Orientador: Fabio Augusto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_AlexDomingues_M.pdf: 1225711 bytes, checksum: 108d27c49f0c885f3e6b3f3302d1efc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No trabalho estudou-se o preparo de fibras para Microextração em Fase Sólida (SPME) com recobrimentos baseados em sílicas organicamente modificadas através de processo sol-gel. O modificador utilizado foi o viniltriemetoxisilano para a obtenção de um revestimento inicial que posteriormente foi recoberta com poliestireno através da polimerização de monômeros de estireno catalisada por luz ultravioleta. As fibras foram caracterizadas química e morfologicamente através de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia no Infravermelho e Análise Termogravimétrica. Os recobrimentos apresentaram uma estrutura compacta, sem a presença visível de poros com uma espessura de 97 mm. Eles se apresentaram estáveis termicamente até uma temperatura de aproximadamente 320°C. As fibras foram utilizadas com sucesso na quantificação de BTEX em água de torneira, as curvas analíticas obtidas apresentaram coeficientes de correlação linear acima de 0,99. Os limites de detecção calculados pela curva analítica foram para benzeno, tolueno, etilbenzeno e o-xileno foram respectivamente 0,023, 0,042, 0,027 e 0,061 mg.L. As novas fibras foram utilizadas também na quantificação de androstenona e escatol em toucinho suíno onde também observado um coeficiente de correlação linear para a curva analítica acima de 0,99. Os limites de detecção foram 0,003 mg.g para androstenona e 0,009 mg.g para escatol / Abstract: In this work we studied the preparation of fibers for Solid Phase Microextraction (SPME) with coatings based on organically modified silica via sol-gel process. Vinyltrimethoxysilane was used as modifier for obtaining an initial coat that was later covered with polystyrene by polymerizing styrene monomers catalyzed by ultraviolet light. The fibers were characterized chemically and morphologically by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. The coatings had a compact structure without the visible presence of pores with a thickness of 97 micrometers. They showed thermal stability up to a temperature of about 320°C. The fibers were successfully used in the quantification of BTEX in tap water, the analytical curves showed correlation coefficients above 0.99. The detection limits were calculated by the analytical curve of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene were respectively 0.023, 0.042, 0.027 and 0.061 mg.L. The new fibers were also used for quantification of skatole and androstenone in pig fat which also observed a linear correlation coefficient for the calibration curve above 0.99. The detection limits were 0.003 mg.g for androstenone and 0.009 mg.g for skatole / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T23:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Waldman_WalterRuggeri_D.pdf: 3716743 bytes, checksum: 268e7c9de8037c6859995d6e15f2f375 (MD5) Previous issue date: 2006 / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

A utilização da tecnologia de produção de blendas poliméricas sempre está relacionada com a soma das características individuais de cada um dos componentes da blenda. No caso específico da blenda polipropileno - PP e poliestireno de alto impacto - HIPS esta relação está mais especificamente relacionada com a melhoria na propriedade de resistência ao impacto do PP. Contudo, outras propriedades também devem ser avaliadas. Um outro fator bastante importante é como esta blenda se comportará diante situações reais de uso, por exemplo, exposição à radiação UV. Este trabalho apresenta as propriedades mecânicas e morfológicas da blenda PP/HIPS na composição 90/10, 80/20 e 70/30, sendo que na obtenção dessa blenda utilizou-se dois tipos de polipropileno, um previamente termodegradado (PPreprocessado) e outro virgem (PPv). Foram testados na blenda três tipos de compatibilizantes (SBS, SEBS e PP-g-PS) com o intuito de melhorar a adesão entre as fases. Além disso esse trabalho apresenta os efeitos da radiação UV nas blendas e nos componentes que a formam. Os materiais foram expostos a radiação artificial e foram caracterizados quanto as suas modificações químicas, físicas e mecânicas. As superfícies de fratura dos corpos de prova de impacto foram também analisadas. Por meio dos resultados obtidos pode-se perceber que a mistura PP/HIPS apresenta imiscibilidade entre seus componentes e que a diferença entre os dois tipos de PP resulta em diferentes valores para as propriedades das misturas. Entre os compatibilizantes adicionados o SBS foi o que proporcionou melhores resultados. Ao se analisar a influência da radiação UV nos componentes que formam as blendas PP/HIPS observou se que o PPrep e o PPvir se mostraram sensíveis ao processo degradativo. As propriedades dos materiais diminuíram drasticamente sob efeito da radiação UV. Entretanto quando foram estudados os efeitos da radiação UV nas propriedades das blendas PP/HIPS e o PPrep/HIPS foi observado que as blendas com maiores proporções de HIPS foram mais fotoestáveis, ou seja, as blendas tiveram menores perdas nas propriedades com o tempo de exposição. / Polymer blend technology is always related with a synergism between the individual properties of the components of the blend components. In the specific case of the polypropylene (PP) and high impact polystyrene (HIPS) blend, this relation is based on the impact strength improvement of PP. However, other properties should also be evaluated. Another important factor is the blend behavior upon real use conditions, such as UV radiation exposure. The mechanical and morphological properties of PP/HIPS blends are presented in this work. Two types of polypropylene were used during the blend preparation: one previously thermodegraded (reprocessed PP) and another virgin (PPv). In addition, UV radiation effects on the blends and on their components are shown. The materials were exposed to artificial radiation, and this exposure was characterized by means of chemical, physical and mechanical modification, as well as by fracture surface analysis. The results showed that the PP/HIPS blend presents immiscibility between its components. The difference between the two polypropylenes used resulted in differences in the blends properties. Besides that, the blends with higher HIPS content showed greater photostability when exposed to UV radiation.

