concentration. Results also suggested that shell formation is determined by the interplay between polymerization kinetics and mass transfer of monomer/initiator to the seeds. The formation of secondary nanometric PMMA particles was also investigated by the use of monomers and initiators with distinct water solubility degrees and results indicated that homogeneous nucleation and monomer droplets polymerization are mechanisms involved in secondary particles formation. After the expansion, the particles presented a core-shell morphology with different cell sizes on the center and on their outer region. They were immersed in a polystyrene solvent and resisted without being totally dissolved, showing that the chemical resistance was improved even when small fractions of PMMA were present as a shell in the particles.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:43:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273669.pdf: 1511206 bytes, checksum: 6c37db2d008415ec8e6b7d514e2484ef (MD5) / O poliestireno expandido (EPS), devido às suas propriedades aliadas a um baixo custo, é um dos polímeros mais consumidos atualmente. É utilizado principalmente como embalagens e outros produtos descartáveis. No entanto, como consequência de sua dificuldade de degradação uma quantidade crescente de resíduos tem sido produzido, sendo necessário solucionar o problema de sua gestão. Uma alternativa para diminuir o tempo de sua permanência no meio ambiente, estudada neste trabalho, é a incorporação de um aditivo pró-degradante com o objetivo de tornar esse polímero oxi-biodegradável. O aditivo, na forma de masterbach, foi incorporado durante a etapa de polimerização. Ensaios de caracterização indicaram a presença do cobalto como componente ativo, disperso numa matriz de poliestireno. Até a concentração testada, a sua incorporação não alterou a cinética da reação. Porém, ensaios de absorção atômica mostraram que parte do cobalto tende a ser lixiviado para o meio contínuo durante a polimeriza- ção por suspensão, alterando as características desejadas do produto final. Foram obtidos amostras de PS com 0,0; 0,5; 1,0; 3,0 e 5,0 % de aditivo incorporado. Corpos de prova do EPS foram oxidados por radiação UV e calor em uma câmara de envelhecimento acelerado por 15 dias. O envelhecimento foi caracterizado visualmente pelo "amarelamento" do polímero e quantificado por análise dos pixels de fotografias das amostras. A caracterização química por FTIR mostrou que os produtos formados durante a oxidação são os mesmos tanto para o EPS sem aditivo como para o aditivado. Por espectroscopia de UV-visível também foi possível evidenciar que o aditivo acelerou o processo de oxidação devido ao aumento da concentração de grupamentos cromóforos. A biodegradabilidade foi verificada por meio do teste de biodegradação imediata, utilizando o EPS com 5,0% de aditivo e 15 dias de envelhecimento acelerado. Por meio da produção de CO2 gerada pelas amostras durante o teste, verificou-se uma menor atividade microbiana, em relação aos tratamentos de controle indicando por um efeito inibitório de algum produto da oxidação. Ensaios de MEV revelaram um número pequeno de colônias de micro-organismos. Apesar de se observar uma superfície bastante erodida pela oxidação o tamanho dos produtos de degradação apresenta dimensões muito superior ao tamanho dos micro-organismos, o que pode estar ainda indisponível aos micro-organismos, necessitando um maior tempo para a adaptação dos mesmos.

Dissertação de Mestrado – DM apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Este trabalho descreve a preparação e caracterização de três novos polímeros fluorescentes a base de poliestirenos fotoativos de estado sólido, baseados em corantes monoméricos ESPIT de acriloilamida que foram obtidos por reação de polimerização via radicalar convencional. A emissão de fluorescência por transferência de próton intramolecular de estado excitado (ESIPT) possui propriedades fotoquímicas e fotofísicas únicas que as tornam atrativas do ponto de vista sintético e tecnológico. As estruturas químicas dos polímeros foram caracterizadas por eletroquímica, ressonância magnética (RMN) de 1H, espectroscopia de infravermelho (FTIR) e cromatografia de exclusão de tamanho (SEC). As propriedades térmicas foram estudadas por termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), que indicaram polímeros estáveis termicamente e semelhantes ao poliestireno. UV-Vis e fluorescência em solução também foram aplicadas para caracterizar seu comportamento fotofísico. Os monômeros