[pt] Neste trabalho são reportados o preparo, a caracterização e os estudos de luminescência de filmes do polímero 1,7-polioxepan-2-ona (policaprolactona, PCL) dopados com complexos trisacetilacetonatos (acac) de Terras Raras trivalentes (TR igual a Eu3 positivo, Gd3 positivo e Tb3 positivo). Os dados de microanálise de CHN evidenciaram que a fórmula geral para os compostos precursores é (TR(acac)3(H2O)3). Os espectros de absorção na região do infravermelho (FTIR) e os espectros Raman indicaram que a coordenação dos ligantes B-dicetonas aos íons TR3 positivo ocorre através dos átomos de oxigênio dos grupos carbonila. Os filmes de PCL foram dopados com (TR(acac)3(H2O)3) em concentrações de 1, 5, 10, 15 e 20 porcento (m/m). Os dados de FTIR e Raman evidenciaram a interação entre o polímero PCL e os B-dicetonatos de TR. As análises termogravimétricas indicaram o caráter anidro das matrizes poliméricas dopadas e melhoria da estabilidade térmica comparados aos complexos precursores. Os espectros de emissão dos sistemas PCL:Eu e PCL:Tb apresentam bandas finas características das transições intraconfiguracionais dos íons Eu3 positivo (5D0-7F0-4) e Tb3 positivo (5D4-7F6-0) que exibem as cores vermelha e verde, respectivamente. Além de supressão de luminescência por concentração, também foram observadas perdas de intensidade da emissão dos filmes ao longo do tempo. Os filmes dopados com Eu3 positivo apresentam maiores tempos de vida do nível emissor 5D0 e eficiências quânticas, indicando que o PCL participa no processo de transferência de energia ligante-metal e co-sensibiliza os íons TR3 positivo. / [en] In this work we report the preparation, characterization and the luminescence studies 1,7-polyoxepan-2-one (polycaprolactone, PCL) polymer films doped with trivalent Rare Earth (RE = Eu3 positive, Gd3 positive e Tb3 positive) trisacetylacetonate (acac) complexes. The CHN microanalysis data confirmed that the general formula for the precursor compounds is (RE(acac)3(H2O)3). The absorption spectra in the infrared region (FTIR) and Raman spectra indicated that the coordination of the B-diketone ligands to RE3 positive ions occurs through the oxygen atoms of carbonyl groups. The PCL films were doped with (RE(acac)3(H2O)3) at concentrations of 1, 5, 10, 15 and 20 porcento (w/w). FTIR and Raman data demonstrated the interaction between PCL polymer and rare earth B-diketonates. The thermogravimetric analysis indicated the anhydrous character of the doped polymer matrices and improvement of thermal stability, in comparison with the precursor complexes. The emission spectra of the PCL:Eu and PCL:Tb systems present characteristic narrow bands of the intraconfigurational transitions of Eu3 positive (5D0-7F0-4) and Tb3 positive (5D4-7F6-0), exhibiting red and green colors, respectively. In addition to concentration quenching of luminescence, losses of emission intensities were also observed over time. The Eu3 positive-doped films exhibit higher lifetimes of the 5D0 emitting level and quantum efficiencies, indicating that the PCL participates in the ligand–metal energy transfer process and co-sensitizes the RE3 positive ions.

