Orientador: Giovani Gozzi / Coorientador: Fábio Simões de Vicente / Banca: Rafael Henriques Longaresi / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Atualmente é possível fabricar dispositivos eletroluminescentes (EL) utilizando como material ativo uma dispersão de um pó eletroluminescente inorgânico em uma matriz polimérica condutora. Entretanto, esses materiais são quimicamente instáveis, o que impede a deposição de alguns materiais solúveis sobre eles, como por exemplo, eletrodos de tinta prata. Para solucionar este problema, desenvolvemos uma matriz condutora e quimicamente estável formada pelo polímero condutor poli(3,4-etileno dioxitiofeno):poliestireno sulfonado (PEDOT:PSS) e pelo material sílica-orgânico 3-glicidoxipropil trimetilsilano (GPTMS). Foram produzidos compósitos de PEDOT:PSS/GPTMS com diversas concentrações de PEDOT:PSS, com os quais foram produzidos filmes uniformes, insolúveis e com condutividade elétrica entre 2 S/cm e 400 S/cm. A dependência da condutividade elétrica destes materiais em função da temperatura e da concentração de PEDOT:PSS foi descrita pelo modelo de transporte de cargas variable range hopping (VRH-3D). Adicionando-se o material eletroluminescente (EL) inorgânico silicato de zinco dopado com manganês (Zn2SiO4:Mn) à matriz condutora de PEDOT:PSS/GPTMS foi obtido um compósito para a produção de dispositivos EL. Depositando-se este compósito EL sobre substratos de vidro contendo eletrodos transparentes de óxido de estanho e índio, foram obtidos dispositivos EL com tensão de operação de 30 V e eficiência luminosa de 1,3 cd/A. Além disso, a transmitância óptica e a resistência de folha de filmes do compósito condutor (PEDOT:PSS/GPTMS) foram avaliadas, demonstrando que este material apresenta propriedades compatíveis com a aplicação como eletrodo transparente. Por fim, foram produzidos dispositivos EL utilizando o compósito condutor PEDOT:PSS/GPTMS como eletrodos e o compósito (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It is possible to fabricate light-emitting (LE) devices with LE composites as active material. These light-emitting composites are produced with a LE inorganic powder dispersed into a conducting polymer matrix. However, these composites are chemically unstable, limiting the deposition of soluble materials over it. To overcome this problem we developed a high-stability conductive matrix comprising the conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) and the organic-silicate 3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS). Composites PEDOT:PSS/GPTMS with diverse weight concentrations of PEDOT:PSS were produced and used to fabricate high-stability films with electrical conductivity from 2 S/cm up to 400 S/cm. The charge transport in these conductive composites were studied as function of the temperature, as well as of the PEDOT:PSS concentration, and described by the 3D variable range hopping model. A light-emitting composite was produced adding to this conductive composite the inorganic electroluminescent powder Mn-doped zinc silicate (Zn2SiO4:Mn). Light-emitting devices, with turn-on voltage of 30 V and luminous efficacy of 1.3 cd/A, were produced with a coating of the developed LE composite done over glass substrates containing indium tin oxide transparent electrodes. Additionally, the optical transmittance and sheet resistance of films produced with the conductive composite PEDOT:PSS/GPTMS were evaluated showing that this material is suitable to fabricate transparent electrodes. Finally, were produced light-emitting devices employing the conductive composite PEDOT:PSS/GPTMS as electrodes and the light-emitting composite PEDOT:PSS/GPTMS/ Zn2SiO4:Mn as active material. This experiment has shown the fabrication of solution-processed light-emitting devices using the composite (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos últimos 20-30 anos polímeros biodegradáveis vêm sendo estudados e desenvolvidos e atualmente já são comercializados. Contudo, o custo, a processabilidade e algumas propriedades ainda dificultam a penetração desses polímeros no mercado e a competição com as chamadas commodities. Não são poucos os autores que se dedicam a desenvolver aditivos e formulações para superar essas limitações. Desta forma, esta Tese se dedicou ao desenvolvimento de compósitos de Ecobras, fabricado pela Basf e comercializado pela Corn Products, utilizando como carga mineral resíduo da extração da bauxita, no município de Santa Luzia/PB, o qual consiste em sua totalidade de vermiculita. Esta vermiculita foi quimicamente modificada com sais de alquil fosfônio para melhorar a compatibilidade com a matriz polimérica e também espaçar as camadas de aluminossilicato. De fato, a modificação com o brometo de hexadecil tributil fosfônio resultou na esfoliação da vermiculita tornando-a potencialmente apropriada para a obtenção de nanocompósitos. A preparação dos compósitos foi realizada pelo método de intercalação no estado fundido e foram comparadas a utilização da câmara interna de mistura e da mini extrusora de dupla rosca, sendo esta última mais eficaz na dispersão da vermiculita, conforme revelado pela microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e