Orientador: João Pessoa Araújo Júnior / Banca: Marcos Bryan Heinemann / Banca: Clarice Weis Arns / Banca: Maria Terezinha Serrão Peraçoli / Banca: José Paes de Oliveira Filho / Resumo: Devido às diversas formas de apresentação clínica e aos sinais clínicos comuns com outras afecções, o diagnóstico laboratorial do CDV (Canine distemper virus) se torna necessário. A RT-PCR seguida da NESTED com amostras de urina é atualmente a técnica mais recomendada para o diagnóstico do CDV. No Capítulo 2, foi desenvolvida a técnica de One-Step-RT-qPCR utilizando o sistema de detecção Syber Green I. Foram testados e comparados três kits comerciais (Sigma®, Promega® e Qiagen®). Foi determinada a sensibilidade analítica de dois sistemas de detecção (Sistema A e Sistema B) utilizando uma curva padrão de RNA sintético. Os três kits comerciais testados detectaram o vírus em 100% das urinas provenientes de animais sintomáticos e o kit da Qiagen® mostrou melhores resultados de reação. O Sistema A detectou aproximadamente 10 cópias de RNA por microlitro e no Sistema B detectou 100 cópias de RNA por microlitro na RT-qPCR e 10 cópias por microlitro quando seguida da NESTED-qPCR. No Capítulo 3 foram desenvolvidos três imunoconjugados de microesferas de poliestireno (MP) utilizando anticorpos policlonais hiperimunes anti-CDV (IgY, IgG e Proteína A+IgG) para o preparo de RNA e aplicação na RT-qPCR. A aplicação dos conjugados foi comparada ao método convencional de extração de RNA por kit comercial. Os conjugados foram padronizados e a sensibilidade analítica foi determinada através de curva padrão de RNA sintético. A sensibilidade diagnóstica foi determinada utilizando-se conjugado com IgY, MP sem anticorpos conjugados e urina adsorvida diretamente nos tubos de qPCR / Abstract: The diagnosis of canine distemper is usually based on clinical suspicion of the disease. However, due to the different clinical forms of the disease and other disorders common to clinical signs, the laboratory diagnosis is necessary. The RT-PCR followed by NESTED is currently the method used to diagnosis of CDV (Canine Distemper Virus). The Chapter 2 aimed to standardized the technique of One-Step RT-qPCR-using Syber Green I system. Three commercial kits (Sigma®, Promega® and Qiagen®) were tested and compared. Analytical sensitivity of two detection systems (System A and System B) was determined using a standard curve. The three commercial kits tested detected the virus in 100% of samples from symptomatic dogs and the kit of Qiagen® showed better results. The System A detected approximately 10 RNA copies/μL and System B detected approximately 100 RNA copies/ μL in RT-qPCR and 10 RNA copies/ μL when followed by NESTED-qPCR. In Chapter 3 three immunoconjugates were developed with polystyrene microspheres (PM) using polyclonal hyperimmune anti-CDV antibody (IgY, IgG and protein A+IgG) to prepare RNA to canine distemper molecular diagnosis and comparison with the conventional method of RNA extraction by commercial kit. Conjugates were standardized and the analytical sensitivity was determined by standard curve. The diagnostic sensitivity was determined using IgY-conjugated, PM without conjugated antibodies and urine adsorption directly qPCR in tubes / Doutor

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta Dissertação foi realizado um estudo sobre a tenacificação do poliestireno com diferentes tipos de polibutadieno (alto cis, baixo cis e copolímeros dibloco e tribloco de estireno e butadieno). Esses materiais (poliestireno de alto impacto HIPS) foram produzidos por processo de mistura física no estado fundido. Foi realizado um estudo sobre a interação entre a fase rígida do poliestireno (PS) e a fase elastomérica do polibutadieno baixo ou alto cis (PBb ou PBa) das misturas poliméricas, bem como, o grau de interação dos copolímeros em bloco de estireno butadiêno (SB ou SBS) quando a elas são adicionados, em uma percentagem de 2,5%, como agente compatibilizante. As misturas foram analisadas em microscópio eletrônico de varredura (SEM), microscópio eletrônico de transmissão (TEM) e microscópio de força atômica (AFM). As propriedades mecânicas determinadas foram: dureza Shore D, resistência ao impacto (método Izod) e resistência à tração. As propriedades térmicas foram avaliadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), termogravimetria (TG) e análise termodinâmico-mecânica (DMTA). A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR) de baixo campo também foi empregada para determinação dos tempos de relaxação de próton (T1) a fim de identificar a formação de domínios do material a nível