[pt] Os surfactantes derivados de aminoácidos são moléculas que apresentam interesse tanto acadêmico quanto industrial por apresentarem características como baixa toxicidade e alta biodegradabilidade. Dentro dessa classe destaca-se o N-Lauril Sarcosinato de Sódio que vem sendo cada vez mais utilizado para substituir surfactantes aniônicos, como o dodecil sulfato de sódio, principalmente na área de cosméticos. Entretanto, estudos sobre seu comportamento de fases ainda são escassos, principalmente envolvendo a sua interação com outras moléculas, como o caso dos polímeros. Polímeros e surfactantes são utilizados juntos em diversos processos industriais, e conhecer o resultado de suas interações é de extrema importância para controlar as propriedades da mistura, já que se diferem totalmente das propriedades individuais de seus componentes. Neste trabalho, realizou-se o estudo das estruturas e termodinâmica de autoassociação de sistemas contendo o N-Lauril Sarcosinato de Sódio (LS) e polímeros com diferentes naturezas químicas: (PEG), (PSS), (PAA) e (PDADMAC). utilizando-se as técnicas de calorimetria, tensiometria, titulação calorimétrica isotérmica (ITC), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e de raios X a baixos ângulos (SAXS). Os resultados mostraram que a micelização do LS ocorre na faixa de 10 a 14,6 nm a 298 K, tendo seu valor dependente da sensibilidade da técnica utilizada para sua determinação. A caracterização da estrutura das micelas em água indicou que elas possuem formato elipsoide e se alongam com o aumento da concentração, mas são muito dependentes do pH do meio. Além disso, este surfactante não apresentou formação de fases líquido-cristalinas na faixa de concentração estudada. Os polímeros PEG e PSS não afetam significativamente a termodinâmica de micelização do LS. Enquanto o PEG não apresentou indícios de interação alguma com LS, o PSS pode atuar como um sal levando ao crescimento unidimensional das micelas. O PAA pode ou não interagir fortemente com o LS dependendo do pH da solução, e inclusive induzir a formação de agregados em concentrações inferiores à concentração micelar crítica (CMC). Já o PDAMAC, que apresenta carga oposta ao LS, apresenta uma forte atração eletrostática com o surfactante, levando à separação de fases, em concentrações muito menores do que a CMC. O precipitado formado apresentou a mesma estrutura encontrada para altas concentrações de surfactante puro. Este estudo mostra como a natureza química de diferentes polímeros – neutro, aniônico e catiônico – influencia nas interações com o N-Lauril Sarcosinato de Sódio e, consequentemente, nos seus processos de micelização e estruturas de autoassociação. Portanto, permite uma melhor previsão e maior controle das propriedades de formulações em que se deseja combinar polímeros e surfactantes. / [en] Surfactants derived from amino acids are molecules that exhibit a great interest in academic and industrial research, as they present characteristics such as low toxicity and high biodegradability. Within this class, N-Lauryl Sarcosinate stands out as an anionic surfactant whose application has been increasingly used to replace other anionic surfactants, such as sodium dodecyl sulfate, mainly in cosmetics. However, studies on its behavior are still scarce, mainly involving its interaction with other molecules, such as polymers. Polymers and surfactants are used together in several industrial processes and, knowing the result of their interactions is extremely important to control the properties of the mixture since they totally differ from the individual properties of its components. In this work, the study of the structures and thermodynamics of self-assembly of systems containing N-Lauryl Sarcosinate (LS) and polymers with different chemical nature: (PEG), (PSS), (PAA) and (PDADMAC) was performed using the techniques of calorimetry, tensiometry, isothermal calorimetric titration (ITC), dynamic light scattering (DLS) and Small-angle X-ray Scattering (SAXS).The results showed that the micellization of the LS occurs in the range from 10 to 14.6 nm to 298 K, with its value being dependent on the sensitivity of the technique used for its determination. The characterization of the micelle structure in water indicated that they have an ellipsoid shape and elongate with increasing concentration, but are very dependent on the pH of the medium. Also, this surfactant showed no signs of liquid-crystalline phases formation in the studied concentration range. The polymers PEG and PSS do not significantly affect the LS micellization thermodynamics. While PEG showed no evidence of any interaction with LS, PSS can act as a salt leading to the unidimensional growth of micelles. PAA may or may not interact strongly with LS depending on the solution s pH, and even induce the formation of aggregates at concentrations below the critical micellar concentration (CMC). PDADMAC, which has a charge opposite to LS, has a strong electrostatic attraction with the surfactant, leading to phase separation, in much lower concentrations than CMC. The precipitate formed had the same structure found for high concentrations of pure surfactant. This study shows how the chemical nature of different polymers - neutral, anionic, and cationic - influences interactions with N-Lauryl Sarcosinate and, consequently, in their micellization processes and self-assembly structures. Therefore, it allows a better forecast and greater control of formulations properties in which it is desired to combine polymers and surfactants.