reometria de placas. O grau de dispersão também foi influenciado pela estrutura química do modificador da vermiculita e pelo teor dessa carga incorporada à matriz. Teores mais elevados levaram a formação de aglomerados, enquanto a modificação da carga implicou na formação de micro e nanocompósitos. Ainda houve alterações das propriedades térmicas com aumento dos valores da temperatura de transição vítrea, de cristalização e fusão, embora o grau de cristalinidade tenha sido mantido. Nitidamente, foram obtidos materiais mais rígidos, com maior módulo e menor capacidade de deformação. Cerca de 58% de perda de massa foi observada para os micro e nanocompósitos obtidos após 17 semanas de enterro em solo simulado para avaliação da biodegradabilidade, valor bem próximo ao Ecobras puro. De modo geral, a incorporação das diferentes vermiculitas retardou nas primeiras semanas a biodegradação, provavelmente em função de modificações na estrutura cristalina, conforme sugerido pelos maiores valores de temperatura de fusão observados durante o acompanhamento do processo de biodegradação. No entanto, após 7 semanas os perfis de biodegradação dos micro e nanocompósitos se aproximaram bastante do Ecobras puro. Desta forma, foi possível nesta Tese obter um nanocompósito de Ecobras com vermiculita modificada com brometo de hexadecil fosfônio utilizando ferramentas comuns de processamento no estado fundido com biodegradabilidade próxima ao polímero de partida, porém mais rígido e menos deformável / In the last 20-30 years biodegradable polymers have been studied and developed and currently are already commercialized. However, cost, processability and some properties still avoid the penetration of such polymers on the market and the competition with the so-called commodity. There are few authors who are dedicated to developing additives and formulations to overcome these limitations. Thus, this thesis is devoted to the development of Ecobras composites, blend of PBAT and starch manufactured by BASF and commercialized by Corn Products, using as mineral filler a residue of bauxite extraction from Santa Luzia / PB, which consists entirely of vermiculite. The vermiculite was chemically modified with alkyl phosphonium salts to improve compatibility with the polymer matrix, and also to increase the space between aluminosilicate layers. In fact, its modification with hexadecyl tributyl phosphonium bromide promoted the exfoliation of vermiculite making it potentially suitable for obtaining a nanocomposite. The preparation of the composites was performed by the melt intercalation technique. Internal mixing chamber and a twin screw mini-extruder were compared as processing tool, the latter was more effective in dispersing the vermiculite, as revealed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and plate rheometry. The degree of dispersion was also influenced by the amount and chemical structure of the vermiculite. Higher filler levels led to formation of agglomerates, while filler modification led to formation of micro and nanocomposites. There were changes in the thermal properties with increasing temperature values of glass transition, crystallization and melting, although the degree of crystallinity has been retained. Clearly, stiffer materials were obtained, with a higher modulus and low strain capacity. About 58% of weight loss was observed for micro and nanocomposites after 17 weeks of burial in simulated soil for evaluation of biodegradability, very close to pure Ecobras value. Generally, the incorporation of different vermiculite delayed biodegradation in the first weeks, probably due to changes in crystalline structure as suggested by the higher melting temperature values observed during the monitoring of the biodegradation process. However, after seven weeks of the micro and nanocomposites biodegradation profiles approached quite to pure Ecobras. Thus, it was possible in this work obtain a Ecobras nanocomposite with hexadecyl tetrabutyl phosphonium bromide modified vermiculite prepared by melt intercalation technique using common processing tools and with biodegradability close the starting polymer, but more rigid and less deformable

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Brazil is the world s major sugarcane producer and this production has been increasing continuously in the last years, chiefly due to the production of ethanol, one of the main biofuels until the moment. Besides, sugarcane is also used for producing sugar. Among the residues of these two activities, the production of sugar and ethanol, is sugarcane bagasse, which is composed mainly by cellulose, lignin and hemicellulose. The Group of Polymer Recycling of the Federal University of Uberlândia has been studying the use of sugarcane bagasse in the last years, specially for producing cellulose acetate, a derivative obtained from the acetylation of the hydroxyl groups on the cellulosic chain. This cellulose acetate produced from sugarcane bagasse cellulose has been used for producing membranes. However, the membranes initially produced were fragile, indicating a low molecular weight of the produced cellulose acetate. An