molecular. Os resultados mostraram que todas as misturas apresentaram um comportamento pseudoplástico. As análises morfológicas indicaram uma morfologia bifásica com domínios de polibutadieno em torno de 1 m de diâmetro, distribuídos aleatoriamente na matriz do poliestireno. Os resultados obtidos nas análises mecânicas mostraram uma melhoria nas propriedades das misturas processadas com polibutadieno alto cis e compatibilizadas com 2,5% do copolímero dibloco de estireno-butadieno (SB). O resultado obtido na análise termogravimétrica revelou uma melhoria da estabilidade térmica dos materiais. Os resultados das análises de DMTA mostraram duas transições distintas. Um aumento significativo da Tg foi observado quando foi utilizado o PBa, indicando uma interação entre as fases. O resultado da análise de NMR mostra uma organização molecular similar nas misturas (PS/PB) e indica que o melhor agente compatibilizante é o copolímero dibloco (SB). / This Dissertation describes a study about the toughening of polystyrene with different types of polybutadiene (high-cis, low-cis and styrene - butadiene diblock or triblock copolymers). These materials (High Impact of PolyStyrene HIPS) were performed by melt blending. The mechanical properties (hardness, tensile strength and impact strength); morphology and the rheological behavior of these blends were evaluated. A study about the interaction between the rigid phase of the polystyrene (PS) and the elastomeric phase of the low or high cis polybutadiene (PBl or PBh ) of the polymeric blends was carried out. It was also studied the interaction degree of the block copolymers (SB or SBS) when they were incorporated in the blend using a percentage of 2.5% (mass fraction), as compatibilizer agent. The morphological analyses of the materials were performed in a scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and atomic force microscope (AFM). The mechanical properties were determined by penetration of an indenter (Shore-Durometer Hardness Type D), by tensile test using a universal testing machine and by impact test using a instrumental impact testing machine. The thermal properties were studied by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and by dynamic-mechanical thermal analysis (DMTA). The low-field nuclear magnetic resonance (NMR) was applied to determine the proton relaxation time in order to identify the heterogeneity (domain formation) of the material at the molecular level. The results showed that all polymer blends presented pseudoplastic behavior. The morphological analysis showed biphasic morphology with domains of polybutadiene dispersed heterogeneously on the PS matrix, with domains diameter around 1μm. The results obtained by the mechanical analysis showed an improvement on the blends processed with high cis polybutadiene and compatibilized with 2.5% of styrene-butadine diblock copolymer (SB). Thermogravimetry showed an improvement on the thermal stability of the blends. It was also observed by dynamic mechanical thermal analysis two distinct transitions. An increase on the Tg was observed when was used PBh, indicating interaction between the phases. The low field NMR results of the blends (PS/PB) presented a similar molecular organization and showed that the best compatibilizer agent was the diblock copolymer (SB).

Polímeros com grupos azobenzênicos exibindo fotoisomerização reversível trans-cis-trans tem sido usado para armazenamento óptico, chaves ópticas e produção de grades de relevo. A fotoisomerização produzida por luz linearmente polarizada cria uma orientação molecular perpendicular a polarização da luz (hole-burning angular) que induz a birrefringência na amostra. Neste trabalho, medimos a birrefringência foto induzida em filmes de poliestireno dopado com corante vermelho disperso 1 (DR1) em função da temperatura. A amplitude da birrefringência aumenta com a temperatura entre 20 e 180 K, atinge um máximo e diminui a zero próximo da temperatura de transição vítrea do polímero, a qual é da ordem de 373 K. A amplitude da birrefringência é proporcional a concentração de DR1 e também depende da história térmica da amostra. Propõe-se um modelo teórico que leva em conta a mudança de volume livre do polímero com a temperatura, representando um passo além dos modelos conhecidos. Assumimos que as moléculas de DR1 ocupam cavidades do polímero e a função distribuição Gama é usada para descrever a distribuição dos volumes das cavidades, enquanto a função Gaussiana descreve as flutuações térmicas de volume em torno de seu valor médio. A isomerização das moléculas de DR1 só podem ocorrer em cavidades