[pt] A incorporação de óleo em formulações cosméticas apresenta vários desafios, pois diferentes parâmetros podem afetar sua preparação e propriedades. Por exemplo, diversos métodos exigem alto fornecimento de energia ou não são adaptáveis para escalas grandes, principalmente em um contexto de aplicações industriais. Se nanopartículas com uma alta incorporação de óleo forem desejadas, os desafios são ainda maiores. Além disso, é essencial formular com produtos químicos já utilizados em cosméticos ou utilizar aqueles que são biocompatíveis. Uma possível estratégia para contornar esses problemas envolve o uso de poli (óxido de etileno) -poli(óxido de propileno)-poli(óxido de etileno) (EOxPOyEOx), que já são aprovados para formulações cosméticas e farmacêuticas. Sua disponibilidade em diferentes comprimentos de cadeia e proporções de grupos EO/PO permite controlar diversas propriedades, como aumentar a estabilidade em meio aquoso ao aumentar o tamanho da cadeia EO. A presente tese tem como objetivo projetar, obter e caracterizar diferentes coloides usando copolímeros tribloco para absorção de ingredientes hidrofóbicos em formulações aquosas, em quatro estudos diferentes. Empregando métodos de preparo simples, exploramos uma variedade de estruturas coloidais, desde nanopartículas até microcápsulas, com o objetivo de entender como a estrutura do copolímero influencia as propriedades desses sistemas. Esses métodos incluíram desde a formação espontânea de cápsulas por complexação eletroestática até o uso de copolímeros para estabilizar dispersões de cristais líquidos. No primeiro estudo, partículas núcleo-casca foram obtidas por complexação entre nanofibrilas de celulose oxidadas (OCNF) e poli(dialildimetilamônio) (PDADMAC), com copolímeros tribloco promovendo a estabilidade e a carga de óleo. Esse método resultou em partículas estáveis e com alta capacidade de incorporação de óleo, adequadas para a liberação controlada de ingredientes ativos. No segundo estudo, a dispersão de fases lamelares formadas por sulfato de laurila de sódio e álcoois graxos em copolímeros tribloco permitiu obter nanopartículas com viscosidade ajustável e boa estabilidade, adequadas para produtos com texturas leves. O terceiro estudo utilizou complexação entre surfactantes e polímeros de cargas opostas para formar nanopartículas com alta capacidade de carga de óleo, onde o copolímero tribloco aumentou a estabilidade e a eficiência de carga. Finalmente, o quarto estudo explorou o uso de betaína cocamidopropil como surfactante, formando micelas que podem ser utilizadas em formulações de cuidados pessoais. Os resultados destacam o potencial desses sistemas para aplicações em produtos cosméticos, onde a estabilidade e a incorporação de ingredientes ativos são essenciais. / [en] Oil loading in aqueous formulations is a constant challenge when developing cosmetics with new claims, and different parameters may affect their preparation and properties. For instance, several methods require high energy input or are not adaptable to large-scale production in an industrial context. If nanoparticles with a high amount of oil loading are desired, this becomes even more challenging. Formulating with chemicals already used in cosmetics or using biocompatible ones is also essential. A possible strategy to avoid these issues involves using poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)- poly(ethylene oxide) (EOxPOyEOx), which are already approved for cosmetics and pharmaceutical formulations, their availability in different chain lengths and proportions of EO/PO groups can allow the control of different properties, such as enhancing stability in an aqueous medium by increasing the EO chain length. This thesis aims to design, obtain, and characterize different colloids, in four different papers, using triblock copolymers to uptake hydrophobic ingredients in aqueous formulations. By employing simple preparation methods, we explore a range of colloidal structures, from nanoparticles to microcapsules, aiming to understand how the copolymer’s structure influences the final properties. These methods included spontaneous capsule formation through charge-driven complexation to the use of copolymers to stabilize liquid crystals dispersions. In the first study, core-shell particles were obtained through complexation between oxidized cellulose nanofibrils (OCNF) and poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC), with triblock copolymers enhancing stability and oil loading. This method resulted in stable particles with high oil incorporation capacity, suitable for controlled release of active ingredients. In the second study, dispersing lamellar phases formed by sodium lauryl sulfate (SDS) and fatty alcohols using triblock copolymers enabled the formation of nanoparticles with water like viscosity and high stability, suitable for products with light textures. The third study utilized complexation between oppositely charged surfactants and polymers to form nanoparticles with high oil loading capacity, where the triblock copolymer improved stability and loading efficiency. Finally, the fourth study explored the use of cocamidopropyl betaine as a surfactant, forming micelles that can be used in personal care formulations. The results highlight the potential of these systems for applications in cosmetic products, where stability and active ingredient incorporation are essential.