alternative for solving this problem was producing a polymeric blend of cellulose acetate with polystyrene from plastic cups, what resulted in more resistant membranes, although these produced membranes could not resist to high pressure. As a way to solve this problem, the process of acetylation of sugarcane bagasse cellulose was optimized in order to obtain a polymer with higher molecular weight, using the simplex methodology. Intrinsic viscosity of solutions of the obtained cellulose acetate in dichloromethane was used as comparison parameter, since it is proportional to the molecular weight. The optimized variables were the volume of acetic acid, acetic anhydride and catalyst (sulfuric acid), as well as the activation and reaction times. At the end of the optimization process, the viscometric average molecular weight increased from 5,0 Kg mol-1 to 55,0 Kg mol-1. In order to test the quality of the produced cellulose acetate, obtained from the optimized methodology of acetylation of sugarcane bagasse cellulose, membranes produced with this cellulose acetate were produced and characterized. Besides solutions of cellulose acetate and dichloromethane, solutions containing different contents of poly (ethylene glycol) with molecular weight 600 g mol-1 (PEG600) were also used. PEG600 is used as pore former agent in the production of cellulose acetate membranes, which can be used in matrices for controlled release of drugs. The Group of Polymer Recycling of the Federal University of Uberlândia has been studying this system, but the membranes produced using PEG600 were very brittle. The characterization was carried out in the Department de Physics and Chemistry of the University of Caxias do Sul. The characterization of the membranes showed the absence of PEG600 in the membranes, which was probably released in the water bath at the phase inversion step. Although PEG600 has been removed from the system, it led to alterations in the membrane morphologies, as shown by Differential Scanning Calorimetry and Scanning Electron Microscopy. These changes in the morphology resulted in alterations in the properties of pure water flow and ion diffusion through the membranes. It was observed that membranes prepared with solutions containing 0% and 2.5% PEG600 have not shown pure water flow, although they have resisted well to the used pressures (up to 7 atm). Membranes produced with solutions containing 5% and 10% PEG600 also resisted well to the highest pressure of the equipment and allowed pure water flow, which was higher for the membrane produced with the solution containing 10%PEG. Ion diffusion also increased with the increase of PEG600 content in the solutions used for preparing the membranes. Since the membranes obtained with cellulose acetate produced from the optimized methodology of acetylation of sugarcane bagasse cellulose had been characterized, the last step of this thesis was produce and characterize membranes of cellulose acetate and polyaniline (PANi). This step was carried out in the Department of Chemistry of the University of Coimbra as part of the Sandwich Doctorate project CAPES BEX 0368/07-5. It was also studied the effect of the degree of substitution of cellulose acetate on the properties of the blends, using cellulose diacetate and cellulose triacetate. The used techniques showed structural changes caused by PANi on cellulose acetate matrix. It was also observed an increase (200 times) on the electrical conductibility of the membrane composed by the cellulose diacetate/PANi blend in relation to the membrane of cellulose diacetate without PANi. / O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e esta produção vem crescendo continuamente nos últimos anos principalmente para a produção de etanol, um dos principais biocombustíveis até o momento. Além da produção de etanol, a cana-de-açúcar é utilizada também para a produção de açúcar. Dentre os resíduos destas duas atividades, a produção de açúcar e etanol, está o bagaço de cana-de-açúcar, o qual é composto principalmente por celulose, lignina e hemicelulose. O Grupo de Reciclagem de Polímeros da Universidade Federal de Uberlândia vem estudando a utilização do bagaço de cana-de-açúcar há alguns anos, principalmente com a produção de acetato de celulose, um derivado obtido a partir da acetilação dos grupos hidroxilas presentes na cadeia celulósica. O acetato de celulose obtido da celulose do bagaço de cana-de-açúcar vem sendo utilizado para produção de membranas. Entretanto, as membranas produzidas inicialmente eram frágeis, o que indicava uma baixa massa molecular do acetato de celulose obtido. Uma tentativa de se resolver esse problema foi produzir uma mistura polimérica do acetato de celulose com poliestireno de copos plásticos, o que resultou em membranas mais resistentes embora as membranas obtidas não conseguissem resistir a altas pressões. Como forma de resolver esse problema, procurou-se otimizar o processo de acetilação da celulose do bagaço de forma a obter um polímero de maior massa molecular, utilizando-se o método simplex. A viscosidade intrínseca de soluções do acetato de celulose obtido em diclorometano foi utilizada como parâmetro