com volume maior que um valor crítico. A comparação entre o modelo e os dados experimentais mostra uma razoável concordância. O modelo prevê corretamente a dependência da birrefringência com o tempo, com a temperatura e com a história térmica da amostra, já que o volume livre do polímero depende dessa história. / Polymers with azobenzene groups exhibiting reversible trans-cis-trans photoisomerization characteristics have been used for optical storage, optical switching and production of surface relief gratings. The photoisomerization produced by a linearly polarized light leads to a molecular orientation perpendicular to the light polarization (angular hole burning), which induces a birefringence on the sample. In this work we report on the photoisomerization of films of polystyrene (PS) doped with disperse red 1 (DR1), performed at various temperatures. The birefringence amplitude rises with temperature from 10 to 270 K, goes through a maximum and decays to zero near the polystyrene transition temperature, which is 370 K. The birefringence amplitude, at a given temperature, is proportional to the DR1 content and also depends on the sample thermal history. We proposed a model that accounts for the change in free volume of the polymer with temperature though representing an improvement to well-known models. We assume that the azobenzene group is inside a local free volume and the Gamma distribution function is used to describe a local free volume distribution in the sample while the Gaussian distribution function gives the thermal free-volume fluctuation. Isomerization of the azobenzene group only occurs if the local free volume is larger than a critical value. Comparison with the experimental data shows that the model explains the temporal evolution, the temperature dependence of the birefringence and how the birefringence is affected by the sample thermal history, as the sample free volume of the polymer depends on such history.

Orientador: Maria Isabel Felisberti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_Emerson_D.pdf: 6653678 bytes, checksum: c935891da79fb2450d1f0bea1524be05 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O poliestireno de alto impacto (HIPS) apresenta uma ampla variedade de utilização na indústria automobilística. Porém, a sua utilização é limitada, devido à degradação foto-oxidativa de sua fase elastomérica que apresenta alto grau de insaturações. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar blendas de poliestireno com os elastômeros saturados: poli(etileno-co-propileno-co-2-etilideno-5-norboneno) (EPDM) e poli(acrilonitrila-g-EPDM-g-estireno) (AES), visando a obtenção de um material com boas propriedades mecânicas e resistente à degradação fotoquímica. As blendas foram obtidas por polimerização in situ nas temperaturas de 60 °C e 80 °C. As blendas PS/AES e PS/EPDM são imiscíveis. As blendas não injetadas preparadas neste trabalho apresentam uma morfologia que consiste em glóbulos de PS ou PS/SAN envoltos em uma fina película de EPDM para blendas de PS/EPDM e PS/AES, respectivamente. Após o processo de injeção, as blendas passam a apresentar uma morfologia de fase elatomérica dispersa (EPDM) em uma matriz rígida. A maioria das blendas PS/AES e PS/EPDM apresenta maior estabilidade térmica e termo-oxidativa do que o PS puro e a degradação destes materiais é influenciada pela composição e temperatura de polimerização. Os resultados apresentados neste trabalho evidenciam a maior resistência à degradação fotoquímica das blendas PS/AES e PS/EPDM em comparação com o HIPS comercial. Um importante resultado das blendas é que as suas propriedades pós-envelhecimento são superiores às propriedades do HIPS envelhecido. Portanto, o objetivo de preparação de um material mais resistente ao envelhecimento fotoquímico foi alcançado. / Abstract: High impact polystyrene (HIPS) shows a wide range of application in automotive industry, however its utilization is restricted by the photooxidative degradation of the elastomeric phase that contains high degree of unsaturation. In this way, the aim of this work was to prepare and characterize in situ polymerized blends of polystyrene (PS) with saturated elastomers: poly(ethylene-co-propylene-co-2-ethylidene-5-norbomene) (EPDM) and poly(acrylonitrile-g-EPDM-g-styrene) (AES), aiming the preparation of a material with good mechanical properties and higher resistance to photodegradation. The blends were prepared by in situ polymerization at 60 °C and 80 °C. The PS/AES and PS/EPDM blends are immiscible. The non injected blends prepared in this work present a morphology that consists