Neste trabalho estudou-se o processo de coplimerização em emulsão de estireno e acrilato de butila em processo semicontínuo onde o produto final é um látice com alto teor de sólidos. Foi realizada uma série de experimentos de copolimerização em emulsão em um reator de vidro, empregando receitas com teores de sólidos na faixa de 50 a 64% em massa. Foram estudados os seguintes fatores: teor de sólidos, teor de ácido acrílico, teor de emulsificantes e tempo de adição dos monômeros. Os efeitos estudados são avaliados principalmente em termos de conversão, diâmetro médio das partículas, concentração de partículas, número médio de radicais por partícula, taxa de polimerização, viscosidade e fração de coágulos. Também se avaliou a distribuição de tamanhos de partículas para o processo. Utilizando informações experimentais e da literatura, foi aplicado um modelo matemático para o processo, com razoável adequação aos dados experimentais. / The aim of this work was the study of the high solid contents emulsion copolymerization of styrene and butyl acrylate in semi-batch process. Copolymerization reactions were undertaken in a glass reactor, and recipes with solid contents up to 64 wt.% were used. Were evaluated the effects of: solid contents on recipe, amounts of acrylic acid and surfactants on recipe and monomer feeding time. The effects were evaluated in terms of conversion, particle mean diameter, and particle concentration, average number of radicals per particle, polymerization rate, viscosity and coagulum content. It was performed a characterization of the particle size distribution for this process. Using experimental observations and literature information, it was applied a mathematical model for this process, with satisfactory agreement with experimental data.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328453.pdf: 2969251 bytes, checksum: 742cc08cfb21cbc8a18a6dd26ad672ab (MD5) Previous issue date: 2014 / Partículas compartimentadas têm recebido considerável esforços para asua elaboração, síntese e aplicação como sistemas carreadores de fármacos.Uma estrutura multicompartimentada apresenta diversas vantagenssobre particular de um único compartimento, como por exemplo, encapsulaçãode uma grande variedade de compostos, tanto hidrofílicos quantohidrofóbicos, em uma única partícula. Neste trabalho, um sistemacontendo múltiplos compartimentos para encapsulação e liberação modificadade compostos hidrofílicos e hidrofóbicos foi proposto. Micropartículasmúlticompartimentadas foram obtidas a partir da encapsulaçãode nanocápsulas em micropartículas, permitindo a encapsulaçãosimultânea de fármacos não-compatíveis em uma única estrutura. Nanocápsulas(NCs) de amido reticulado com núcleo aquoso e tamanho emtorno de 200 nm foram preparadas a partir da polimerização interfacialcom 2,4- tolueno diisocianato (TDI) usando a técnica de miniemulsãoinversa. A estrutura casca-núcleo foi confirmada por microscopia eletrônicade varredura (SEM). Os resultados revelaram que as NCs apresentaramalta eficiência de encapsulação de componentes hidrofílicos.As NCs foram encapsuladas em micropartículas (MPs) de poli(ácidoláctico) PLLA. MPs monodispersas de PLLA com tamanho em torno de5 µm foram preparadas a partir da técnica de membrana porosa SPGseguida de evaporação de solvente. A investigação de eficiência de encapsulação(EE) das NCs em micropartículas (em torno de 85 %) foipossível com o uso de um marcador hidrofílico, sulforodamina 101, preencapsuladonas NCs de amido reticulado. Espectroscopia de fluorescência,SEM e microscopia confocal de varredura a laser (CLSM) foramessenciais na caracterização das micropartículas multicompartimentadas.Modificações na superfície das NCs foram realizadas, resultando em umaumento da EE, em torno de 90 %. Isoniazida e rifampicina foram osfármacos modelos coencapsulados. A biodegradabilidade do sistemamulticompartimentado foi avaliada na presença de a-amilase e proteinaseK. A escolha dos dois polímeros (amido e PLLA) para o desenvolvimentoda partícula multicompartimentada proporcionou uma degradaçãoenzimática seletiva. O sistema desenvolvido se apresentou versátil epotencial na coencapsulação e liberação combinada de compostos hidrofílicose hidrofóbicos e/ou nanocápsulas desencadeada por degradaçãoenzimática.<br> / Abstract : Compartiment particle have received considerable efforts for its elaboration, systhesis and application as drug carriers systems. A multicompartiment structure offer several advantages compared to single compartment particles, such as, encapsulation of a wide range of compounds, including hydrophilic and hydrophobic in the same particle. In the present work, a modified drug delivery system for administration of hydrophilic and hydrophobic drugs in the same device was proposed. Multicompartimentalized microparticles were achieved encapsulating nanocapsules into microparticles, allowing the simultaneous encapsulation of non-compatible compounds in the same structure. 