de comparação, uma vez que a mesma é proporcional à massa molecular. As variáveis otimizadas foram o volume de ácido acético, anidrido acético, catalisador (ácido sulfúrico), bem como os tempos de ativação e os tempos de reação. Ao final do processo de otimização a massa molecular média viscosimétrica aumentou de 5,0 Kg mol-1 para 55,0 Kg mol-1. Como forma de testar a qualidade do acetato de celulose obtido a partir do método otimizado de acetilação da celulose do bagaço de cana-de-açúcar, foram produzidas e caracterizadas membranas deste acetato de celulose. Além de soluções de acetato de celulose e diclorometano, também foram utilizadas soluções contendo distintas concentrações de poli (etileno glicol) com massa molecular 600 g mol-1 (PEG600). O PEG600 é utilizado como agente formador de poros na produção de membranas de acetato de celulose, as quais podem ser utilizadas em matrizes de liberação controladas de drogas. O Grupo de Reciclagem de Polímeros da Universidade Federal de Uberlândia vem estudando esse sistema, mas novamente as membranas produzidas utilizando o PEG600 eram muito quebradiças. A caracterização foi realizada no Departamento de Física e Química da Universidade de Caxias do Sul. A caracterização revelou a ausência de PEG600 nas membranas, o qual era provavelmente liberado no banho de água na etapa de inversão de fases. Embora tenha sido retirado do sistema, o PEG600 levou a alterações na morfologia das membranas, como demonstrado por Calorimetria Diferencial Exploratória e Microscopia Eletrônica de Varredura. Essas mudanças na morfologia levaram a alterações nas propriedades de fluxo de água pura e difusão de íons através das membranas. Observou-se que para as membranas preparadas com as soluções contendo 0% e 2,5% de PEG600 não havia fluxo de água pura, embora as membranas resistissem bem às pressões utilizadas (até 7 atm). As membranas produzidas com as soluções contendo 5% e 10 % de PEG600 também resistiram bem à pressão máxima do equipamento e permitiram o fluxo de água pura através delas, sendo que o fluxo foi maior para a membrana produzida com a solução contendo 10% PEG600. A difusão de íons também aumentou com o aumento da concentração de PEG600 na solução de preparo das membranas. Uma vez caracterizadas as membranas obtidas com o acetato de celulose obtido do método otimizado de acetilação da celulose do bagaço de cana-de-açúcar, partiu-se para a produção e caracterização de membranas de misturas de acetato de celulose e polianilina (PANi). Essa etapa foi realizada no Departamento de Química da Universidade de Coimbra como parte do projeto de Doutorado Sanduíche CAPES BEX 0368/07-5. Estudou-se também o efeito do grau de substituição do acetato de celulose nas propriedades das misturas, utilizando-se triacetato de celulose e diacetato de celulose. A partir das técnicas utilizadas, observou-se mudanças estruturais causadas pela PANi na matriz de acetato de celulose. Observou-se ainda um aumento de 200 vezes na condutividade elétrica da membrana composta pela mistura diacetato de celulose/PANi em relação à membrana de diacetato de celulose sem PANi. / Doutor em Química

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-04Bitstream added on 2014-06-13T20:20:42Z : No. of bitstreams: 1 santana_pl_me_bauru.pdf: 914050 bytes, checksum: b5496af79a0399d154c89f8614606f4a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi o estudo da modificação das propriedades estrutural, química e óptica da superfície de certos polímeros comerciais através do emprego das técnicas de Imersão em Plasmas (IP) e Implantação Iônica por Imersão em Plasmas (IIIP). Os polímeros investigados foram o policloreto de vinila (PVC) e o politereftalato de etila (PET). Foram empregados plasmas de hexafluoreto de enxofre ('SF IND. 6') como fonte de flúor, uma vez que, a fluoração de uma superfície tende a aumentar o seu caráter hidrofóbico. Por outro lado, investigou-se o efeito da composição do plasma, através de tratamentos com plasmas de nitrogênio ('N IND. 2'). Além disso, plasmas da mistura 'SF IND. 6/Isopropanol e 'N IND. 2'/Isopropanol, foram empregados para formar um filme fino sobre a superfície dos substratos tratados. Por fim, este trabalho contemplou ainda a investigação da morfologia superficial em escala nanométrica e as características de transparência à luz visível. As medidas de ângulo de contato indicaram que a deposição a plasma convencional (IP) aumenta consideravelmente os valores de ângulos de contato das amostras de PET e PVC para potências de descarga de RF até 100 W mediante o emprego de plasmas de 'SF IND. 6'. Neste caso, o maior valor de ângulo de contato foi de 140º. Por outro lado, a técnica de IIIP ocasiona uma diminuição nos valores de ângulo de contato mesmo em plasmas contendo flúor. Nesse caso, o menor valor de ângulo de contato observado foi de 18º. Vale ressaltar que a alteração seletiva na molhabilidade dos polímeros ocorreu sem alteração significativa na transparência óptica dos mesmos. Através das medidas de microbalança, observou-se que uma taxa de crescimento linear de 2,96nm/min. / The aim of this work was to study the modification of the structural, chemical and optical