[pt] Devido ao seu comportamento físico-químico, os polímeros solúveis em água são utilizados em várias fases de perfuração, completação, e produção de poços de petróleo. Portanto, é fundamental prever e controlar o comportamento em meio poroso para entender o desempenho do polímero. Experimentos foram conduzidos para estudar a degradação de uma solução aquosa semi-diluída de PEO, usando dois capilares com diâmetros de entrada diferentes (100 micrômetros e 200 micrômetros) ambos com constrição de 50 micrômetros, criando fluxos transientes rápidos em seu centro. Diferentes vazões foram impostas a fim de observar diferentes taxas de cisalhamento e de alongamento no sistema. O efluente do fluxo foi coletado e reinjetado, e suas propriedades reológicas foram utilizadas como proxies para a degradação. Observamos que, para a contração mais abrupta, a vazão mínima necessária para degradar a solução é menor. Este resultado, analisado apenas sob a perspectiva da taxa de cisalhamento, não é razoável, já que a taxa de cisalhamento na constrição a que o polímero é submetido é igual em ambos os capilares. Portanto, inferimos que a brusquidão da contração desempenha um papel na degradação, o que significa que a taxa de alongamento pode ser responsável pela menor taxa de fluxo crítico. Também foi observado um padrão de como ocorre a degradação com as injeções subsequentes. Podemos inferir que injeções subsequentes causam degradação incremental antes de se aproximar de um patamar de estabilização e que vazões mais altas geram patamares de degradação mais baixos. / [en] Due to their physical-chemical behavior, water-soluble polymers are used extensively in various phases of drilling, completion, workover, and production of oil and gas wells. Therefore, it is fundamental to predict and to control in-situ porous medium behavior in order to understand polymer performance. Experiments were conducted to study the degradation of a semi diluted (2000 ppm) aqueous solution of PEO, using two capillaries with different entrance diameter (100 micrometers and 200 micrometers) both with 50 micrometers radius constriction, creating Fast-Transient Flows in their center. Different injection rates were imposed in order to observe different shear and extensional rates in the system. The effluent of the flow was collected, and reinjected, and rheological properties of the fluids were used as proxies for the degradation of the solution. We observed that for the more abrupt contraction, the minimum flow rate needed for degrading the polymer solution is lower. This result, when analyzed purely under shear rate perspective, is not reasonable, since the constriction shear rates to which the polymer is subjected are equal at both capillaries. Therefore, we inferred that the abruptness of the contraction plays a role in the degradation, which means elongational rate may be responsible for the lower critical flow rate. It was also observed a pattern for how the degradation occurs with subsequent injections. We could infer that subsequent injections cause incremental degradation before approaching a stabilization plateau and that higher flow rates generated lower degradation plateaus.