e polímeros presentes absorveram no comprimento de onda ultravioleta (UV) de aproximadamente 338 nm. A emissão com grande deslocamento de Stokes (40 nm) ocorreu em aproximadamente 478 nm, localizada na região azul-verde, com absortividade molar (ε = 1,1x10-4 L mol-1 cm-1) referente a transições do tipo π→π*. Os valores obtidos para o intervalo de banda eletroquímica foram: 3,02 eV (PM1), 2,66 eV (PM2) e 2,62 eV (PM3). Os novos polímeros fluorescentes a base de poliestirenos fotoativos (ESIPT) apresentam fluorescência (~ 540 nm), e se auto associaram em nanopartículas (NP) no tamanho 149, 111 e 170 nm, com morfologia vesicular, demonstrando que além de serem altamente fluorescentes no estado sólido, em filmes e em solução, podem atuar como nano sensores confirmando sua aplicação tecnológica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T08:19:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 238880.pdf: 4726688 bytes, checksum: 4a610e48fa94f20180fa620ea094da4c (MD5) / O poliestireno expansível, EPS, pode ser definido como uma matriz polimérica onde se encontra impregnado um agente de expansão. Esse agente de expansão é um fluido que, pelo aumento da temperatura, aumenta seu volume e força a partícula a se expandir. O EPS convencional, aquele disponível comercialmente, utiliza hidrocarbonetos voláteis como agente de expansão. O emprego de novas substâncias, que poderiam atuar como promotor de expansão é uma alternativa para a redução de custo do produto final e tem sido reportado nos últimos anos. Particularmente, a diminuição da quantidade de hidrocarbonetos voláteis, através da utilização dos mesmos em conjunto com a água, apresenta-se como uma possibilidade de interesse. Este trabalho apresenta uma metodologia para a obtenção de EPS utilizando em conjunto água e pentano como agentes de expansão. Sucintamente, promoveu-se a incorporação da água e do pentano nas pérolas de poliestireno para, assim, dotá-lo da capacidade de expandir. A água foi pulverizada, ou aspergida, sobre o monômero e, pela ação do surfactante, um sistema em emulsão foi formado. O produto final foi produzido em suspensão e a reação seguiu até que as gotas do monômero fossem convertidas em pérolas sólidas contendo 13,86% do agente de expansão (água) espalhado no seu interior, onde foi então realizada a injeção de pentano na suspensão, obtendo-se incorporação efetiva de 2,45%, 2,62% e 5,94%. A temperatura de transição vítrea (Tg) do material obtido foi de 66,23º C. Os valores de massa molar média ponderal situaram-se em torno de 183.000 g/gmol, e massa molar média numérica em torno de 157.000 g/gmol. Foram também determinados o diâmetro médio e distribuição do tamanho das partículas, os quais se situaram na faixa de 991 m a 2.362 m, o diâmetro médio e dispersão dos diâmetros das gotas de água incorporada e a dimensão média e dispersão das células formadas após a expansão, resultando em uma razão de expansão de 3,43 vezes. O material foi obtido em ampliação de escala em reatores sem semelhança geométrica, e os resultados foram reproduzidos quanto à incorporação dos agentes de expansão e estrutura celular. O comportamento do material e as propriedades determinadas mostraram que a técnica de produção implementada foi eficaz e sugerem que o uso do conjunto de água e pentano como agentes de expansão é uma alternativa viável.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327994.pdf: 1803321 bytes, checksum: 56a909b73b9a9f302a055a42abe66ab2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Com a crescente preocupação a respeito da poluição hídrica e as possíveis doenças que possam ser causadas através da contaminação com protozoários, surge a filtração em margem como uma das possíveis soluções para o problema, já que pode remover através de filtração os organismos que são resistentes a desinfecção química e algumas vezes podem acabar atingindo as redes de distribuição. Sendo assim, este trabalho objetivou avaliar a eficiência da filtração em margem em colunas de sedimento para remoção de Cryptosporidium spp. através do uso microesferas de poliestireno para simulação deste protozoário. Para consecução desta pesquisa, foi realizado um estudo contendo 5 colunas filtrantes a fim de simular os primeiros metros da filtração em margem, onde foram aplicadas as microesferas simuladoras do protozoário Cryptosporidium spp. Previamente a aplicação das microesferas, procurou-se identificar a quantidade de tempo necessária para que o sistema piloto fosse considerado aclimatado. O controle da qualidade da água