properties, on the surfaces of certain commercial polymers, produced by plasma immersion (PI) and plasma immersion ion implantation (IIIP). Polymers investigated include polyvinyl chloride and polyethylene terephthalate. Plasmas of sulfur hexafluoride ('SF IND. 6') were employed as source of fluoride, since surface fluorination increases the hydrophobic behavior of polymers. However, the effects of plasma composition were investigated by treatments using nitrogen. Plasmas of 'SF IND. 6/Isopropyl alcohol and of 'N IND. 2'/Isopropyl alcohol were also employed to deposit a thin film onto the surface of treated samples. Finally, nanoscale surface morphology and the transmission of visible light were studied. Contact angle measurements showed that PI considerably increased the contact angle values of PET and PVC, for RF powers up to 100 W. In this case, the highest values of contact angle was 140º. On the other hand, PIII technique decreased the contact angles, even fluorine containing plasmas. In this case, the smallest value of contact angle was 18º. It is noteworthy that the selective alteration in the wettability of the polymers of the occured without significant change in the optical transparency of them. Microbalance measurements calculated resulted in a linear rate of growth. Finally, measurements by perfilometry resulted in a linear rate of growth of 2.96nm per minute.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-22Bitstream added on 2014-06-13T18:06:42Z : No. of bitstreams: 1 mazini_mc_me_bauru.pdf: 1283811 bytes, checksum: 358e012efa4b5f267477d338a13309e4 (MD5) / A compreensão do comportamento estruturas, magnético e eletrônico para estes materiais ainda permanece um problema em aberto e tem exigido grandes esforços, principalmente, quando se refere aos diferentes estados de oxidação apresentados pelos elementos metálicos que as compõem. A flutuação de valência apresentada pelos ínos metálicos e a correspondente variação da estequiometria de oxgiênio nesses compostos são variáveis fundamentais para a correta interpretação de suas respostas físicas. Condições de preparo, como rota de síntese, tratamentos térmicos, razões de aquecimento e resfriamento, condições atmosféricas, são fatores a serem considerados nos estudos desses materiais, pois influenciam diretamente em suas composições estequiométricas. As manganitas aqui estudadas foram sintetizadas pela rota de síntese baseada no Método dos Precursores Poliméricos Modificados (MPPM), uma variação do Método Pechini (MP). Trata-se de um método químico para o preparo de amostras de óxidos metálicos e tem sido utilizado como uma excelente alternativa às tradicionais rotas físicas de síntese, como a rota de Reação em Estado Sólido (RES), pois permitem produzir amostras de excelente homogeneidade, bastante superiores às amostras convencionais preparadas via RES, maior controle no tamanho de partícula, por requerer temperaturas menoes para obtenção da fase cristalográfica do material, dentre outros fatores. Para a caracterização estrutural das amostras sintetizadas técnicas de Difração de Raios X (DRX) associada ao Método de Refinamento Rietveld (MRR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram empregadas. Através da análise de DRX e refinamento Rietveld foi verificado a formação da fase cristalográfica dos materiais sintetizados, bem como foi possível identificar presença de fases secundárias para as manganitas... / In this work, NiMn2O4, CuMn2O4, CoMn2O4, Ni1-xCuMn2O4 and Ni1-xCoxMn2O4 (x=0,2; 0,4;0,6 e 0,8) oxide manganites with spinel structure were studied. The understangind of structural, magnetic and electrical response to these materials still remains an open question and requires large efforts, especially considering the valence fluctuation presented by metallic ions that compose these samples. The valence fluctuation presented by the metallic ions and the corresponding deficient oxygen stoichiometry are crucial factors to the correct description of the physical response in this material. Some factors, such as synthesis route, thermal history, heat and cooling rates, atmospheric gas flux, must be considered since they are directly responsible for the stoichiometric composition exhibited by these materials. In this study, manganite samples were synthesized by the Modified Polymeric Precursor Method (MPPM), a Pechini Method (PM) variation. MPPM is a chemical method to prepare metallic oxides samples and has been used as an excellent alternative to physical traditional synthesis routes, such as Solid State Reaction (SSR). MPPM allows to produce excellent homogeneous samples, with higher quality if compared to traditional ceramic routes, since this method is able to control the particle size considering heat-treatment lower tempeartures to obtain the crystallographic phase, among other advantages. The structural characterization was done by X Ray Diffraction (XRD) associated to Rietveld Refinament Method and Scanning Electron Micrograph (SEM). By the XRD and Rietveld refinament was observed the crystallographic phase was obtained, was also observed that the CoM2O4 and Ni-xCuxMn2O4 (with x > 0,6) manganites presented secondary phases. Magnetic behavior studies were also developed to these materials by DC magnetic measures... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-04Bitstream added on 2014-06-13T19:25:43Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ef_me_bauru.pdf: 5543085 bytes, checksum: 90e82da3ce30b958035782b939b534c5 (MD5) / Hoje existe uma necessidade de novos polímeros com propriedades ajustadas para utilização em camadas ativas de céluas solares, uma vez que os materiais mais utilizados ainda não são eficientes, nem suficientemente estáveis, de modo que possam substituir os dispositivos de silício. O poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), é um polímero amplamente utilizado em dispositivos fotovoltaicos, e muito importante em células solares. Tem sido relatado modificações na posição 4 das suas unidades monoméricas que levaram a novos polímeros com propriedades diferentes daquele sem modificações. O trabalho que será apresentado visou estudar as propriedades estruturais e ópticas do P3HT e possíveis alterações ocorridas devido às modificações realizadas na posição 4 de suas unidades monoméricas. Tal estudo utilizou ferramentas de cálculo de estrutura eletrônica de materiais, com os métodos PM6 e DFT. Concluímos que o P3HT em solução e no estado sólido não é plantar. Com o nosso modelo para o P3HT, através da conjunção dos métodos ZINDO-S/CIS, obtivemos um pico de absorção óptica teórico em clorofórmio de aproximadamente 385 nm, sendo este em boa concordância com o valor experimental. Em relação às substituições químicas, estudamos teoricamente 15 derivados de P3HT e os cálculos indicaram que é possível obter compostos com uma diminuiçao significativa do gap com estabilidade e solubilidade similares à do P3HT, principalmente com a ligação do átomos de oxigênio ou grupos orgânicos conjugados ao anel tiofênico / Today there is a need new polymers with properties adjusted for use in active layers of solar cells since the most employed materials still are not efficient nor stable enough so that they can replace the silicon devides. The poly(3-hexylthioplene) (P3HT), is a polymer widely used in photovoltaic devices, and very important in solar cells. It has been reported modifications at position 4 of its monomeric units that led to new polymers with different properties than the pristine one. The work that will be presented aimed to study the structural and optical properties of P3HT and possible changes due to chemical substitutions made in position 4 of the monomer units. This study used tools calculating the electronic structure materials, with PM6 and DFT methods. We conclude that the P3HT, in solution and in the solid state, is not planar. With our model for the P3HT, through the combinations of the ZINDO-S/CIS methods, we obtained a theoretical optical absorption peak in chloroform of about 385 nm, in good agreement with the experimental value. In relation to the chemical substitutions, we studied 15 derivatives of P3HT and the calculations indicated that it is possible to obtain compunds with a significant decrease in the gap with stability and solubility similar to that of P3HT, especially with the binding of oxygen atoms or conjugated organic groups to the thiophenic ring

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-22Bitstream added on 2014-06-13T20:40:14Z : No. of bitstreams: 1 lopes_bb_me_bauru.pdf: 1573590 bytes, checksum: 90b878237fc0d7d1c3c8916c81516aa3 (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um equipamento para produção de plasmas em pressão atmosférica. Empregando esse sistema, o polímero PLDLA (poli(L-Co,L ácido lático)) e sua blenda com o tri(carbonato de metileno) (poli(L-Co-D,L-Co TMC)) foram hidrofilizados em diferentes condições de tempo e potência de plasma. Seus ângulos de contato foram investigados anteriormente e após cada exposição ao plasma para se avaliar o efeito do tratamento. Espectroscopia de emissão óptica foi empregada para se caracterizar o plasma. A exposição por 10 segundos a um plasma excitado com 100 W, reduziu os ângulos de contato do PLDLA em 32,5% e da blenda PLDLA/TMC em 87%. No final do trabalho, apenas para ilustrar a capacidade de modificação de superfícies, diversas materiais como cobre, policloreto de vinila (PVC) acrílico, entre outros, foram tratados e seus ângulos de contato analisados / In this work, an equipment to produce atmospheric pressure plasma was developed. With this system, polymer PLDLA (poli(L-Co-D, L latic acid)) and its blend with trimethylene carbonate (poli(L-Co_D,L-Co TMC) were hydrophilizated in different time conditions and plasma power. The contact angle were investigated before and after the plasma exposure to evaluate the treatment effect. Optical emission spectroscopy was used to characterize the plasma. Exposure for 10 seconds to a plasma excited with 100 W, reduced contact angles of PLDLA in 32,5% and the blend PLDLA/TMC at 87%. At the end of this work, just to illustrate the capacity of surface modification different kinds of materials as capper, Polyvinyl chloride (PVC), acrylic, and others, were treated and its contact angle were analyzed