Neste trabalho foram investigados a obtenção de argilas organofílicas e nanocompósitos de Poliestireno com estas argilas. A primeira parte deste trabalho teve como objetivo a modificação de argilas esmectíticas naturais brasileiras, tornando-as organofílicas e adequadas à aplicação em nanocompósitos de matriz poliméricas. Para modificação foram utilizados sais quaternários e foi avaliado quais parâmetros do processo de obtenção mais influenciam nas propriedades das argilas organofílicas. Para tanto foi utilizada a argila Brasgel (fornecida pela BUN, e naturalmente cálcica), e foram propostos diferentes métodos de preparo de argilas, onde quatro parâmetros foram avaliados: os sais quaternários amônio; a granulometria da argila (#400 e coloidal), a temperatura de processamento (ambiente e a 70oC) e os tempos utilizados durante o processo de incorporação dos sais quaternários na estrutura dos materiais argilosos. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), ensaios de inchamento de Foster e analise térmica diferencial (DTA). Obteve-se incremento do espaçamento basal com todas as argilas utilizadas. Mostrou-se que os dois principais parâmetros determinantes na incorporação das argilas são o tempo de mistura e a temperatura (de 70oC) empregada. A segunda parte do trabalho teve como objetivo obter nanocompósitos de PS com argilas organofílicas (sendo uma argila obtida na primeira parte e uma comercial, Cloisite 20A) via intercalação no polímero fundido. Os nanocompósitos foram preparados em extrusora de rosca dupla e em misturador interno. As argilas foram adicionadas ao polímero fundido na forma de um pó e em suspensão de etanol. Os nanocompósitos obtidos foram moldados por compressão e injeção (com variações nas condições de injeção para avaliar a influencia na estrutura final), para realização da caracterização. A principal técnica de caracterização utilizada foi a caracterização reológica com ensaios de cisalhamento de pequenas amplitudes (COPA) e de varredura de tempo. Os materiais foram caracterizados também por técnicas auxiliares como DRX, microscopia eletrônica de transmissão (MET), analises térmicas diferenciais (DTA) e ensaios mecânicos. Obteve-se nanocompósitos de estrutura intercalada. Os materiais obtidos no misturadores mostraram as melhores dispersões de argila. . Verificou-se que o tempo de residência dos materiais é um dos fatores mais importantes na obtenção dos nanocompósitos. Os ensaios mecânicos não mostraram alteração significativa. / In this work, the obtention of organoclays and nanocomposites of polystyrene (PS) using these modified clays was studied. In a first part Brazilian smectites clays were modified to be used in clay containing polymer nanocomposites. Several quaternary ammonium salts and experimental methods to modify the clays were used. In particular four parameters were evaluated: the type of ammonium salt, the particle clay size, the temperature and time used during the process of modification. The samples obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), Foster swelling test and differential thermal analysis (DTG). The results indicated that the most two important parameters in the process of modification are the time and the temperature used. In a second part nanocomposites of PS with organoclays (one obtained in the first part, and commercial clay, named cloisite 20A) were obtained by melt intercalation method using a twin screw extruder and an internal mixer. The clays were incorporated to the polymer as a fine dried powder and as a suspension of ethanol. Nanocomposites were molded by compression and injection. The injection conditions were modified to evaluate their influence on the morphology of the samples. The nanocomposites samples were characterized by XRD, transmission electronic microscopy (TEM), DTG and mechanical tests. Small amplitude oscillatory shear (SAOS) and time sweep tests were carried out. Nanocomposites of intercalated structure were obtained. The ones obtained using the internal mixer were shown to present a finer microstructure. The experimental results revealed that the residence time was showed the most important parameter in obtention of nanocomposites.