of PS or PS/SAN globes covered by a thin layer of EPDM for PS/EPDM and PS/AES blends, respectively. Whereas the injected blends show a morphology of elastomeric dispersed phase into a rigid matrix. The PS/AES and PS/EPDM show higher thermal and thermo-oxidative stability than PS, and the blend's composition and polymerization's temperature influences the degradation of these materials. The results showed in this work evidence the higher photochemical resistance PS/AES and PS/EPDM blends in comparison with commercial HIPS. An important feature of blends is that their properties after aging are superior than photoaged HIPS properties. Hence, the goal of preparing a material with higher resistance to photochemical aging than HIPS was achieved. / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

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

Materiais poliméricos, como o poliestireno, são largamente usados como biomateriais, tanto na área biomédica como na indústria farmacêutica. Com a especialização do uso destes biomateriais, relata-se um aumento significativo de doenças relacionadas à presença de biofilmes bacterianos na superfície destes materiais. Neste trabalho, placas de microtitulação de poliestireno foram tratadas por imersão em plasma-RF, na mistura padrão N2/H2, a fim de avaliar as modificações superficiais geradas, e a eficiência deste processo na adesão e crescimento de biofilme, produzido pela Staphylococcus epidermidis. A identificação de espécies atômicas e grupos funcionais incorporados à superfície do polímero pelo processo de imersão em plasma, foi realizada pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia no infravermelho por refletância total atenuada (ATR-IR). Modificações na morfologia e rugosidade da superfície de PS foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A hidrofílicidade da superfície foi analisada por medida de ângulo de contato com água (WCA). Para avaliar a eficiência do tratamento em plasma no crescimento/aderência de biofilme formado pela S. epidermidis foram realizados ensaios de antibiofilme bacteriano. Modificações físico-químicas foram observadas na superfície das amostras por XPS, onde foi constatado o aumento da porcentagem atômica relativa de N e a presença de novas ligações químicas com o aumento do tempo de tratamento. Pela técnica de ATR-IR foi possível identificar a presença de grupos amina e amida. As medidas de microscopia revelaram uma mudança na morfologia e uma redução da rugosidade superficial com o aumento do tempo, e também verificado um aumento do caráter hidrofílico na superfície por WCA. Além disso, a partir de 60 min de tratamento foi alcançada uma alta supressão de adesão de biofilme à superfície do polímero. / Polymeric materials, such as polystyrene, are widely used as biomaterials, both in the pharmaceutical industry and biomedical areas. With the use of more specialized biomaterials, it is reported a significant increase of diseases related to the presence of bacterial biofilms formation on the surface of these materials. In this work, polystyrene microtiter plates were treated by RF plasma immersion, in a N2/H2 standard gas mixture, in order to evaluate the surface modifications and its effects on the adherence and growth of bacterial biofilms produced by Staphylococcus epidermidis. The identification of atomic species and functional groups incorporated into the polymer surface by plasma immersion process was carried out by the techniques of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-IR). The changes in morphology and surface roughness of PS were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The hydrophilicity of the surface was analyzed by measuring the water contact angle (WCA). Bacterial antibiofilm assays were carried out in order to evaluate the efficiency of plasma treatment on the growth/adherence of the biofilm formed by S. epidermidis. Physical-chemical modifications in the samples surface were found by XPS technique, where an increase in amount of relative atomic percentage of N and the presence of new chemical bonds was observed as a function of the treatment time. Through the ATR-IR spectroscopy was possible to identify the presence of amine and amide groups. The SEM and AFM measurements revealed changes in morphology and a reduction of the surface roughness with increasing time. It is also observed a reduction in the WCA after plasma treatment, indicating that PS surface becomes more hydrophilic. Antibacterial assays, shows that after 60 min of treatment time was achieved a high suppression of biofilm adhesion in the polymer surface.