Este trabalho apresenta a obtenção de polímeros sintetizados a partir do biodiesel epoxidado do óleo de oliva (EEO) e soja (EES) utilizando anidrido ftálico (PH) como agente reticulante e 2-metil imidazol (2MI) como iniciador. Os materiais utilizados no processo de polimerização foram analisados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H). A síntese foi realizada variando as proporções molares de biodiesel epoxidado (EEO ou EES) e anidrido ftálico, mantendo a fração molar do iniciador 2MI constante. Os polímeros foram caracterizados por cromatografia de permeação em gel (GPC), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). Os polímeros derivados do óleo de soja apresentaram insolubilidade em clorofórmio, acetona, água, tetrahidrofurano, metanol e dimetilsulfóxido, impossibilitando as análises por GPC e RMN 1H. As massas molares dos polímeros derivados do óleo de oliva foram determinadas por GPC, apresentando valor máximo de 40.000 g.mol-1, e suas estruturas químicas avaliadas por RMN 1H. O estudo cinético da reação de polimerização foi realizado via DSC, determinando parâmetros cinéticos, tais como a energia de ativação, fator pré-exponencial e constante de velocidade, e termodinâmicos, como entalpia de formação (HTotal). Utilizou-se FTIR para caracterizar os grupos funcionais e TGA para avaliar o processo de termodegradação e realizar um novo tipo de tratamento térmico dos materiais obtidos. / This study presents polymers synthesized by using epoxidized biodiesel from olive (EEO) and soybean (ESS) oils, using phthalic anhydride (PH) as crosslinker and 2-methyl imidazole (2MI) as initiator. The materials used in the polymerization reactions were analyzed by nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR). The synthesis was performed by varying the molar ratios of epoxidized biodiesel (EEO or ESS) and phthalic anhydride, keeping the mole fraction of initiator 2MI constant. The polymers were characterized by gel permeation chromatography (GPC), nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The polymers obtained from soybean oil showed insolubility in chloroform, acetone, water, tetrahydrofuran, methanol and dimethyl sulfoxide, precluding the analysis by GPC and ¹H NMR. The molar mass of polymers from olive oil was determined by GPC, with a maximum value of approximately 40.000 g.mol-1, and the chemical structures evaluated by ¹H NMR. The kinetic study of the polymerization reaction was carried out by DSC, determining kinetic parameters, such as the activation energy, pre-exponential factor and velocity rate constant, and thermodynamic as enthalpy of formation (HTotal). The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to characterize the functional groups. The thermogravimetric analysis (TGA) was used to evaluate the process of thermo-degradation process and additionally a new treat thermally the obtained polymeric materials.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A Ãgua de coco à obtida do coco verde e à bastante comercializada no litoral do Brasil, principalmente no Norte e Nordeste do paÃs. Entretanto, seu consumo acarreta no descarte de quantidades expressivas de casca, que inadequadamente recolhida, acaba contribuindo para o aumento da poluiÃÃo e diminuiÃÃo do tempo de vida dos aterros sanitÃrios. Quando devidamente processadas, as cascas podem ser usadas para a obtenÃÃo de produtos de alto valor agregado, tais como a nanocelulose. O objetivo deste trabalho foi propor uma nova abordagem e avaliar os impactos ambientais da obtenÃÃo da nanocelulose da fibra de coco verde (Cocos nucifera), em escala de bancada. Neste estudo, a fibra de coco foi submetida a sete processos totalmente livres de cloro elementar para a extraÃÃo da nanocelulose [moagem, polpaÃÃo acetosolv, branqueamento, hidrÃlise com Ãcido sulfÃrico 30 (v/v) e 60 (m/m) %, hidrÃlise oxidativa com persulfato de amÃnio e ultrassom de alta intensidade]. Considerando o conceito de biorrefinaria, parte da lignina removida da fibra de coco foi isolada como um coproduto do processo e os efluentes avaliados quanto ao potencial de produÃÃo de metano via digestÃo anaerÃbia. A avaliaÃÃo do ciclo de vida (ACV) seguiu as normas NBR-ISO 14040 e NBR ISO 14044. Foram consideradas as seguintes categorias de impacto: mudanÃa climÃtica, acidificaÃÃo do solo, toxicidade humana, eutrofizaÃÃo e depleÃÃo hÃdrica. A nanocelulose obtida via ultrassom de alta intensidade apresentou um elevado rendimento, maior estabilidade tÃrmica e Ãndice de cristalinidade em relaÃÃo aos mÃtodos de hidrÃlise quÃmica. Na anÃlise do inventÃrio foi possÃvel observar que, de um modo geral, o uso do ultrassom de alta potÃncia apresenta tambÃm um melhor desempenho ambiental. TambÃm, foi observado com auxÃlio da ACV, que o uso da lignina como fonte de energia nÃo apresenta diferenÃas ambientais significativas em relaÃÃo ao seu uso como coproduto. A extraÃÃo da nanocelulose desenvolvida neste trabalho apresenta um melhor desempenho ambiental e propriedades superiores ao de outros trabalhos com a fibra de coco, alÃm de oferecer uma alternativa inovadora para a extraÃÃo da lignina e aproveitamento dos efluentes, ou seja, considerando o seu uso como potencial matÃria-prima e nÃo somente a sua destruiÃÃo durante