Orientador: José Luz Silveira / Coorientador: Celso Eduardo Tuna / Banca: José Alexandre Matelli / Banca: Lúcia Bollini Braga Maciel / Resumo: Resíduos plásticos constituem um grave problema ambiental, pois sua degradação é muito difícil devido à baixa reatividade química. Como esses materiais são obtidos a partir de petróleo e gás natural, recursos não renováveis, a reciclagem é de grande interesse já que etapas iniciais da fabricação de matéria-prima virgem podem ser eliminadas, o que resulta em diminuição do uso desses recursos, redução do consumo de energia e, consequentemente na redução de emissões de poluentes associadas ao processo de obtenção da matéria-prima virgem. Esse trabalho avaliou dois processos de reciclagem de poliestireno expandido (EPS) com o objetivo de comprovar os benefícios de suas aplicações, no que se refere ao consumo de energia e emissões de gases do efeito estufa (GEE), utilizando técnicas de avaliação do ciclo de vida (ACV). O primeiro processo, denominado reciclagem por injeção de vapor, consiste na inserção de 30 a 40% de resíduos de EPS junto com a matéria-prima virgem na produção convencional de blocos de EPS. O segundo processo, denominado reciclagem termomecânica consiste na reciclagem mecânica através de moagem, aglomeração, homogeneização e moldagem para obtenção de poliestireno reciclado. Primeiramente, efetuou-se análise do consumo de energia primária dos processos de produção e reciclagem de EPS e então, o consumo acumulado de energia (CED) de todo o ciclo de vida do EPS foi avaliado. Em fase posterior, realizou-se análise de emissões de GEE dos processos de produção, reciclagem e de todo o ciclo de vida do EPS, para quantificar os níveis de emissões, considerando o potencial de aquecimento global para o horizonte temporal de 100 anos. Fez-se ambas análises, aplicando metodologia de ACV através da utilização de dados de relatórios técnicos de empresas, da literatura científica e do banco de dados Ecoinvent ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plastic wastes are a serious environmental problem because degradation is difficult due to a low chemical reactivity. As these materials are obtained from oil and gas, a non-renewable resource, recycling is of major interest since early stages of virgin raw material manufacture can be eliminated, resulting in a decrease in energy expenditure and consequent reduction of pollutant emissions associated with the process of obtaining the virgin raw material. This study evaluated two processes of EPS recycling in order to prove the benefits of its application, as regards the reduction of energy consumption and greenhouse gases (GHG) emissions, using life cycle assessment techniques (LCA). The first process, called recycling by steam injection, consists of inserting from 30 to 40% of EPS residues together with virgin raw material in the conventional EPS production process to produce EPS blocks. The second process, called thermomecanical recycling consists of mechanical recycling through grinding, agglomeration, mixing and molding to obtain recycled polystyrene. Firstly an analysis of energy consumption of EPS production and recycling processes was performed and then the cumulative energy demand (CED) throughout EPS entire life cycle was evaluated. Subsequently is carried out GHG emissions analysis from EPS production, recycling processes and EPS entire life cycle to quantify the levels of emissions considering the global warming potential for the time horizon of 100 years. Both analyzes were made by applying LCA methodology through the use of technical reports, scientific literature and Ecoinvent database. The results showed that the EPS recycling processes studied promote the reduction of energy consumption and GHG emissions in the manufacture and EPS life cycle when compared to disposal of this material in landfills, also resulting in decreased use of natural resources (oil and gas) / Mestre