[pt] O nanocompósito estudado com função de revestimento anticorrosivo é constituído de Epóxi Novolac Tipo II aditivado com grafeno, sintetizado através do processo de esfoliação/redução do grafite empregando microondas. O sistema epóxi utilizado é composto pelos componentes: A, baseado em bisfenol F e cargas inorgânicas, e o B, endurecedor baseado em um polímero aminado. A síntese do grafeno e sua aditivação no componente A, foram realizadas pelo CTNano - UFMG. O principal objetivo desta dissertação é o estudo da aplicabilidade do nanocompósito, onde o grafeno é utilizado como aditivo complementar em matriz polimérica (epóxi), como alternativa de maximizar a proteção anticorrosiva. Foram estudadas diferentes aditivações: CR (sem aditivo), e aditivadas (0.1 por cento e 0.5 por cento). O substrato utilizado foi o aço carbono 1020, cuja superfície foi preparada com jateamento abrasivo e em seguida revestida com uma pistola de ar comprimido e com solvente para auxiliar o processo. Para avaliar a eficiência destes revestimentos foram realizados ensaios de corrosão (Célula Atlas e Ensaios Cíclicos), teste de aderência (Pull Off), medida de espessura (MEV) e rugosidade do substrato através do rugosímetro analógico e microscopia óptica. Para a dispersão do grafeno foi adicionado diglidil éter de bisfenol A (DGEBA) como um diluente. Os resultados obtidos indicaram que o grafeno apresentava boa dispersão na matriz polimérica. Concentrações de grafeno acima de 0,1 por cento em massa levam à falha da proteção anticorrosiva. Este comportamento pode estar relacionado à presença de solvente residual ou DGEBA não reagido no sistema com grafeno, além de possível atuação de grafeno agregado como ponto de tensão. O mecanismo de adesão revestimento/substrato permaneceu inalterado para todas as aditivações estudadas. / [en] The studied nanocomposite with anticorrosive coating function is composed of Novolac Type II epoxy added with graphene, synthesized through the process of exfoliation / reduction of graphite using microwaves. The epoxy system used consists of the following components: A, based on bisphenol F and inorganic fillers, and B, hardener based on an amino polymer. The synthesis of graphene and its additivation in component A were performed by CTNano - UFMG. The main objective of this dissertation is the study of the applicability of the nanocomposite, where graphene is used as complementary additive in polymer matrix (epoxy), as an alternative to maximize anticorrosive protection. Different additives were studied: CR (without additive), and additives (0.1 percent and 0.5 percent). The substrate used was carbon steel 1020, the surface of which was prepared with abrasive blasting and then coated with a compressed air and solvent gun to aid the process. To evaluate the efficiency of these coatings were performed corrosion tests (Atlas Cell and Cyclic Tests), Pull Off test, thickness measurement (MEV) and roughness of the substrate through the analogous rugosimeter and optical microscopy. For the dispersion of graphene, diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) was added as a diluent. The results indicated that graphene showed good dispersion in the polymer matrix. Concentrations of graphene above 0.1 percent by mass lead to failure of the anticorrosive protection. This behavior may be related to the presence of residual solvent or unreacted DGEBA in the graphene system, in addition to the possibility of aggregated graphene as voltage point. The coating / substrate adhesion mechanism remained unchanged for all additives studied.

[pt] Os copolímeros de poliacrilamida desempenham um papel importante na recuperação avançada de petróleo, cuja utilização visa o aumento da produção de óleo. A avaliação do polímero na água produzida é, portanto, necessária para monitorar a operação do campo petrolífero e para questões ambientais. Entretanto, tal avaliação é desafiadora devido à complexidade da matriz e à possível degradação da macromolécula durante o processo. Entre os diferentes métodos para determinação de polímero, o carbono orgânico total (TOC, do inglês total organic carbon) é vantajoso em comparação com outros métodos reportados na literatura devido ao seu baixo custo, fácil operação e curto tempo de análise. Devido a isso, um método de análise por TOC foi desenvolvido para a determinação do teor de poliacrilamida, e a influência da salinidade, massa molar e dois tipos de degradação química (hidrólise e por Fe2+/O2) na quantificação do polímero por este método foram exploradas neste trabalho. Medidas reológicas, análises de ressonância magnética nuclear (RMN) e de espectroscopia de infravermelho (ATR-FTIR, do inglês Fourier-transform infrared with attenuated total reflectance) também foram realizadas com o intuito de avaliar a degradação. A quantificação do polímero na presença de diferentes teores de sal não foi afetada. De modo similar, as diferentes massas molares dos polímeros não afetaram os resultados das análises por TOC. O grau de hidrólise dos polímeros foi confirmado por 13C RMN e ATR-FTIR, enquanto medidas reológicas confirmaram a degradação por Fe2+/O2. Notavelmente, ambos os mecanismos de degradação investigados não impactaram