200 nm aqueous-core nanocapsules (NCs) composed of cross-linked starch, were prepared by inverse miniemulsion polymerization using 2,4-toluene diisocianate(TDI). The core-shell structure was confirmed by scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the obtained NCs acchieved high encapsulation efficiency of hydrophilic compound. The NCs were entrapped into poly(lactic acid) PLLA microparticles (MPs). Monodisperse PLLA MPs were prepared using SPG membrane approach followed by solvent evaporation technique. The evaluation ofencapsulation efficiency (EE) of NCs into the MPs (around 85 %) was possible using a fluorescence dye, sulforhodamine 101, which was previously encapsulated into the NCs. Fluorescence spectroscopy, SEM and confocal laser scanning microscopy (CLSM) were essencial for the characterization of multiple compartiments particles. Surface modificationof NCs were performed and increased the EE of NCs into PLLAMPs to around 90 %. Isoniazid and rifampicin were the model drugs coencapsulated. The biodegradability of the multiple compartment system was investigated in the presence of a-amylase and proteinase K. The choice of the polymers (starch and PLLA) for the development of the multicompartiment particle provided a selective enzymatic degradation.The developed system showed potencial for coencapsualtion and combined delivery of hydrophilic and hydrophobic drugs and/or nanocapsules triggered by enzymatic degradation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação foi estudado um processo de polimerização em emulsão de acrilonitrila, butadieno e ácido carboxílico, em escala piloto, para a produção de látex nitrílico carboxilado com alto teor de sólidos diretamente no processo reacional, sem precisar passar por etapas pós-reação de concentração. Foi estudado o efeito da temperatura, do tipo e quantidade de emulsificante, do tipo e quantidade de iniciador, do tipo de agitador e da velocidade de agitação e das etapas de adição incremental para obtenção de látex com alto teor de sólidos e a sua influência no tamanho e distribuição das partículas. Os polímeros obtidos foram caracterizados por gravimetria, usando forno de microondas para obtenção do teor de sólidos, espalhamento de luz, para determinação de tamanho e distribuição das partículas, e por espectroscopia na região do infravermelho para determinação da composição monomérica. Foi obtido polímero com até 57% de sólidos totais. O tamanho médio de partícula variou de 130 nm a 230 nm. / In this dissertation an emulsion polymerization process of acrylonitrile, butadiene and carboxylic acid was studied, in pilot scale, for the production of carboxylated nitrile latex with high solids content directly from the reaction process, without the need of post-reaction steps of concentration. It was studied the effect of temperature, type and amount of emulsifier, type and amount of initiator, type of stirring system, stirring speed and the steps of incremental additions for the production of high solid latex and its influence in the average particle size and distribution. The obtained copolymers were characterized by gravimetry using a microwave oven to determine total solids content, by light scattering in order to determine the average particle size and its distribution and by infrared spectroscopy to determine monomer composition. A latex up to 57% of total solids was obtained. The average particle size ranged from 130 nm to 230 nm.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339944.pdf: 8083092 bytes, checksum: 179ca86a029cb1e154eaf60fa8219ec9 (MD5) Previous issue date: 2016 / Abstract: Polymeric nanoparticles (NPs) with superparamagnetic properties and surface modified with folic acid (FA) can targeted drug delivery to tumors, which increase their cellular uptake (endocytosis) and therapeutic efficacy. Furthermore, NPs with superparamagnetic properties can induce cell death by hyperthermia (increasing cell temperature), and the combination of hyperthermia (HPT) with other methods like chemotherapy and radiotherapy turns these treatments much more effective. Having regard to the advantages and disadvantages of different therapeutic strategies, the idea of combining various treatments can be attractive for the next generation of cancer treatment. Thus the aim of this work was to synthesize by miniemulsion polymerization poly(methyl methacrylate) (PMMA) NPs with superparamagnetic properties for biomedical applications. In order to verify the effectiveness of NPs as drugs carrier systems, two antitumor compounds were used: zinc phthalocyanine (ZnPc), a second generation photosensitizer used in the treatment of cancer via photodynamic therapy (PDT) and lauryl gallate (G12), a derivative of gallic acid. With the aim to improve the drug delivery, the FA was used as a surface modifier of NPs. Finally, cytotoxicity and cellular uptake assay were performed in cells that express folate receptors (HeLa) to evaluate the entered mechanism of the prepared systems. The NPs obtained by minimeulsion polymerization presented a nanometric size, negative