A polimerização em emulsão de estireno em um microrreator Syrris de 250 µL com misturador estático junção \"T\" foi estudada em duas etapas. Primeiro somente a fluidodinâmica deste dispositivo não convencional foi avaliada, depois, foi desenvolvida a reação de polimerização de forma a observar como este fator influencia no sistema. Os experimentos foram realizados procurando se atingir maiores conversões, mas mantendo a estabilidade da emulsão. Foi um trabalho exploratório, portanto se assemelha mais a um processo de evolução (evolutionary process). Foram verificados a partir de qual relação das vazões dos dois fluidos ocorre a formação de gotas, e que com o aumento da vazão da fase contínua, aquosa (Qc), mantendo constante a vazão da fase dispersa (Qd), foi verificado uma diminuição do diâmetro das gotas e um regime de fluxo laminar. Posteriormente, realizou-se a polimerização em emulsão do estireno no microrreator, porém com restrições para altas vazões. Os parâmetros de processo testados foram a proporção Qc e Qd, a temperatura e a concentração do iniciador para então verificar o efeito que a variação destas ocasionam na conversão de monômero, no diâmetro e número de partículas e nas massas moleculares médias. A polimerização foi feita para soma das vazões Qc e Qd da ordem de 100 µ L/min, com 15% de monômero na formulação e com o maior tempo de residência possível de 2,5 minutos. Para maiores concentrações de monômero, acima de 15% foi verificado entupimento do canal do microrreator. A taxa de conversão de monômero aumentou com o aumento da temperatura e com o aumento da concentração do iniciador, mas o maior valor atingido foi de apenas 37% devido ao baixo tempo de residência. Nos casos de maiores taxas de conversão, as massas moleculares obtidas foram as menores conforme o esperado pela teoria. Finalmente, os índices de polidispersão (PDI), obtidos foram da ordem de 2,5 a 3,5. / The emulsion polymerization of styrene in a microreactor Syrris 250 µL with static mixer junction \"T\" was studied in two steps. First, only the fluidynamics of this nonconventional device was evaluated, after the polymerization reaction was developed in order to observe how this factor influencing the system. The experiments were performed seeking to achieve higher conversions, keeping the stability of the emulsion. It was an exploratory work therefore is more like an evolutionary process. The ratio of two-phase flow rates was analyzed from which of them occurs droplet formation. The flow rate of dispersed phase (Qd) was kept constant and the continuous phase (Qc), was increased. It can be observed the decreasing of droplet diameter and a laminar flow regime. Later, it was carried out emulsion polymerization of styrene in the microreactor with restrictions for high flow rates. The process parameters were analyzed: the ratio Qc/Qd, the temperature and initiator concentration and then determine the effect that these variations cause the monomer conversion, the diameter, number of particles and the average molecular weight. The polymerization occurred to the sum of the flow rates Qc and Qd of around 100 µ L/min with 15% monomer in the formulation with the highest residence time of 2,5 minutes. For higher concentrations of monomer, above 15% was observed clogging in the microreactor channel. The monomer conversion rate raised with increasing temperature and with the concentration of initiator, but the largest value achieved was only 37% due to the low residence time. In this case, the molecular weights obtained were smaller as expected by theory. Finally, the polydispersity indexes obtained were around 2.5 to 3.5.