o processo. / Coconut water is obtained from coconut and is fairly traded along the coast of Brazil, mainly in the North and Northeast. However, their consumption entails the disposal of large quantities of bark, which inappropriately collected, therefore contributes to increased pollution and decreased lifespan of landfills. When properly processed, the bark can be used to obtain products with high added value, such as nanocelulose. The aim of this study is to propose a new approach and evaluate the environmental impacts of obtaining nanocellulose of green coconut fiber (Cocos nucifera) on a laboratory scale. In this study, coconut fiber was subjected to seven fully elemental chlorine-free processes for the extraction of nanocelulose [grinding, pulping acetosolv, bleaching, hydrolysis with sulfuric acid 30 (v/v) and 60 % wt oxidative hydrolysis with ammonium persulfate and high intensity ultrasound]. Whereas the concept of biorefinery, part of the lignin removed from the coconut fiber was isolated as a oproduct of the process and effluent evaluated for potential production of methane via anaerobic digestion. A review of life cycle assessment (LCA) followed the NBR ISO-14040 and ISO 14044 the following impact categories were considered: Climate change, soil acidification, human toxicity, eutrophication and water depletion. The nanocellulose obtained via high intensity ultrasound showed a high yield, higher thermal stability and crystallinity index in relation to methods of chemical hydrolysis. In this analysis it was observed that, in general, the use of high power ultrasound has also improved environmental performance. Was also observed with the aid of LCA that use lignin as a source of energy presents no significant environmental differences in relation to its use as a coproduct. The extraction of nanocellulose developed in this paper presents an improved environmental performance and superior to the other works with the coconut fiber properties, while offering an innovative alternative for lignin extraction and utilization of wastewater, ie, considering its use as a potential raw materials and not only its destruction during the process.

Este trabalho apresenta a obtenção de polímeros sintetizados a partir do biodiesel epoxidado do óleo de oliva (EEO) e soja (EES) utilizando anidrido ftálico (PH) como agente reticulante e 2-metil imidazol (2MI) como iniciador. Os materiais utilizados no processo de polimerização foram analisados por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H). A síntese foi realizada variando as proporções molares de biodiesel epoxidado (EEO ou EES) e anidrido ftálico, mantendo a fração molar do iniciador 2MI constante. Os polímeros foram caracterizados por cromatografia de permeação em gel (GPC), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN ¹H), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). Os polímeros derivados do óleo de soja apresentaram insolubilidade em clorofórmio, acetona, água, tetrahidrofurano, metanol e dimetilsulfóxido, impossibilitando as análises por GPC e RMN 1H. As massas molares dos polímeros derivados do óleo de oliva foram determinadas por GPC, apresentando valor máximo de 40.000 g.mol-1, e suas estruturas químicas avaliadas por RMN 1H. O estudo cinético da reação de polimerização foi realizado via DSC, determinando parâmetros cinéticos, tais como a energia de ativação, fator pré-exponencial e constante de velocidade, e termodinâmicos, como entalpia de formação (HTotal). Utilizou-se FTIR para caracterizar os grupos funcionais e TGA para avaliar o processo de termodegradação e realizar um novo tipo de tratamento térmico dos materiais obtidos. / This study presents polymers synthesized by using epoxidized biodiesel from olive (EEO) and soybean (ESS) oils, using phthalic anhydride (PH) as crosslinker and 2-methyl imidazole (2MI) as initiator. The materials used in the polymerization reactions were analyzed by nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR). The synthesis was performed by varying the molar ratios of epoxidized biodiesel (EEO or ESS) and phthalic anhydride, keeping the mole fraction of initiator 2MI constant. The polymers were characterized by gel permeation chromatography (GPC), nuclear magnetic resonance of hydrogen (¹H NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The polymers obtained from soybean oil showed insolubility in chloroform, acetone, water, tetrahydrofuran, methanol and dimethyl sulfoxide, precluding the analysis by GPC and ¹H NMR. The molar mass of polymers from olive oil was determined by GPC, with a maximum value of approximately 40.000 g.mol-1, and the chemical structures evaluated by ¹H NMR. The kinetic study of the polymerization reaction was carried out by DSC, determining kinetic parameters, such as the activation energy, pre-exponential factor and velocity rate constant, and thermodynamic as enthalpy of formation (HTotal). The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to characterize the functional groups. The thermogravimetric analysis (TGA) was used to evaluate the process of thermo-degradation process and additionally a new treat thermally the obtained polymeric materials.