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T04:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Botan_Rodrigo_M.pdf: 3509847 bytes, checksum: 294d4147104e0905aa76be122e9494b4 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Ao longo da última década, nanocompósitos poliméricos vêm atraindo grande atenção da comunidade científica e industrial. Este fato se deve a notável melhora em inúmeras propriedades que estes novos materiais apresentam com uma pequena quantidade de nano-reforços. Algumas das propriedades melhoradas incluem resistência a permeação de gases e resistência a chama. Neste trabalho foram sintetizados dois tipos de hidróxido duplo lamelar (HDL), tratados com dodecil sulfato de sódio (DS), com o objetivo de incorporá-los ao estireno e sintetizar in situ nanocompósitos de Poliestireno - Hidróxido Duplo Lamelar - Dodecil Sulfato de Sódio (PS-HDL/DS). Os hidróxidos duplos lamelares tratados com dodecil sulfato de sódio (HDL/DS) foram sintetizados pelo método de co-precipitação e os nanocompósitos foram produzidos por polimerização em massa. Estes hidróxidos duplos lamelares tratados com dodecil sulfato de sódio foram caracterizados por teste de inchamento Foster, difração de raios-X (DRX) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise termogravimétrica (TGA) e teste de inflamabilidade. A partir dos resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que os nanocompósitos sintetizados apresentaram uma ótima interação (esfoliação) polímero - hidróxido duplo lamelar. Dentre as propriedades dos dois novos nanocompósitos sintetizados, a resistência à chama (anti-chama), apresentou um ganho significativo quando comparada com o polímero puro, fato que possibilita uma vasta gama de aplicação destes novos materiais em diversos campos da engenharia / Abstract: Over the past decade, polymer nanocomposites have attracted considerable interests in both academia and industry. This fact has connection with notable improvement in several properties these new materials have demonstrated with a small amount of nano-reinforcements. Some superior properties of polymer nanocomposites include barrier resistance and flame retardancy. The aim of this work was to synthesize two kinds of layered double hydroxide (LDH) modified with sodium dodecyl sulfate (SDS). Both layered double hydroxides (LDHs) were incorporated into styrene by bulk free radical polymerization in order to produce the nanocomposites polystyrene - layered double hydroxide - sodium dodecyl sulfate (PS - LDH/SDS). The layered double hydroxides modified with sodium dodecyl sulfate (LDH/SDS) were prepared by co-precipitation method and the nanocomposites have been synthesized by bulk free radical polymerization. These layered double hydroxides modified with sodium dodecyl sulfate were characterized by Foster swelling, X - rays diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the nanocomposites were characterized by X -rays diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA) and flammability test. These new materials formed in this work showed great interaction polymer -layered double hydroxide (exfoliation) as well as excellent improvements on their properties when compared with pure polymer. The property flame retardancy showed improvements in the two nanocomposites synthesized and in all ratios studied, this behavior induces application of these new materials in many fields of engineering / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01-CAPA DA DISSERTACAO.pdf: 14537 bytes, checksum: f910ab44f1c130f6ff898cec8d01d9e7 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / In this work, magnetic nanocomposites based on cobalt ferrite/polystyrene with aproximately 30 % of encapsulated ferrite and average diameter of 100 nm were prepared through miniemulsion polymerization with poly(vinyl alcohol) (PVA) as emulsifying agent. The cobalt ferrite was synthesized through coprecipitation technique followed by the formation of hydrophobic gel constituted of nanoparticles surfactated with oleic acid. Ferrite gel was separated by simple filtration and directly dispersed in styrene monomer for encapsulation, even after drying and storage for several days. After ferrite gel dispersion in styrene, it was produced a miniemulsion in water through mechanical agitation with high speed in the presence of PVA. This system was polymerized at 70 oC with sodium persulfate as initiator. The grafting of PVA on polystyrene surface was investigated. The hydroxyl groups of PVA on the surface of cobalt ferrite/polystyrene nanocomposite were esterified in aqueous medium with stearic acid and dodecylbenzene sulfonic acid as catalyst and surfactant directly in polymerization reactor. Cobalt ferrite nanoparticles in the form of powder and gel, magnetic cobalt ferrite/polystyrene nanocomposites non-esterified and esterified were