Foi estudada a cristalização de suspensões aquosas de esferas de poliestireno (850&#197, 910&#197 e 1090&#197 de diâmetro) no limite de baixas concentrações -1011 a 1013 esferas / cm3. A dependência do parâmetro de rede com a concentração original (n) da suspensão aquosa apresenta uma transição de fase da fase bcc para fcc, conforme já foi observada por outros autores. Observamos também que durante a cristalização a concentração de esferas no cristal Ra sistematicamente maior do que na solução original, portanto a água estaria sendo expelida para a solução durante a cristalização. Baseado nestas observações nós propomos um modelo de cristalização onde os cristalites (concentração n1) estão em equilíbrio termodinâmico com uma solução com concentração n2 (n1&#62 n &#62 n2), dando para cada concentração inicial um diferente parâmetro de rede determinado por este equilíbrio. Nossos resultados mostraram que o coeficiente de expulsão da água durante a cristalização é dependente do raio da esfera. Para realizar as medidas de parâmetro de rede nós adaptamos para as nossas condições particulares o método de Debye-Scherrer usado em difração de raios-X por cristais. O equivalente à fonte de raios-X era um laser de Argônio com comprimentos de onda variáveis. Diversas experiências novas são sugeridas. / The crystallization of aqueous suspensions of polystyrene spheres 850&#197, 910&#197 and 1090&#197 of diameter) was studied in the limit of low concentration -1011 to 1013 spheres / cm3. The dependence of the lattice parameter with the original concentration (n) of the aqueous suspension shows a phase transition from bcc to fcc phase as it was already been observed by others authors. We also observed that during crystallization the concentration of spheres in the crystal was systematically higher than in the original solution, showing that water should be expelled toward the solution during crystallization where the crystallites (concentration n1) are in thermodynamic equilibrium with a solution with concentration n2 (n1&#62 n &#62 n2) giving for each initial concentration a different lattice parameter determined by this equilibrium. Our results showed that coefficient of water rejection during crystallization is dependent on the sphere radius. In order to make the measurements of the lattice parameter we adapted to our particular conditions the Debye-Scherrer method used in X-ray diffraction of crystals. The equivalent to the X-ray source was a tunable Argon laser. Several new experiments are suggested.

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T21:14:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Manzato_FranciniGoncalves_M.pdf: 1285915 bytes, checksum: 839277a475811cdc2ed9b03dc34df2fc (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O conceito de polimerização via radical livre controlada (do inglês Living Free Radical Polymerization - LFRP) tem atraído interesse significativo devido às suas vantagens como um processo de radicais livres, cujas condições de reação não são tão rigorosas quanto às da polimerização iônica, usualmente utilizada para a produção de polímeros com baixa polidispersidade, e para a produção de polímeros com arquiteturas moleculares complexas e pré-definidas. No presente trabalho, estes princípios foram aplicados na investigação experimental da polimerização de estireno mediado por nitróxidos (NMRP), em solução de xileno em reator tanque agitado em batelada, com o objetivo de estudar a viabilidade do aumento de escala da produção de polímeros controlados via processo NMRP. A polimerização controlada via processo NMRP é geralmente estudada considerando sistema em massa (bulk). Poucas pesquisas existem na literatura considerando o processo NMRP em solução, uma alternativa para aumentar o controle da temperatura e da agitação do sistema. Neste trabalho, com o objetivo de produzir polímeros com distribuições de massas molares estreitas, com polidispersidades (PDI) próximas da unidade a uma elevada velocidade de conversão, foi utilizada uma combinação de dois tipos de iniciadores: o TBEC (tert-butilperóxido-2-etilhexil carbonato), que possui uma constante de decomposição baixa, e o BPO (peróxido de benzoíla), com constante de decomposição maior. A conversão do polímero foi determinada através de análise gravimétrica, e a caracterização do polímero foi feita através da análise das massas molares médias e das distribuições de massa molar pela técnica de Cromatografia de Permeação em Gel (GPC). Observou-se a possibilidade de produzir polímeros controlados, a uma velocidade de reação razoável, a partir do processo NMRP em solução / Abstract: The concept of Living Free Radical Polymerization (LFRP) has attracted considerable interest due to its advantages like its reaction conditions which are not as strict as in the ionic polymerization, usually, used for the production of polymers with low polydispersity. The LFPR also allows the production of polymers with complex and predefined molecular architectures. In this work, these principles were applied in an experimental investigation of living free radical polymerization mediated by nitroxide (NMPR) in xylene solution using a batch reactor, with the purpose of study the viability of scaling up the production of polymers controlled via NMRP process. Generally, NMRP technique is studied in bulk polymerization systems and a few works have been performed in solution which is an alternative to improve the temperature and stirring control of the system. The main objective of this work was to produce polymer with narrow molecular weight distribution and polydispersity around 1 at high conversion speed through solution polymerization. A combination of two types of initiators was used: tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate (TBEC) and benzoyl peroxide (BPO), which have low and high decomposition rates respectively. The polymer conversion was determined by gravimetry, and the polymer average molecular weights and molecular weight distributions were obtained by gel permeation chromatography (GPC). The experimental results show that is possible to produce polymers controlled at a reasonable rate of reaction from the NMRP process in solution / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