produzida pela filtração em margem foi realizado através do monitoramento dos seguintes os parâmetros: carbono orgânico total, coliformes totais, condutividade, cor aparente, cor verdadeira, E. Coli, oxigênio dissolvido, pH, sólidos dissolvidos totais, temperatura e turbidez. A análise das microesferas de poliestireno foi realizada em microscópio de fluorescência. Com base nos resultados obtidos, considera-se aclimatado o sistema piloto após 45 dias de operação, pois nessa altura já é possível alcançar resultados suficientemente bons para se enquadrarem na Portaria nº 2914/2011. Foi também possível concluir que a filtração em margem mostrou-se efetiva na remoção de microesferas de poliestireno a partir de 3 m de leito filtrante. No que diz respeito a turbidez como indicador da presença de Cryptosporidium spp., considera-se que este não corresponde a um indicador confiável, pois houve a presença das microesferas de poliestireno até mesmo quando a turbidez alcançava valores menores que 0,5 uT, como recomenda a legislação brasileira.<br> / Abstract : With the increasing concern about water pollution and possible diseases that may be caused by contamination with protozoa, rises the bank filtration as a possible solution to the problem, since it can remove by filtration, organisms that are resistant to chemical disinfection and can sometimes end up reaching the distribution networks. Thus, this study aimed to evaluate the efficiency of bank filtration by sediment columns for the removal of Cryptosporidium spp. through the use of microspheres for simulation of this protozoan. To achieve this research, was performed a study containing 5 filter columns to simulate the first few meters of bank filtration, where the microspheres simulating the protozoan Cryptosporidium spp. was applied. Previously the application of microspheres, sought to identify the amount of time required for the pilot system to be considered acclimated. The control of the water quality produced by bank filtration was performed by monitoring the following parameters: total organic carbon, total coliform, conductivity, apparent color, true color, E. Coli, dissolved oxygen, pH, total solids dissolved, temperature and turbidity. The analysis of polystyrene microspheres was performed with a fluorescence microscope. Based on the results obtained, it is considered acclimated the pilot system after 45 days of operation, because then it is possible to achieve results good enough to fit the Brazilian legislation. It was also concluded that the bank filtration proved to be effective in the removal of polystyrene microspheres from 3 m filter bed. Regarding the turbidity as an indication of the presence of Cryptosporidium spp., it is considered that this does not correspond to a reliable indicator because there was the presence of polystyrene microspheres even when the turbidity reached values lower than 0,5 NTU, as recommended in Brazilian legislation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:54:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327495.pdf: 10822137 bytes, checksum: 86c8b2a9a4289a61e0e690b8fde50e5a (MD5) Previous issue date: 2014 / Blendas híbridas orgânico-inorgânicas contendo poliestireno (PS) e o precursor inorgânico poli(vinilsilazano) (HTTs), com os retardantes à chama trifenil fosfato (TFF), trifenilfosfano (TFFo) foram obtidos por mistura física direta em uma extrusora mono-rosca. O efeito retardante à chama foi caracterizado utilizando análises de termogravimentria (TGA), a aplicação do teste vertical ASTM D-635 e o teste de inflamabilidade UL94 HB. A interação química dos aditivos na matriz polimérica foi analisada utilizando a espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e a dispersão do precursor inorgânico e dos retardantes foi estudada pela espectroscopia por dispersão de raios X (EDS). As amostras apresentaram boa processabilidade e a adição do precursor alterou o aspecto do PS. Os resultados revelaram que a adição do precursor cerâmico e dos compostos organofosforados aumentaram a estabilidade térmica e a retardância à chama do PS significativamente, de acordo com a concentração de compostos adicionados nas blendas. O efeito sinérgico entre o retardante de fase gasosa trifenilfosfano e a formação de uma camada cerâmica causada pela adição de HTTs foi observada no produto final. Entretanto, a análise de EDS mostrou uma baixa dispersão do HTTs na matriz polimérica, tornando o material mais frágil quando comparado com o poliestireno puro.