a determinação de poliacrilamida. Para todos os fatores avaliados, os erros não ultrapassaram 8 por cento. Assim, os resultados obtidos destacam o método TOC como adequado e confiável para a determinação de poliacrilamida com boa exatidão, conferindo-lhe um potencial de aplicação para análises de amostras reais. / [en] Polyacrylamide copolymers play an important role in enhanced oil recovery (EOR), whose widespread use aims to improve oil production. Assessment of polymer in the produced water is thus required for monitoring the oilfield operation and for environmental concerns. However, this task is challenging due to the matrix complexity and the possible degradation of the macromolecule during the process. Among the different methods for polymer determination, total organic carbon (TOC) is advantageous in comparison to others reported in the literature because of its low cost, easy operation and short analysis time. Due to this, a TOC method was developed for the determination of polyacrylamide content, and the influence of salinity, molar mass, and two types of chemical degradation (by hydrolysis and Fe2+/O2) on the polymer quantification through this method were explored in this work. Rheological measurements, NMR and ATR-FTIR analyses were also carried out to evaluate the extent of degradation. The polymer quantification was not affected in the presence of different salt contents. Similarly, analyses of samples with different molar masses did not affect TOC results. The hydrolysis degree of the polymers was confirmed by 13C NMR and ATR-FTIR, while rheological measurements confirmed degradation by Fe2+/O2. Noticeably, both degradation mechanisms investigated did not impair polyacrylamide determination. For all factors evaluated, the errors were never greater than 8 percent. The results obtained highlight the TOC as a suitable and reliable method for the determination of polyacrylamide with good accuracy, showing its potential application in the analysis of real samples.

[pt] O presente trabalho de pesquisa buscou desenvolver eletrodos que apresentem uma alta resistência à corrosão, baixa atividade eletroquímica, fáceis de fabricar e economicamente viáveis. No decorrer do trabalho experimental desenvolveram-se eletrodos poliméricos através de três procedimentos distintos. O primeiro procedimento envolveu a sintetização de óxido de cobre em escala nanométrica. O segundo procedimento envolveu a síntese do cobre puro em escala nanométrica. E finalmente, o terceiro procedimento empregou filamentos de latão que é uma mistura de cobre e zinco cujo filamentos foram incorporados a uma matriz polimérica para a obtenção dos eletrodos. O eletrodo utilizando filamentos de latão misturado com resina epóxi exibiu o melhor desempenho por apresentar boa condutividade elétrica, menor custo e fácil fabricação. Os eletrodos de polímero ofereceram boa resistência à corrosão em ambientes agressivos causados pela variação do pH no decorrer do processo de eletro-drenagem. O programa experimental buscou comparar o comportamento do eletrodo com filamentos de latão imerso em uma matriz de resina epóxi com eletrodos de cobre. Verificou-se que os eletrodos de cobre sofrem uma rápida corrosão que gera uma taxa de perda de massa muito elevada, gerando óxidos que são depositados na superfície do eletrodo, diminuindo sua capacidade de condução. Já os eletrodos desenvolvidos na presente pesquisa apresentaram uma perda de massa inexpressiva. Em relação ao consumo de energia no decorrer do processo de eletro-drenagem, observou-se que os ensaios com eletrodos de cobre apresentam uma maior demanda energética. / [en] This research aimed to develop electrodes that have high resistance to corrosion, low electrochemical activity, ease of manufacturing and economically viable. The experimental work was focused on the development of polymeric electrodes through three different procedures. The first procedure involved the synthesis of copper oxide at the nanometric scale. The second one involved the synthesis of pure copper at the nanometric scale. Finally, the last one used commercial alloys obtained from a mixture of copper and zinc. Their filaments were incorporated into a polymer matrix to obtain the electrodes. The brass wire electrode mixed with epoxy resin presented the best performance due to its high electrical conductivity, low cost, and ease of manufacturing. These polymer electrodes presented good corrosion resistance in aggressive environments, which are caused by pH variation during the electro-drainage process. The experimental setup aimed the comparison of the behavior between the electrode with bass filaments immersed in an epoxy resin matrix and copper electrodes. The comparison has shown that copper electrodes undergo rapid corrosion with higher rate of mass loss generating oxides. These oxides are deposited on the surface of the electrode reducing its electrical conduction capacity. On the other hand, the electrodes developed in the present study showed a low loss of mass. In relation to energy consumption during the electro-drainage process, it was observed that the tests with copper electrodes present higher energy demand than the developed electrodes.