characterized by thermogravimetric analysis and differential thermal analysis (TG/DTA), infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering. Dispersions in mineral oil of CoFe2O4 gel and CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified with concentrations of 0,05%; 0,1%; 0,2%; 0,5% e 1,0% (w/v) were characterizated by particle size distribution and stability. The presence of NaCl in CoFe2O4 gel and in CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified induced corrosion reactions of CoFe2O4 nanoparticles at high temperatures during TG/DTA analysis. NaCl contamination also prevented the correct determination of CoFe2O4 content in the gel and in the esterified nanocomposite. The nanofluid with 1% of CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified was more stable than all nanofluids of ferrite gel. The presence of agglomerates in mineral oil dispersion of CoFe2O4 gel and CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified can be due the presence of NaCl and the inefficiency of mechanical dispersion process / Neste trabalho, nanocompósitos magnéticos de ferrita de cobalto/poliestireno, com aproximadamente 30% de teor de ferrita de cobalto encapsulada e tamanho médio de 100nm foram preparados, a partir da técnica de polimerização em miniemulsão, com uso de poli(álcool vinílico) (PVA) como agente emulsificante. A ferrita de cobalto (CoFe2O4) foi sintetizada pela técnica de coprecipitação seguida da formação de um gel hidrofóbico constituído de nanopartículas surfactadas por ácido oléico. O gel de CoFe2O4 foi separado por filtração simples e disperso diretamente no monômero estireno para o processo de encapsulamento, mesmo após secagem e estocagem por vários dias. Após a dispersão do gel de CoFe2O4 em estireno, foi produzida uma miniemulsão através de agitação mecânica em alta velocidade na presença de PVA. O sistema foi polimerizado a 70º C com persulfato de sódio como iniciador. Foi investigada a grafitização do PVA na superfície do poliestireno. As hidroxilas do PVA na superfície do nanocompósito de ferrita de cobalto/poliestireno foram esterificadas em meio aquoso com adição de ácido esteárico e ácido dodecilbenzeno sulfônico como catalisador e surfactante diretamente no reator de polimerização. As nanopartículas de CoFe2O4 na forma de pó e gel, nanocompósitos magnéticos de CoFe2O4/poliestireno não-esterificado e esterificado foram caracterizados por análise termogravimétrica e análise térmica diferencial (TG/DTA), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia na região do ultravioleta e visível, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espalhamento dinâmico de luz. Dispersões em óleo mineral do gel de CoFe2O4 e do nanocompósito de CoFe2O4/poliestireno esterificado nas concentrações de 0,05%; 0,1%; 0,2%; 0,5% e 1,0% (m/v) foram caracterizadas quanto à distribuição de tamanho de partículas e a estabilidade. A presença de NaCl no gel de CoFe2O4, após a modificação de superfície com ácido oléico e no látex de CoFe2O4/poliestireno esterificado, contribuiu para reações de corrosão das nanopartículas de CoFe2O4 em altas temperaturas durante a análise de TG/DTA. A contaminação com NaCl, também, impediu a correta determinação da percentagem de CoFe2O4 no gel e no nanocompósito esterificado. O nanofluído com 1% (v/v) de nanocompósito CoFe2O4/poliestireno esterificado apresentou maior estabilidade que todos os nanofluidos de gel de CoFe2O4. A presença de aglomerados nas dispersões do gel de ferrita e do nanocompósito CoFe2O4/poliestireno esterificado em óleo de transformador pode ser devido à presença de NaCl e à ineficiência do processo de dispersão mecânica

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:02:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wolney Arruda de Lima - 2013.pdf: 8969401 bytes, checksum: 67628ca83f7e7b88a59b09ef9dcfd500 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-11-03T16:03:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wolney Arruda de Lima - 2013.pdf: 8969401 bytes, checksum: 67628ca83f7e7b88a59b09ef9dcfd500 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-03T16:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wolney Arruda de Lima - 2013.pdf: 8969401 bytes, checksum: 67628ca83f7e7b88a59b09ef9dcfd500 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / In this work were prepared and characterized polyaniline/poly(styrene-co-divinylbenzene) composites by in situ oxidative polymerization of aniline in the pores of styrene-divinylbenzene copolymers. The aim was to obtain composites with high specific surface areas and total pore volumes for use as adsorbents of complex anions [SnCl4]2-. The copolymers with 29 and 84 % of divinylbenzene (DVB) were called PStyDVB 29 and PStyDVB 84, respectively. They were synthesized by suspension polymerization in the presence of inert diluents