<br> / Abstract : Organic-inorganic hybrid blends containing polystyrene (PS) and the ceramic precursor vinylpolysilazane (HTTs), with the flame retardant additives triphenyl phosphate (TPP) and triphenylphosphine (TPPo) were obtainedby direct melt intercalation in a single screw extruder. The flame retardant effect was characterized using thermogravimetric analysis (TGA), ASTM D-635 vertical flammability test and standard UL 94 HB flammability test.The chemical interaction of the additives in the polymer matrix was analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM), and the dispersion of innorganic precursor and the flame retardants are studied by Energy dispersive Xray spectroscopy (EDS). The samples showed a good processability and the addition of innorganic precursor changed the aspect of the PS. The results revealed that the addition of ceramic precursor and organophosphorus compounds enhanced the thermal stability and flame retardancy of PS significantly according with the amount of compounds in the blends. The synergistic effect of gas phase flame retardant triphenylphosphine and the formation of a ceramic protective layer caused by the addition of HTTs was observed in the final product. However, the EDS analysis showed a low dispersion of the HTTs in the polymer matrix, making the material more fragile, compared with the pure polystyrene.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-08-15T20:42:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoComportamentoMecânico.pdf: 3095087 bytes, checksum: 470f00eb503673f20763984e6cb69076 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-25T16:22:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoComportamentoMecânico.pdf: 3095087 bytes, checksum: 470f00eb503673f20763984e6cb69076 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-25T16:22:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_EstudoComportamentoMecânico.pdf: 3095087 bytes, checksum: 470f00eb503673f20763984e6cb69076 (MD5) Previous issue date: 2011 / A crescente preocupação com o meio ambiente e o uso de produtos naturais tem contribuído fortemente para o uso de materiais derivados da biomassa, e em particular fibras vegetais. Algumas vantagens são atribuídas ao uso de fibras vegetais em muitas aplicações industriais quando comparado a fibras sintéticas. A fibra vegetal vem de fontes renováveis, é atóxica, de baixo custo e tem menor densidade. Outro aspecto importante a ser considerado no uso de fibras vegetais é a geração de empregos rurais e industriais. Assim, as implicações sociais e ambientais de seu uso também devem ser reconhecidas. No entanto, a rápida absorção e dessorção de água e a degradação de fibras vegetais podem representar características negativas. Assim, um estudo sobre o efeito do tratamento superficial das fibras vegetais, visando diminuir sua higroscopicidade e aumentar sua durabilidade é necessário para a que estas possam substituir com sucesso as fibras sintéticas. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi analisar o comportamento mecânico de um solo granular reforçado com a inclusão aleatória de fibras de curauá e sisal, naturais e superficialmente tratadas com soluções de EPS (poliestireno expandido) e CAP (cimento asfáltico de petróleo). Estas fibras foram misturadas ao solo granular para a avaliação da influência de tais materiais na melhoria das propriedades mecânicas da mistura. A fim de caracterizar o desempenho destas fibras foram realizadas caracterização química, microscopia eletrônica de varredura (SEM), análise dinâmico mecânica (DMA) e análises microbiológicas. Também uma série de ensaios geotécnicos foram realizados sobre as amostras com 0% e 0,50% de teor de fibra e 24, 36 e 50 mm de comprimento. A influência do teor e comprimento de fibras sobre as propriedades do solo arenoso reforçado foram estudadas através de ensaios triaxiais drenados. Os resultados indicaram que a inclusão de fibras vegetais melhora as propriedades geotécnicas das amostras. Observou-se que o reforço fibroso aumenta a resistência ao cisalhamento de pico e os parâmetros de resistência ao cisalhamento das amostras de solo em ensaios de compressão triaxial. Constatou-se que a adição de fibras vegetais naturais e tratadas confere melhoria significativa no comportamento mecânico deste solo, e o potencial das fibras de curauá e sisal como elemento de reforço. Os polímeros utilizados foram adequados à análise proposta, cobrindo a superfície das fibras vegetais e aumentando sua durabilidade. ____________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The