[pt] Superfícies superanfifóbicas poliméricas tem atraído grande interesse dentro da comunidade científica e da indústria por conseguirem combinar todas as características vantajosas dos polímeros, com propriedades de superfície únicas, como repelência à líquidos e autolimpeza. Uma variedade de polímeros possui potencial de uso em aplicações que requerem superfícies superanfifóbicas, dentre eles a poliamida (PA). Embora a repelência a água possa ser facilmente atingida, a produção de materiais repelentes a óleo é mais difícil por conta de sua baixa tensão superficial. Como qualquer avanço em pesquisa e inovação, o desenvolvimento de superfícies superanfifóbicas poliméricas requer sua caracterização. Uma maneira rápida de caracterizar a superfície superanfifóbica é por meio da medição do ângulo de contato por análise da forma da gota. Apesar dos progressos na computação e nos dispositivos ópticos, o uso de métodos ópticos para uma avaliação acurada, robusta e profunda das propriedades interfaciais ainda é restrito. Assim, o presente trabalho teve duas frentes de desenvolvimento: (i) construir um sistema de análise da forma da gota acessível, versátil e confiável para a avaliação de propriedades superficiais, e (ii) modificar a superfície da poliamida de modo que se obtenha uma superfície superanfifóbica por um método de fabricação/modificação simples e industrialmente viável. Em relação a primeira frente de trabalho, uma solução gratuita e completa para a investigação de gotas, chamada ZeDrop, foi criada. Em relação a segunda frente de trabalho, uma superfície anfifóbica na PA 6 foi alcançada por meio da combinação de uma rugosidade adequada, obtida pela aplicação de um revestimento formado por nanopartículas e ligante polimérico, e de uma baixa energia de superfície, resultante da ativação da superfície por UVO previamente a sua fluorosilanização. / [en] Polymeric superamphiphobic surfaces have attracted great interest within the scientific community and industry because they combine all the advantageous characteristics of polymers with unique surface properties, such as liquid repellency and self-cleaning. A variety of polymers have potential for use in applications that require superamphiphobic surfaces, among them polyamide (PA). Although water repellency can be easily achieved, the production of oil-repellent materials is more difficult due to oil low surface tension. Just like any advance in research and development, progress in polymeric superamphiphobic surfaces requires characterization. A fast way to characterize superamphiphobicity is measuring the contact angle of a drop shape in touch with the surface. Despite advances in computing and optical devices, the use of optical methods for an accurate, robust and in-depth evaluation of interfacial properties is still limited. Thus, the present work had two development fronts: (i) build an accessible, versatile and reliable droplet shape analysis system for the evaluation of surface properties, and (ii) modify the polyamide surface to reach superamphiphobicity by a simple and industrially viable fabrication/modification method. Regarding the first work front, a free and complete solution for drop research, called ZeDrop, was created. Regarding the second work front, an amphiphobic surface on PA 6 was achieved by combining an adequate roughness, obtained by the application of a coating formed by nanoparticles and polymeric binder, and a low surface energy, resulting from the activation of the surface by UVO prior to its fluorosilanization.