zeta potential and biocompatibility in tumor and non-tumor cells. From these excellent results of biocompatibility, ZnPc was encapsulated in PMMA NPs (PMMAZnPc). Cytotoxicity assays on leukemic cells (Jurkat and K562) showed a higher cytotoxic effect of PMMAZnPc than free ZnPc, suggesting that the death leukemic cells were by apoptosis. In another study, NPs with superparamagnetic properties (MNPs-PMMA) were obtained by miniemulsion polymerization. MNPs-PMMA NPs presented biocompatibility in tumor and non-tumor cells inducing the death of U87MG cells (~50%) by HPT. Simultaneous treatment by PDT and HPT in U87MG cells, with the simultaneous encapsulation of ZnPc and NPMs in PMMA NPs (PMMA-MNPsZnPc), showed a synergic effect when the treatments were combined. The in vitro results showed that the application of PDT and HPT together can be more effective than each of the two treatments applied separately. Finally, aiming toimprove the drug delivery efficacy, the surface of NPs were modified with folic acid (FA). The adsorption of the FA on PMMA NPs with superparamagnetic properties (FA-MNPsPMMA) increased internalization of NPs on cells that express folate receptors of type ß (K562). In another study, the G12 was encapsulated in superparamagnetic PMMA NPs (MNPsG12PMMA-FA). The simultaneous encapsulation presented a higher cytotoxic effect of FA-MNPsG12PMMA than NPs without FA, when incubated in HeLa cells. Cellular uptake assays and flow cytometry demonstrated a higher cellular uptake of FA-MNPsG12PMMA than NPs without FA, suggesting that these are internalized by folate receptor-mediated endocytosis mechanism. Furthermore, the encapsulation of G12 in PMMA NPs decreases possible cytotoxic effects of G12, in non-tumor cells and blood cells.<br> / O câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que tem em comum, o crescimento desordenado de células (maligno), que invadem os tecidos e órgãos podendo espalhar-se (metástase) para outras regiões do corpo e o câncer benigno, que significa simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original e raramente constitui risco de vida, dependendo do tempo de diagnóstico. Dados da Organização Mundial de Saúde (OMS) mostram que o câncer é a segunda principal causa de mortes em todo o mundo. Estima se que no ano de 2030, o câncer poderá matar 17 milhões de pessoas contra os 7,6 milhões de óbitos que provocou em 2007. Um grande esforço na busca de novos tratamentos para o câncer, como um tratamento mais seletivo das células cancerígenas vem ganhando destaque na literatura. A busca de novas formulações farmacêutica utilizando como ferramenta a nanotecnologia pode melhorar a eficácia terapêutica de fármacos já existente no mercado e consequentemente diminuir seus inúmeros efeitos adversos. Nanopartículas poliméricas (NPs) com propriedades superparamagneticas e superfície modificada com ácido fólico (FA) podem direcionar o fármaco encapsulado a uma célula tumoral alvo, no qual, melhora sua internalização celular (endocitose) e eficácia terapêutica, diminuindo assim seus efeitos tóxicos. Outra vantagem destes sistemas com propriedades superparamagnéticas, é que estas podem induzir a morte das células por hipertermia (HPT) (aumento da temperatura), sendo este tratamento muito mais eficaz quando associado a terapias convencionais, como a quimioterapia e a radioterapia. Tendo em conta as vantagens e desvantagens de diferentes estratégias terapêuticas, a ideia de combinar vários tratamentos, pode ser um atrativo para a próxima geração do tratamento do câncer. Com isso, o objetivo deste trabalho foi a síntese, caracterização e estudos in vitro das NPs de poli (metacrilato de metila) (PMMA) com propriedades superparamagnéticas, obtidas via polimerização em miniemulsão. A fim de verificar a eficácia das NPs como sistemas carreadores de fármacos, dois compostos antitumorais foram utilizados: a ftalocianina de zinco (ZnPc), um fotossensibilizante de segunda geração utilizado no tratamento do câncer via Terapia Fotodinâmica (PDT) e o lauril galato (G12), um derivado do ácido gálico. Com o intuito de melhorar a vetorização das NPs de PMMA, o AF foi usado como modificador desuperfície. Por fim, ensaios de citotoxicidade e internalização celular foram realizados em células que expressam receptores folatos, com o objetivo de avaliar o mecanismo de entrada dos sistemas preparados. As NPs de PMMA obtidas via polimerização em miniemulsão apresentaram um tamanho nanométrico, com potencial zeta negativo e biocompatibilidade em células tumorais e não tumorais. A partir destes excelentes resultados de biocompatibilidade, a ZnPc foi incorporada nas NPs de PMMA (PMMAZnPc). Ensaios de citotoxicidade em células leucêmicas (K562 e Jurkat) mostraram um maior efeito citotóxico da ZnPc encapsulada em NPs que ZnPc livre, sugerindo que a morte das células leucêumicas foi mediada por apoptose. Em outro estudo, NPs de PMMA com propriedades superparamagnéticas (MNPs-PMMA) foram obtidas via polimerização em miniemulsão. MNPs-PMMA NPs apresentaram