increasing concern about the environment and the use of natural products has strongly contributed to the use of materials derived from biomass, and in particular vegetal fibers. Some advantages are attributed to the use of vegetal fibers in many industrial applications when compared to synthetic fibers. The vegetal fiber comes from renewable sources; it is nontoxic, shows low cost and have lower density. Another important aspect to be considered in the use of vegetal fibers is the generation of rural and industrial jobs. Thus, social and environmental implications of their use should also be recognized. However, the rapid absorption and desorption of water and degradation of vegetal fibers can represent negative characteristics. Thus, a study of the effect of vegetal fibers surface treatment in order to decrease its hygroscopicity and increase its durability is necessary for the successful replacement of synthetic fibers by these fibers. In this context, the aim of this research was to analyze the mechanical behavior of a granular soil reinforced with random inclusion of curauá and sisal fibers, natural and superficially treated with solutions of EPS (expanded polystyrene) and CAP (asphalt). These fibers were mixed to the granular soil to evaluation the influence of such materials on the mechanical properties improvement of the mixture. In order to characterize the performance of these fibers, chemical characterization, scanning electron microscopy (SEM), dynamic mechanical analysis (DMA) and microbiological analysis were employed. Also a series of geotechnical laboratory tests were performed on the specimens with 0% and 0.50% fiber content and 24, 36 and 50 mm in length. The influence of fiber content and length of fiber on the reinforced sandy soil properties were studied by drained triaxial tests. The test results indicated that the inclusion of vegetal fibers increases the geotechnical properties of the specimens. It was observed that fiber reinforcement increases the peak shear strength and shear parameters of the soil samples in compression triaxial tests. Through the obtained results, it was observed that the addition of natural and treated vegetal fibers conferred significant improvement to the mechanical behavior of this soil, and it was shown the curauá and sisal fibers potential as soil reinforcement. The polymers used were suitable to the proposed analysis, covering the vegetal fibers surface and increasing their durability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337581.pdf: 1757796 bytes, checksum: 4534cf78b949384c406e3ce8dee3ccae (MD5) Previous issue date: 2015 / Nanocompósitos são materiais onde ao menos um dos seus compostos apresenta dimensão em escala nanométrica; tanto podem ser formados pela combinação de componentes orgânicos e/ou inorgânicos com o intuito de melhorar as propriedades do material ou mesmo conceder novas características. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma nova rota de síntese de nanopartículas de prata para posterior obtenção de nanocompósitos de poliestireno para aplicação como embalagem de alimentos. Como primeira etapa foi aplicada uma estratégia de planejamento experimental para definir a melhor rota de síntese das nanopartículas de prata, onde foram avaliadas diferentes temperaturas e concentração do agente redutor. A nucleação das nanopartículas de prata foi monitorada empregando-se análises de UV-Visível. Dois estabilizantes hidrofóbicos, o ácido oleico e o poli(etileno glicol) PEG 400, foram empregados visando o controle da estabilidade do meio reacional. Na segunda etapa do trabalho, filmes poliméricos foram obtidos por polimerização em massa e dissolução em tolueno com posterior evaporação lenta do solvente. A determinação da Concentração Mínima Inibitória (CMI) foi realizada com diferentes concentrações de nanopartículas de prata na polimerização em massa do estireno com o objetivo de produzir filmes poliméricos com vários teores de prata. Os resultados permitiram concluir que a síntese das nanopartículas de prata, utilizando oleilamina como agente redutor, é influenciada pela concentração do agente redutor e pela temperatura do processo, sendo que o mecanismo de redução para a formação das nanopartículas ocorre através da redução do radical amino para iminas, e de iminas para nitrila. Poli (etileno glicol) PEG 400 na concentração de 5 mmol/L possibilitou a definição de rota de síntese mais estável. Também observou-se que a presença de nanopartículas de prata na matriz polimérica possibilita um incremento na estabilidade térmica do poliestireno. A concentração mínima inibitória foi de 7,33 mg/Kg para S. aureus e de 12,83 mg/Kg para E. coli e S. typhimurium.