like toluene and heptane to obtain mesoporous beads with sizes in the range of 400 to 800 μm. Before the oxidative polymerization, the copolymers were swelled with aniline and ethanol mixture at volumetric ratio 20:80. The oxidative polymerization of aniline in the copolymers was carried out using benzoyl peroxide as an oxidant in the presence of hydrochloric or nitric acid as dopant at 25°C in three polymerization cycles. The materials were characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), elemental analysis (CNHS), X ray diffraction, thermogravimetry, nitrogen adsorption (specific surface area and pore volume), Scanning Electron Microscopy and Atomic Absorption spectrophotometry. Elemental analysis indicated that the composite doped with HCl adsorb higher amounts of polyaniline (PANI) than using HNO3. The FTIR spectra and X-ray diffraction patterns of the composites were similar to the ones of the copolymers due the low amounts of PANI incorporated. The copolymers had lower thermal stability than composites, and the copolymer PStyDVB 84 had higher thermal stability due to a higher crosslinking degree. The specific surface areas (SBET) and pore volume (Vp) of the composites showed a decrease compared to the respective copolymers, due to the incorporation of polyaniline by homogeneously distributed inside and outside surfaces. The increasing of DVB content in the composites and copolymers favored the formation of high specific surface areas and pore volumes. The adsorption of anion complex [SnCl4]2- by the composites occurred by ion exchange of ions Cl- or NO3-. The results showed that the complex anions [SnCl4]2- adsorption increased with the increasing of hydrochloric acid and tin ion (II) concentrations. The complex anions [SnCl4]2- adsorbed more on the composite PANI/PStyDVB 84 HNO3, although it showed the lowest PANI content, the highest specific surface area and pore volume compared to the other composites. It can be concluded that the anion complex [SnCl4]2- adsorption depends on the number of binding sites and on the porous structure of the composites. / Neste trabalho, foram preparados e caracterizados compósitos Polianilina/Poli(estireno-co-divinilbenzeno), através da polimerização oxidativa in situ da anilina nos poros dos copolímeros estireno e divinilbenzeno. O objetivo foi obter compósitos com altas áreas superficiais específicas e volume de poros totais, para utilização como adsorventes de ânions complexo [SnCl4]2-. Os copolímeros com 29 e 84 % de divinilbenzeno (DVB) foram denominados PStyDVB 29 e PStyDVB 84, respectivamente, e sintetizados através de polimerização em suspensão, na presença de diluentes inertes tolueno e heptano para obtenção de pérolas com estrutura mesoporosa e tamanhos na faixa de 400 e 800 μm. Antes da polimerização oxidativa, os copolímeros foram intumescidos com mistura de anilina e etanol, na razão volumétrica 20:80. A polimerização oxidativa da anilina nos copolímeros foi realizada com peróxido de benzoíla, como oxidante, na presença de ácido clorídrico ou nítrico como dopante a 25°C, em três ciclos de polimerização. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Análise Elementar (CNHS), Difratometria de Raios X, Termogravimetria, Adsorção Física de Nitrogênio (área específica e volume de poros), Microscopia Eletrônica de Varredura e espectrofotometria de Absorção Atômica. A análise elementar indicou que os compósitos dopados com HCl, adsorveram maiores quantidades de Polianilina (PANI) do que com o uso de HNO3. Os espectros de FTIR e difratogramas de Raios X dos compósitos assemelharam-se aos dos copolímeros, pela baixa quantidade de PANI incorporada. Os copolímeros apresentaram menor estabilidade térmica que os compósitos, sendo que o copolímero PStyDVB 84 apresentou maior estabilidade térmica, devido a um maior número de ligações cruzadas. As medidas de áreas superficiais específicas (SBET) e o volume de poros (Vp) dos compósitos apresentaram diminuição em relação aos respectivos copolímeros, devido à incorporação da Polianilina distribuída homogeneamente pela superfície interna e externa. O copolímero PStyDVB 84 e seus compósitos apresentaram altas áreas superficiais específicas e volumes de poros devido ao maior teor de DVB. A adsorção de ânions complexo de [SnCl4]2- pelos compósitos ocorreu pelo processo de troca iônica de íons Cl- ou NO3-. Os ânions complexo [SnCl4]2- foram mais adsorvidos com a elevação das concentrações do ácido clorídrico e do íon estanho (II) em solução. Os ânions complexos [SnCl4]2- adsorveram mais no compósito PANI/PStyDVB 84 HNO3, sendo que ele apresentou o menor teor de PANI, a maior área superficial específica e o maior volume de poros em comparação com os demais compósitos. Pode ser concluído que a adsorção dos ânios complexo [SnCl4]2- depende do número de sítios ligantes e da estrutura porosa do compósito.