El objetivo del presente trabajo de título, es analizar un sistema no tradicional de construcción, el que está constituido por bloques huecos de poliestireno expandido, los cuales se ensamblan y se rellenan con barras de acero estructural y hormigón. Este análisis se orienta a conocer sus aspectos económicos, mecánicos, de confortabilidad, cumplimiento de la normativa y reglamentación. Adicionalmente se complementa con un estudio de los costos de fabricación de los bloques, considerando la instalación de una planta especialmente diseñada para este fin. La metodología utilizada para desarrollar este trabajo, se basó en el procesamiento de la información proporcionada por empresas internacionales con amplia experiencia en este sistema. Se complementó además, con entrevistas a profesionales vinculados a la construcción con este sistema en Chile, la evaluación económica de un proyecto y el estudio de las características de habitabilidad (aplicando la normativa y el cumplimiento de la OGUC). Finalmente se compararon los resultados, con los sistemas tradicionales de construcción utilizados en el país (albañilería confinada y hormigón armado). Las propiedades térmicas que se logran al utilizar este sistema, son ampliamente superiores a las logradas por los sistemas tradicionales, reduciendo las pérdidas de energía, en al menos un 50%. Los tiempos de construcción, disminuyen considerablemente respecto a la albañilería y hormigón armado, reduciéndolos entre un 54% y un 65% respectivamente. En el primer caso, puede variar aún más, con la utilización de métodos de trabajo más eficientes en el momento del hormigonado. La aislación acústica es menor a la albañilería y hormigón armado, pero cumple con la normativa para los fines estudiados, este resultado debe mejorar con la incorporación de recubrimientos, lo que dejaría aeste sistema, en igualdad de condiciones. Las propiedades mecánicas son muy similares al hormigón armado, ya que en su núcleo se conforma una trama o reticulado de ese material. El aspecto negativo de este sistema, es su baja resistencia al fuego, por lo que se deben aplicar soluciones que generan aumento de costos, disminuyendo su competitividad. Finalmente, este sistema se presenta como una real alternativa de construcción, dado que el desarrollo inmobiliario actual, se orienta a la construcción sustentable y eficiencia energética, reduciendo considerablemente los gastos operacionales.

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The presents study results of the addition of sulfonated polystyrene, derived from discarded plastic cups as additive in mortars. The mortar were studied with polystyrene content of 0.0, 0.2, 0.6, 1.0 and 1.4% (relative to the mass of cement). CPV - ARI Portland cement and sand washed were used at rate 1:4 by weight. It was determined consistency index, water retention, water absorption, void index, static modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength in bending and adhesion. The mortar modified with the additive showed increase in the porosity, tensile strength in bending, adhesion, plastic capacity and water retention. Furthermore the use of polystyrene leads to decrease in the density, the modulus of elasticity and in the capillary water absorption with increasing content of sulfonated polystyrene, which may indicate that even by increasing the number pores in the mortar, the pores are not communicated among themselves and the polymeric film had contributed for the mechanical properties. / O trabalho apresenta resultados do estudo da adição de poliestireno sulfonado, oriundo de copos plásticos descartados, como aditivo em argamassas. Foram analisadas argamassas com os teores de poliestireno de 0,0; 0,2; 0,6; 1,0 e 1,4% em relação à massa de cimento. Foi utilizado o cimento Portland CPV - ARI e areia lavada no traço 1:4 em massa. Para se avaliar a influência da adição de poliestireno nas propriedades das argamassas determinouse índice de consistência, retenção de água, absorção de água, índice de vazios, módulo estático de elasticidade, resistência à compressão, resistência à tração na flexão e resistência potencial de aderência à tração. Em relação à argamassa sem aditivo a argamassa modificada demonstrou aumento na resistência de aderência à tração, resistência a tração na flexão, porosidade, absorção de água, retenção de água e consistência. No entanto, o aumento do teor de poliestireno sulfonado leva à uma redução do módulo de elasticidade, da massa específica e da absorção de água por capilaridade, o que pode indicar que mesmo aumentando o número de poros na argamassa, estes poros não são intercomunicáveis e o filme polimérico contribui para o incremento das propriedades mecânicas, especialmente à tração. / Mestre em Engenharia Civil