<br> / Abstract : Nanocomposites are materials where at least one of the compounds present is in nanoscale dimension; they can be formed by organic and inorganic components combination in order to improve material properties or even grant new characteristics. The aim of this study was to develop a new synthesis route of silver nanoparticles, with subsequent polymerization, obtaining polystyrene nanocomposites for application as food packaging. As the first step has been applied an experimental design strategy to define the best synthesis of silver nanoparticles, which were evaluated different temperatures and concentrations of the reducing agent. Silver nanoparticles nucleation was monitored employing UV-Visible analysis. Two hydrophobic stabilizers, oleic acid and Polyethylene glycol PEG 400, were employed for stability control of reaction medium. In the second step, polymeric films were obtained by bulk polymerization and dissolution in toluene with subsequent slow evaporation of solvent. Minimum Inhibitory Concentration (MIC) determination was conducted through testing different concentrations of silver nanoparticles in the bulk polymerization of styrene in order to produce polymeric films with various silver content. The results showed that the synthesis of silver nanoparticles, using oleylamine as reducing agent, is influenced by concentration of reducing agent and process temperature, and the reduction mechanism for nanoparticles formation occours through the reduction from amino group to imines and from imines to nitriles. Polyethylene glycol PEG 400 at a concentration of 5 mmol/L allowed more stable definition of synthesis route. Also observed that the presence of silver nanoparticles in polymeric matrix allows an increase in thermal stability of polystyrene. Minimum inhibitory concentration was 7.33 mg/Kg for S. aureus and 12.83 mg/Kg for E. coli and S. typhimurium.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 192388.pdf: 2211626 bytes, checksum: 0ddf4c2ee8d133b27f03d0626cfc1843 (MD5) / O poliestireno expansível, EPS, pode ser definido como uma matriz do polímero onde se encontra impregnado um agente de expansão. Esse agente de expansão é um fluido que, pelo aumento da temperatura, aumenta seu volume e força a partícula a se expandir. O EPS convencional, aquele disponível comercialmente, utiliza hidrocarbonetos voláteis como agente de expansão. O emprego de novas substâncias que poderiam atuar como promotores de expansão é uma alternativa para a redução de custo do produto final e tem sido reportado nos últimos anos. Particularmente, a substituição por água aparece como uma possibilidade de interesse. Este trabalho apresenta uma metodologia para a obtenção de EPS com água como agente de expansão. Ainda, técnicas de caracterização foram aplicadas a fim de elucidar as relações entre as propriedades deste material e seu comportamento frente ao processo de expansão. Sucintamente, promoveu-se a incorporação da água nas pérolas de poliestireno para, assim, dotá-lo da capacidade de expandir. A água foi pulverizada, ou aspergida, sobre o monômero e, pela ação do surfactante, um sistema em emulsão foi formado. O produto final foi produzido em suspensão e a reação seguiu até que as gotas do monômero fossem convertidas em pérolas sólidas contendo o agente de expansão espalhadas no seu interior. Foram determinados peso molecular médio ponderal, teor de monômero residual, temperatura de transição vítrea, quantidade de agente de expansão incorporado, massa específica, razão de expansão, diâmetro médio e dispersão dos diâmetros das gotas de água incorporada e, finalmente, a dimensão média e dispersão das células formadas após a expansão. Foi avaliada a influência do uso de um agente reticulante já empregados no caso do EPS convencional. O material foi obtido em ampliação de escala e em reatores sem semelhança geométrica, e os resultados foram reproduzidos quanto à incorporação de água e estrutura celular bem como para o peso molecular e grau de conversão. O comportamento do material e as propriedades determinadas mostram que a técnica de produção implementada foi eficaz e sugerem que o uso de água como agente de expansão é uma alternativa viável.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T22:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206488.pdf: 1677039 bytes, checksum: 9529515022371d49de61a75fd6c1a0fc (MD5)