biocompatibilidade em células tumorais e não tumorais, e induziram a morte das células U87MG (~50%) por HPT. O tratamento simultâneo (PDT e HPT) sobre as mesmas células (U87MG) com o encapsulamento simultâneo da ZnPc e NPMs em NPs de PMMA (MNPsZnPc-PMMA), apresentaram um efeito sinérgico. Os resultados in vitro mostraram que a aplicação da PDT e HPT simultaneamente podem ser mais eficazes quando aplicados simultaneamente. Por fim, visando uma melhor vetorização das NPs de PMMA quando o FA foi usado como agente ligante (FA-MNPsPMMA). A adsorção do FA nas NPs de PMMA com propriedades superparamagnéticas aumentou a internalização das NPs nas células que expressam receptores folatos (células K562). Em outro estudo o G12 foi incorporado nas NPs de PMMA. O encapsulamento simultâneo do G12 e NPMs em NPs de PMMA com superfície modificada, apresentou um maior efeito citotóxico sobre as células HeLa, quando comparado com as NPs sem FA. Ensaios de captação celular e citometria de fluxo demostraram uma maior internalização das NPs de PMMA com superfície modificada, sugerindo que estas são internalizadas via receptor folato mediado pelo mecanismo de endocitose. Além disso, o encapsulamento do G12 em NPs de PMMA diminui possíveis efeitos citotóxicos do G12, em células não tumorais e células do sangue.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação foi estudado um processo de polimerização em emulsão de acrilonitrila, butadieno e ácido carboxílico, em escala piloto, para a produção de látex nitrílico carboxilado com alto teor de sólidos diretamente no processo reacional, sem precisar passar por etapas pós-reação de concentração. Foi estudado o efeito da temperatura, do tipo e quantidade de emulsificante, do tipo e quantidade de iniciador, do tipo de agitador e da velocidade de agitação e das etapas de adição incremental para obtenção de látex com alto teor de sólidos e a sua influência no tamanho e distribuição das partículas. Os polímeros obtidos foram caracterizados por gravimetria, usando forno de microondas para obtenção do teor de sólidos, espalhamento de luz, para determinação de tamanho e distribuição das partículas, e por espectroscopia na região do infravermelho para determinação da composição monomérica. Foi obtido polímero com até 57% de sólidos totais. O tamanho médio de partícula variou de 130 nm a 230 nm. / In this dissertation an emulsion polymerization process of acrylonitrile, butadiene and carboxylic acid was studied, in pilot scale, for the production of carboxylated nitrile latex with high solids content directly from the reaction process, without the need of post-reaction steps of concentration. It was studied the effect of temperature, type and amount of emulsifier, type and amount of initiator, type of stirring system, stirring speed and the steps of incremental additions for the production of high solid latex and its influence in the average particle size and distribution. The obtained copolymers were characterized by gravimetry using a microwave oven to determine total solids content, by light scattering in order to determine the average particle size and its distribution and by infrared spectroscopy to determine monomer composition. A latex up to 57% of total solids was obtained. The average particle size ranged from 130 nm to 230 nm.

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buono_CeliaReginaSzcypula_M.pdf: 1958940 bytes, checksum: 8c4970744ed21e0517ce03bcd8a0b43a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o comportamento de um novo surfactante biodegradável do tipo sulfosuccinato, especificamente desenvolvido para substituir os do tipo alquil fenol etoxilado sulfatado na polimerização em emulsão. Estes últimos apresentam em sua estrutura grupos fenol que os define como não biodegradáveis. Neste trabalho a aplicação deste látex é a tinta imobiliária. Os APEs, como são definidos estes surfactantes, são muito utilizados na indústria imobiliária e para substituí-los o mínimo necessário é a obtenção de propriedades pelo menos similares. O trabalho estudou o comportamento do surfactante Nonil Fenol Etoxilado Sulfatado com Nove Unidades de Etoxilação e alguns Sulfosuccinatos em duas etapas. A primeira foi a polimerização em emulsão onde se combinou o uso de monômeros insolúveis e solúveis em água e a segunda o uso destes látex em tintas imobiliárias. Este estudo avaliou os produtos e as características e benefícios obtidos nesta aplicação e obteve os seguintes resultados: Baixa formação de coágulo melhorando a eficiência operacional. Viscosidade constante proporcionando estabilidade do látex com o tempo. Estreita distribuição do tamanho de partículas proporcionando propriedades únicas. Peso Molecular constante. Consistência da viscosidade da tinta imobiliária com o tempo. Alto brilho que é uma propriedade importante em tintas imobiliárias. Excelente compatibilidade com pigmentos, tornando a tinta de fácil formulação. Excelente poder de cobertura, gerando melhora na aplicação final. Notável nivelamento e escorrimento