[pt] Membranas de politetrafluoretileno (PTFE) são empregadas na odontologia como barreiras biocompatíveis para impedir o crescimento de células impróprias para a regeneração óssea guiada. Uma das membranas comerciais mais usadas mundialmente é a Gore-Tex, desenvolvida e comercializada desde a década de oitenta. Membranas similares têm surgido nos últimos anos, desde o término do período de proteção da patente da membrana Gore-Tex. No entanto, não existe ainda membrana com propriedades similares fabricadas no Brasil. A pesquisa proposta objetivou desenvolver uma membrana de PTFE com características semelhantes às da membrana Gore-Tex, em particular, a morfologia superficial e a presença de porosidade. A fabricação da membrana depende do uso de uma fita que pode ser obtida por extrusão de partículas de PTFE. A fita é tracionada em duas direções distintas, uma no sentido original das fibras do PTFE e outra perpendicular, sob condições térmicas apropriadas. A morfologia final da membrana resulta da superposição e união de duas fitas processadas. O material inicialmente foi analisado calorimetria diferencial de varredura. A morfologia das membranas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura e a porosidade estimada por processamento digital de imagens, empregando o programa KS400. Foi possível estabelecer um procedimento de fabricação envolvendo tracionamento e tratamento térmico capazes de fornecer membranas com morfologia e porosidade semelhantes às das membranas comercializadas pela W.L. Gore and Associates. / [en] Polytetrafluoroethylene (PTFE) Membranes are used in dentistry as biocompatible barriers to prevent undesired cells growth for guided bone regeneration (GBR). One of the most worldwide used commercial membrane is Gore-Tex. This membrane was developed and marketed since the eighties decade of the last century. Similar membranes have emerged in recent years, since the end of the patent protection period of the Gore-Tex. However, there is not any membrane with similar properties manufactured in Brazil. The proposed research aimed to develop a PTFE membrane with similar characteristics to the Gore-Tex membrane, in particular, the surface morphology and the porosity presence. The manufacturer of the membrane uses a tape that can be obtained by extrusion of PTFE particles. The tape is pulled in two different directions; one in the original fiber is direction and the other in a perpendicular, direction under appropriate thermal conditions. The final membrane morphology resulted from the overlapping and union of two processed tapes. The starting material was analyzed by differential scanning calorimetric. The morphology of the membranes was analyzed by scanning electron microscopy and the porosity estimated by digital image processing, using the KS400 program. It was possible to establish a procedure involving pulling, tractioning and heat treatment that provides membranes with similar morphology and porosity of the PTFE-e membranes marketed by W.L. Gore and Associates.

[pt] Este trabalho tem como objetivo investigar o desempenho de colunas com seção I em polímeros reforçados com fibra de vidro (pGFRP) submetidas a cargas de compressão concêntricas de curta duração. Uma revisão bibliográfica acerca das teorias existentes é apresentada, incluindo os conceitos básicos de instabilidade, teoria de flambagem global e local, modos de falha de colunas perfeitas, bem como o comportamento de colunas reais. Um programa experimental foi conduzido, incluindo a caracterização dos materiais. Vinte e nova colunas – com três diferentes seções I e diferentes tipos de resina, propriedades mecânicas, bem como comprimentos – foram testadas. Do ponto de vista global, as colunas foram biengastadas. As placas constituintes, por sua vez, foram testadas com três diferentes condições de contorno: biengastadas (CC), biapoiadas (SS) e simplesmente em contato com as chapas de base da máquina de compressão (CB). Foi observado que a condição de contorno CB – a mais adotada em estudos anteriores -, se aproxima mais de um engaste do que de uma condição simplesmente apoiada. A distribuição não linear de deformações elásticas ao longo da seção também foi investigada. Finalmente, recomendações para um ensaio de flambagem local apropriado foram propostas. / [en] This work aims to investigate the performance of pultruded glass fiber reinforced polymer (pGFRP) I-section columns subject to short term concentric compression. A review of existing theories is presented, including the instability concepts, global and local buckling theories, perfect columns failure modes and the behavior of real columns. An experimental program including material characterization was conducted. Twenty-nine stubs – with three different I-sections geometries, having distinct flange width-to-section depth ratios (bf/d = 0.5; 0.75 and 1.0), mechanical properties, overall lengths and matrices – were tested. In a global point of view, the columns were fixed at both ends. The constituent plates, on the other hand, were tested with different end-conditions: clamped (CC), simply supported (SS) and simply in contact with base plates of the universal machine (CB). The third analyzed boundary condition, which is the most adopted in previous studies, was concluded to be closer to a clamped end-condition. The non-linear elastic strains distribution throughout the cross-section was also investigated. Finally, guideline recommendations for successful local buckling tests were proposed.