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:44:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_RafaelSilva_D.pdf: 7389646 bytes, checksum: f844ea1edc9cee70fe5af259c7d4ffaa (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Polimerização via radical livre controlada, ou Living Free Radical Polymerization (LFRP) tem recebido cada vez mais atenção como uma técnica para produção de polímeros com micro estrutura altamente controlada. Em particular, distribuições de pesos moleculares estreitas são obtidas, com polidispersidade próxima de um. Rotas usuais para obtenção de polímeros como estes têm sido polimerizações iônicas, mas elas são extremamente sensíveis a impurezas. Dentre os processos controlados, a polimerização mediada por nitróxidos (Nitroxide-Mediated Radical Polymerization-NMRP) permite a introdução de funcionalidades químicas na cadeia polimérica e apresenta como vantagens a possibilidade de polimerizações em meio aquoso, síntese de materiais híbridos, copolímeros, além de ser a rota química com menor impacto no meio-ambiente. Contudo, um dos desafios a ser enfrentado na LFRP, inclusive na NMRP, é o aumento da velocidade de reação, uma vez que as polimerizações controladas são muito mais lentas em função da existência de uma etapa de equilíbrio intrínseca. Na busca de maiores produtividades, utilizam-se temperaturas de operação ou concentração de iniciadores monofuncionais elevadas que, por conseqüência, geram polímeros com pesos moleculares mais baixos. Nos processos de polimerização convencional, o uso de iniciadores difuncionais permite o aumento da produtividade sem alterações ou mesmo com um aumento dos pesos moleculares. Sendo assim, nesta tese, foi feito um estudo experimental (polimerização em ampolas) e de simulação (desenvolvimento de modelos determinísticos e empíricos) para investigar a NMRP, no sentido de tentar reduzir o tempo gasto na polimerização, através do uso de iniciadores difuncionais. Particularmente, foram avaliadas as massas moleculares e a polidispersidade do poliestireno sintetizado usando o TEMPO (2,2,6,6, tetrametil-1-piperidinoxil) como controlador através de uma comparação com iniciadores monofuncionais (BPO e TBEC). Através de um planejamento de experimentos, determinou-se a influência da concentração do iniciador difuncional L531, da razão controlador/iniciador, e da temperatura na conversão, nos pesos moleculares e na polidispersidade e chegou-se a um modelo empírico. Foi proposto um mecanismo de reação com a derivação de equações de balanço de massa e de momentos para um reator batelada. Fez-se um bom ajuste do modelo com a estimativa de alguns parâmetros. Finalmente, desenvolveu-se uma análise de sensibilidade (dinâmica) dos parâmetros do modelo. Ambos os resultados experimentais e de simulação mostraram que foi possível obter um aumento na conversão aliado a um incremento nas massas moleculares ao se usar o iniciador difuncional L531 em relação ao monofuncionais, sendo mantido o processo controlado. Esta abordagem é inédita, pois não foi encontrado na literatura aberta nenhum tipo de polimerização radicalar controlada por nitróxidos que faça uso de iniciadores com funcionalidade superior a um. / Abstract: Controlled/Living Free Radical Polymerization (LFRP) is one of the most important techniques for production of polymeric materials with good control of the microstructure (e.g., narrow molecular weight distributions). Such properties can also be achieved via ionic polymerizations, but being a free radical polymerization process, LFRP is much less sensitive to impurities and solvents. The Nitroxide-Mediated Radical Polymerization (NMRP), as well as other LFRP processes, provides end functional polymers, and recently it has shown advantages related to polymerization in aqueous media, synthesis of hybrid materials, block copolymers, and environmental issues. However, one challenge that still must be overcome in LFRP, as well as in NMRP process, is to increase slow polymerization rates experienced due to the establishment of an intrinsic equilibrium. In order to achieve higher productivities, higher reaction temperatures or higher (monofunctional) initiator concentrations are usually used, but as a result, polymers with lower molecular weight are produced. It is well known that the use of di-functional initiators provides an enhancement of the reaction rate of conventional free radical polymerization with either no change or even an increase in molecular weight averages. Therefore, in this thesis, it was taken an experimental (polymerization in ampoules) and computational (deterministic and empirical methods) investigation of the effect of di-functional initiators on nitroxide-mediated radical polymerization with the purpose of enhancing the reaction rate. Particularly, the molecular weight development (number average molecular weight and polydispersity) of polystyrene synthesized by using TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinoxyl) as controller was evaluated by making a comparison with polymerizations using mono-functional initiators (BPO and TBEC). From the use of a design of experiments, the influence of the L531 initiator concentration, the TEMPO/initiator ratio, and the temperature on the reaction rate, molecular weights and polidispersity were determined, and an empirical model was generated. A kinetic mechanism has been proposed, from which mass balance and moment equations were derived for a batch reactor. The model was well adjusted to the experimental data with the estimation of some parameters. Lastly, a dynamic sensitivity analysis of the parameters was developed. It was shown both in experimental and simulation results that in the case of the bi-functional initiator L531, the reaction rate and molecular weights were increased when comparing to the performance of the mono-functional initiators keeping the livingness of the system. To the best of our knowledge, this is the first report of TEMPO-mediated polymerization of styrene using difunctional initiators. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química