proporcionado a aplicação da tinta final. Lavabilidade equivalente quando comparada a outros surfactantes. A conclusão observada foi a de que o novo surfactante sulfosuccinato biodegradável substitui o surfactante do tipo nonil fenol etoxilado sulfatado de 9 unidades de etoxilação em polimerização em emulsão e, as propriedades obtidas são únicas na tinta imobiliária. / Abstract: The purpose of this study was to evaluate a new biodegradable sulfosuccinate surfactant type replacing the ones called alkyl phenol ethoxylated in emulsion polymerization where the final latex is used for architectural paint. Sulfosuccinate surfactants are known as high performance products for wetting properties. This new type was developed specifically to replace APE surfactant type. APEs properties are well known in the architectural industry and to replace it at least it is necessary to obtain the same regular benefits. The study analyzed the behavior of NPES compared to Sulfosuccinate surfactants in an emulsion polymerization in two steps. Firstly in the process where insoluble monomers were used first and later on water soluble monomers were introduced to modify the system and secondly these latexes were formulated as paints where final properties and benefits were compared. The main properties found were: Low coagulum improving operational efficiency. Minimum viscosity change over time showing stability. Narrow particle size distribution improving final paint properties. Reproducible molecular weight. Consistency paint viscosity over time. High gloss improving final paint properties. Excellent pigment acceptance turning the paint easy to formulate. Excellent hiding power improving final aesthetics. Outstanding leveling and sagging improving paint application. Equivalent washability compared to other surfactants. The conclusion was that the new sulfosuccinate surfactant can easily replace nonyl phenol ethoxylated with 9 units of EO in the emulsion polymerization process. The latex polymerized with the new sulfosuccinate shows an excellent performance that is later on recognized as improved properties and benefits in the architectural paint formulation. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Este trabalho descreve a síntese de látices poliméricos híbridos contendo a argila natural Montmorilonita (MMT) por meio da polimerização radicalar controlada via mecanismo de transferência reversível de cadeia por adição-fragmentação (RAFT) em emulsão sem adição de surfatante. Primeiramente, copolímeros anfifílicos com diferentes estruturas e composições, foram preparados por meio da polimerização via RAFT em solução e caracterizados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) e cromatografia por exclusão de tamanho (SEC). A interação entre os copolímeros sintetizados, chamados de macroagentes RAFT, e a superfície da MMT foi estudada por meio de isotermas de adsorção experimentais, as quais foram ajustadas por modelos teóricos. Os macroagentes RAFT à base de ácido acrílico (AA), acrilato de metil éter poli(etileno glicol) (PEGA) e acrilato de n-butila (BA) apresentaram afinidade pela argila como mostraram as isotermas do \"tipo L\" (Langmuir) obtidas. Os látices híbridos preparados utilizando esses macroagentes RAFT foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão em temperatura criogênica (cryo-TEM), que revelou lamelas de MMT decoradas com nanopartículas poliméricas. As isotermas de adsorção dos macroagentes RAFT catiônicos à base de metacrilato de 2-(dimetilamino)etila (DMAEMA), PEGA e BA foram do \"tipo H\" (alta afinidade). Esses macroagentes RAFT possibilitaram a preparação de dispersões estáveis de complexos de MMT/macroagente RAFT, o que foi verificado por espalhamento dinâmico de luz (DLS), e sua utilização na síntese de látices híbridos levou à formação de uma camada polimérica em torno das lamelas de MMT. Os filmes poliméricos nanocompósitos obtidos a partir de látices catiônicos estáveis de poli(metacrilato de metila-co-acrilato de n-butila)/MMT apresentaram melhor estabilidade térmica e melhores propriedades mecânicas do que os filmes poliméricos preparados sem adição de argila como mostraram, respectivamente, os resultados de análise termogravimétrica (TG) e de análise termodinâmico-mecânica (DMA) dos materiais. / This work describes the synthesis of hybrid polymer latexes containing natural Montmorillonite clay (MMT) by reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT)-mediated surfactant-free emulsion polymerization. Firstly, amphiphilic copolymers with different structures and compositions were prepared by RAFT polymerization in solution and characterized by hydrogen nuclear magnetic resonance (1H NMR) and size exclusion chromatography (SEC). The interaction between these copolymers (referred to as macroRAFT agents) and the MMT surface was studied by experimental adsorption isotherms, which were adjusted by theoretical adsorption models. MacroRAFT agents based on acrylic acid (AA), poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate (PEGA) and n-butyl acrylate (BA) displayed affinity for MMT as shown by the \"L-type\" (Langmuir) isotherms obtained. The hybrid latexes prepared using these macroRAFT agents were analyzed by transmission electron microscopy at cryogenic temperatures (cryo-TEM), which revealed polymer-decorated MMT platelets. The adsorption isotherms of cationic macroRAFT agents based on 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), PEGA and BA were of the \"H-type\" (high affinity). These RAFT macroRAFT agents allowed the preparation of stable dispersions of MMT/macroRAFT agents complexes, which was verified by dynamic light scattering analysis (DLS), and their use in the synthesis of hybrid latexes led to the formation of a polymer layer surrounding the MMT platelets. Nanocomposite films obtained from stable cationic latexes of poly(methyl methacrylate-co-n-butyl acrylate)/MMT showed better thermal stability and better mechanical properties than polymer films prepared without addition of clay as shown, respectively, by the results of thermogravimetric analysis (TG) and dynamic mechanical analysis (DMA) of the final materials.

Orientadores: Leila Peres, Jose Luiz Trochmann / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:11:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucente_AnaGlauciaBogalhos_M.pdf: 1102673 bytes, checksum: b3cbcd44fdb8348cba4293d33498fee3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A redução no uso de compostos orgânicos voláteis (VOC) é uma demanda ambiental constante. Emulsões poliméricas aquosas com baixo conteúdo de surfactantes, produzidas pela síntese de miniemulsão direta são usadas com vantagens como substitutas a emulsões com solventes orgânicos, assim como a emulsões aquosas com altos teores de surfactantes. A água como fase contínua e monômeros orgânicos com baixa solubilidade em água, são usados. Essas emulsões podem ser termodinamicamente ou cineticamente estabilizadas com agentes surfactantes e ou hidrófobos. Na polimerização por radical livre em miniemulsão o sítio orgânico estabilizado atua como um mini-reator, formando uma dispersão polimérica estável. Dependendo da técnica de preparação utilizada e das taxas de conversão, vários diâmetros médios de partículas (Dp) e distribuição de tamanho (DSD) podem ser obtidos. Das várias técnicas de polimerização em emulsão a miniemulsão se destaca, por poder ser estabilizada cineticamente o que permite reduzir o uso de surfactantes em tipo e quantidade aplicadas, onde as gotículas monoméricas podem ser formadas por cisão da fase orgânica ou por fusão de gotículas ainda menores, cineticamente estabilizadas por agentes surfactantes e ou hidrófobos resultando em nanopartículas. O meio aquoso permite altíssimas taxas de transferência de calor e taxas de transferência de massa adequadas para taxas de polimerização moderadas e altas. Nesse trabalho um polímero acrílico com propriedades físicas específicas para o desenvolvimento de materiais aplicados a área odontológica foi a força motriz na obtenção de um copolímero de metacrilato de metila (MMA) e metacrilato de etila (EMA) dada sua razão de reatividade de 1,08 e 0,98 respectivamente, o que teoricamente leva a obtenção de um copolímero estatístico ou aleatório. O efeito da temperatura (50, 60 e 80°C) na conversão global e na cinética da reação, o Dp e a DSD, a temperatura de transição vítrea (Tg) e a temperatura de fusão (Tf) do copolímero obtido foram estudados por meio de análise gravimétrica, espectrometria de espalhamento de laser (LSS) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). O material sintetizado a 60ºC foi também caracterizado com as g/mol. Da caracterização realizada (RMN, FTIR e DSC) foi possível concluir que foi obtido como esperado um copolímero, possivelmente do tipo aleatório ou alternado. técnicas de espectrometria de infravermelho, (FTIR), ressonância magnética nuclear (MNR) para a verificação das funções orgânicas e cromatografia de permeação em gel (GPC) na determinação da massa molar média e sua distribuição. A adição de agente hidrófobo e o uso de ultra-som tornaram possível a obtenção de partículas poliméricas tão pequenas quanto 280nm, com polidispersividade de 1,6 e massa molar média de 2,16 x 106 g/mol. Da caracterização realizada (RMN, FTIR e DSC) foi possível concluir que foi obtido como esperado um copolímero, possivelmente do tipo aleatório ou alternado. / Abstract: Reduction of volatile organic compounds (VOC) usage is a constant environmental demand. Polymeric aqueous emulsion of low surfactant contends produced from direct miniemulsion synthesis are used with advantages to replace organic solvents media as well as aqueous emulsions of high surfactant concentration. Water as continuous phase and organic monomers with low solubility in water are used. This emulsion can be thermodynamically or kinetically stabilized by surfactant agents and / or hydrophobic agents. In free radical miniemulsion polymerization the stabilized organic site acts as a reactor, forming a kinetically stable polymeric dispersion. Depending on the emulsion preparation technique and polymerization rates, at the end of polymerization, several mean particle diameters (Dp) and several size particle distributions (DSD) are possible. Among the emulsion polymerization techniques, miniemulsion polymerization stands out, since kinetic stabilization allows to reduce the need for different types and large amounts of surfactants, where the reaction sites are the monomer droplets formed from scission of the monomer phase or by fusion of even smaller droplets, kinetically stabilized by surfactants and hydrophobic agents resulting in nanoparticles. The water media allow outstanding heat transfer rates as well as mass transfer rates that do not interfere in conversion rates from moderate to high. On this work, a methacrylate polymer based with specific physical properties for the development of materials for Dentistry application, drove the choice of the copolymer obtained from methyl methacrylate (MMA) and ethyl methacrylate (EMA) monomers as they reactivity ratios were: 1.08 and 0.98, respectively, which theoretically would allow obtaining a statistical or random copolymer. Polymerization temperature effect (50, 60 and 80oC) on: overall conversion and kinetic reaction, Dp, DSD, glass transition temperature (Tg) and melting temperature (Tf) of the obtained copolymer, were studied using gravimetric analysis, laser spectrometry spreading (LSS) and differential scanning calorimetry (DSC). The synthesized copolymer at 60o C was also characterized by Fast Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance analysis (NMR) for verification of copolymer organic functions, and gel permeation chromatography (GPC) to determine distribution and mean molar mass. The addition of hydrophobic agent and the use of ultrasound, made possible to obtain volumetric particle diameter as low as 280 nm and polydispersity of 1.60 with average molar mass of 2.16 x 106 g/mol. From the polymer characterization (RMN, FTIR e DSC) it was possible to conclude that a random or alternating copolymer was obtained, as expected. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:02:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MacedoNeto_JoseCostade_D.pdf: 15337503 bytes, checksum: 2d35593a90de41c2e7333e60488e1bf0 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Materiais nanocompósitos poliméricos utilizando argilas naturais como reforço tem sido bastante estudados por apresentar propriedades melhoradas em relação ao polímero sem reforço. Este trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar materiais nanocompósitos polimérico com matriz de poliestireno por meio da polimerização in situ em emulsão utilizando com nanopartícula a caulinita amazônica. Os resultados obtidos mostraram que a caulinita utilizada como reforço neste trabalho apresentou alta razão de aspecto, foi possível ser intercalada por moléculas orgânicas de dimetilsulfóxido (DMSO) e acetato de potássio (AcK). Nesta tese foram produzidos nanocompósitos com 1, 3 e 5% de caulinita modificada com DMSO e outros com 1, 3 e 5% de argila modificada com AcK. A estabilidade do látex produzido pela polimerização foi medida por dynamic light scattering (DLS). O látex com 3% de argila modificada com DMSO apresentou melhor estabilidade em relação ao com 1% de argila e ao do poliestireno puro. As análises por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (HRSEM) revelaram que a utilização das quantidades 1 e 3% de argila modificada com DMSO são as ideais para a obtenção de nanocompósitos. A análise termogravimétrica (TGA) dos nanocompósitos com 1 e 3% apresentou melhores propriedades térmicas em relação ao polímero sem reforço. A análise por calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostrou que a adição de 1 e 3% de argila não alterou a temperatura de transição vítrea em relação ao polímero sem reforço. A análise térmica dinâmico-mecânica (TDMA) mostrou que o módulo de armazenamento (E') foi maior para o poliestireno puro em relação aos nanocompósitos com 1 e 3% de argila durante o aquecimento. A TDMA também mostrou que a adição de 1 e 3% de argila não influenciou a temperatura de transição vítrea (Tg). O ensaio de inflamabilidade horizontal mostrou que a taxa de queima foi menor para o nanocompósito com 3% de argila em relação ao PS e 1%. Sendo assim, foi possível produzir nanocompósitos com a caulinita. O látex obtido com 3% de argila foi o mais estável. Os nanocompósitos com quantidades de1 e 3% de argila obtiveram melhores propriedades térmicas em relação ao poliestireno sem argila. O PS puro apresentou maior E' as quantidades de 1 e 3% de argila não influenciou a Tg. O nanocompósito com 3% de argila obteve menor taxa de queima / Abstract: Polymer nanocomposites materials using natural clays as reinforcement has been extensively studied by presenting improved properties compared to unreinforced polymer. The goal of This work is to produce and characterize a polymer nanocomposites materials with matrix od polystyrene and nanoparticle by kaolinite through in situ emulsion polymerization. The kaolinite used as reinforcement in this study had a high aspect ratio, could be intercalated by organic molecules of dimethylsulfoxide (DMSO) and potassium acetate (ACK). In this thesis were produced nanocomposites with 1, 3 and 5% kaolinite modified with DMSO and others with 1, 3 and 5% clay modified with AcK. The stability of the latex produced by polymerization was measured by dynamic light scattering (DLS). Latex with 3% clay modified with DMSO showed better stability compared with the 1% clay and the pure polystyrene. Analyses by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy, high resolution (HRSEM) revealed that use of the quantities 1 and 3% clay modified with DMSO are ideal for obtaining nanocomposites. The thermogravimetric analysis (TGA) of the nanocomposites with 1 and 3% showed better thermal properties compared to unreinforced polymer. Analysis by differential scanning calorimetry (DSC) showed that the addition of 1 and 3% clay did not change the glass transition temperature compared to the unreinforced polymer. The dynamic mechanical thermal analysis (TDMA) showed that the storage modulus (E') was higher for the pure polystyrene compared to nanocomposites with 1 and 3% clay during heating. TDMA also showed that the addition of 1 and 3% clay did not influence the glass transition temperature (Tg). The horizontal flammability test showed that the burn rate was lower for the nanocomposite with 3% clay compared to PS and 1%. Therefore, it was possible to produce nanocomposites with kaolinite. The latex obtained with 3% clay was the most stable. Nanocomposites with quantities of 1 and 3% clay had better thermal properties compared to polystyrene clay. The pure PS had a higher E' quantities of 1 and 3% clay did not affect the Tg. The nanocomposite with 3% clay had lower burn rate / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:49:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galhardi_AntonioCesar_D.pdf: 10199145 bytes, checksum: 2012dd27793df7bcbe5e5b7e850aef0d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este estudo descreve um método inédito para a obtenção, a partir da polimerização do Metilmetacrilato, de espumas rígidas com poros intercomunicantes . Descreve, também, a sua viabilidade tecnológica na fabricação de moldes porosos para o processo de Colagem de Barbotina sob Pressão. A caracterização das espumas, quanto às propriedades dos meios porosos, foi realizada, com sucesso, definindo-se os parâmetros fundamentais para o controle da : permeabilidade , porosidade e tamanho de poros. As propriedades mecânicas das espumas foram investigadas em formulações contendo duas resinas existentes no mercado e uma obtida experimentalmente. A sensível superioridade do Móludo de Elasticidade das formulações, contendo a resina experimental, comprovou a eficiência da metodologia empregada, principalmente no que se refere à obtenção de altos pesos moleculares e sua influência nas propriedades mecânicas das espumas. A Tomografia Computadorizada foi aplicada, como metodologia de ensaio não destrutivo , na detecção de bolhas internas. A facilidade de interpretação dos resultados permitiu a imediata adequação do processo de obtenção de espumas. Para algumas espumas selecionadas , simulou-se o processo de Colagem de Barbotina sob Pressão, investigando-se a influência da temperatura da barbotina; da pressão de trabalho e da permeabilidade das espumas. Os resultados foram suficientes para validar o processo de Colagem de Barbotina sob Pressão, que apresenta maior rapidez se comparado ao processo convencional / Abstract: This study describes an unpublished method to produce rigid foams with connected pores by the emulsion polymerization of the Methylmetacrylate monomer; and its technological feasibility in the manufature of moulds by the Slip Casting under Pressure. The main properties ofthe foams were successfully evaluated for the control of the permeability , the porosity and the pore size. The mechanical properties were evaluated for the compositions of two resins available on market and an experimental resin. The superior values of the Elastic Modulus of the foam made with the experimental resin show the efficiency of the methodology applied, specially for the production ofhigh molecular weight resins, and its influence on the foam's mechanical properties. Computerised Tomography was applied as a nondestructive test to identify internal bubbles; easy and prompt interpretation of the results made it possible to change accordingly. For several selected foams a simulation ofthe process of Slip Casting under Pressure was run; and the influence ofthe slip temperature, pressure and the foam permeability were analysed. The results, alone were sufficient to validate the process of Slip Casting under Pressure, characterised by a higher velocity than that of the traditional process / Doutorado / Materiais e Processos / Doutor em Engenharia Mecânica