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-28T13:06:22Z No. of bitstreams: 1 DAYANNE DINIZ DE SOUZA - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 5993069 bytes, checksum: 665c6a96153ae9cb114de4801f9b9727 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T13:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAYANNE DINIZ DE SOUZA - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 5993069 bytes, checksum: 665c6a96153ae9cb114de4801f9b9727 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / Capes / Blendas de poliestireno/poli(ɛ-caprolactona) (PS/PCL) foram obtidas em uma extrusora dupla rosca corrotacional e os corpos de prova moldados por injeção. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa, as composições foram preparadas com adições de 25% em peso de PCL em duas matrizes de poliestireno com índices de fluidez diferentes (PS145D e PS158K). Na segunda etapa, três copolímeros com teores de 5% em peso foram adicionados à blenda PS/PCL com 25% de PCL. Os copolímeros utilizados foram: etileno-metacrilato de glicidila (EGMA), etileno-acrilato de metila-metacrilato de glicidila (EMA-GMA) e o estirenoetileno-butileno-estireno grafitizado com anidrido maléico (SEBS-g-MA). Os resultados mecânicos, termomecânicos e a morfologia da primeira etapa indicaram que as blendas PS/PCL são imiscíveis e incompatíveis, sugerindo a necessidade da adição de um compatibilizante que favoreça a adesão e o refinamento da fase dispersa na matriz polimérica. Foi observado que o poliestireno PS145D apresentou resultados favoráveis para a continuidade da pesquisa e a incorporação dos copolímeros. Os resultados obtidos na segunda etapa mostraram que os copolímeros E-GMA e EMA-GMA não foram eficientes na compatibilização da blenda, possivelmente devido a estes apresentarem interações apenas com a fase de PCL na mistura. O copolímero SEBS-g-MA atuou na interface da mistura PS/PCL, melhorando a miscibilidade e a compatibilidade da blenda, aumentando com isso a tenacidade à ruptura e resistência ao impacto do poliestireno. / Polystyrene/polycaprolactone) blends were obtained in a twin screw co-rotational extruder and injected. This study was divided into two stages. In the first step, compositions were prepared with additions of 25 %wt of the PCL two polystyrenes with different melt indices. In the second step, three copolymers were added the PS/PCL blend with 25%wt of PCL. The copolymers used were: ethylene-glycidyl methacrylate (E-GMA), ethylene-methyl acrylate-glycidyl methacrylate (EMA-GMA) and styrene-ethylene-styrene grafted with maleic anhydride (SEBS-g-MA). The results mechanicals, thermomechanicals and morphology of the first step indicated that the PS/PCL blends are incompatibles and immiscibles, suggesting the need of adding a compatibilizer which promotes the adhesion and refinement of the dispersed phase in the polymer matrix. It was observed that polystyrene PS145D showed favorable results for continuity of the research and incorporation of the copolymers. The results obtained in the second step showed that the E-GMA and EMA-GMA copolymers were not effective in compatibilizing the blend, possibly due to these interactions only present PCL phase in the mixture. The SEBS-g-MA copolymer has acted on the interface of PS/PCL mixture, improving the miscibility and compatibility of the blend, thereby increasing the tenacity at break and impact resistance of polystyrene.

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

Espumas à base de amido possuem limitações para utilização como embalagens na indústria alimentícia, principalmente, devido à alta hidrofilicidade e fragilidade. Para melhorar essas propriedades, torna-se necessário o uso de plastificantes e outros aditivos, como proteínas e fibras lignocelulósicas, ou ainda um aditivo fonte desses recursos, como a torta de gergelim obtida como resíduo do processamento do gergelim. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar espumas à base de amido de mandioca adicionadas de 0 – 40 % (m/m) de resíduo de gergelim, produzidas pelo processo de expansão térmica, a fim de avaliar a influência do aditivo nas propriedades físicas, morfológicas e mecânicas dos materiais obtidos para utilização como embalagens para alimentos. A adição do resíduo resultou em espumas com menores espessuras e densidade aparente, bem como, maior capacidade de expansão dos materiais. Além disso, apresentaram melhores propriedades mecânicas e, em geral, menores capacidade de absorção de água e adsorção de água em baixas umidades relativas, em relação aos materiais compostos somente por amido. Embora as propriedades mecânicas das espumas sejam influenciadas pelas condições de umidade relativa de armazenamento, as espumas contendo 20 % de resíduo (20R) apresentaram uma combinação de propriedades no ensaio de tração (resistência à tração e módulo de elasticidade) que podem ser consideradas comparáveis às amostras de bandejas comercias de poliestireno expandido (EPS), nas três umidades relativas avaliadas (33, 53 e 90 %). Os resultados obtidos nos ensaios de flexão dessas espumas indicaram que as mesmas foram mais rígidas e menos flexíveis do que as amostras de EPS. A adição de 20 % de resíduo resultou em importantes melhorias nas propriedades físicas e mecânicas em comparação às espumas à base de amido de mandioca, além de apresentarem menos defeitos morfológicos do que os observados em espumas com maiores teores do resíduo (30 e 40 %). Foram realizados testes de aplicação das espumas 20R no acondicionamento de dois tipos de alimentos com diferentes teores de umidade: bolo (23 %) e brócolis (91 %), em comparação ao armazenamento em embalagens comerciais de EPS. A partir dos resultados obtidos para a variação de umidade, perda de massa e propriedades mecânicas na flexão das embalagens, foi observado que as espumas propostas não foram adequadas para o acondicionamento das amostras de brócolis, apresentando alta absorção de umidade e deformações após três dias de contato com o alimento. Por outro lado, as espumas 20R mostraram bom desempenho no acondicionamento das amostras de bolo, não apresentando mudanças significativas nas propriedades mecânicas no período de 3 a 9 dias de armazenamento. Dessa forma, o resíduo de gergelim em combinação com o amido de mandioca mostrou elevado potencial para o desenvolvimento de espumas que podem ser utilizadas como embalagens para alimentos com baixos teores de umidade, sendo necessários estudos mais detalhados, considerando principalmente aspectos de segurança para utilização de resíduos em produtos em contato direto com alimentos. / Starch based foams have limitations for use as food packaging, mainly due to high hydrophilicity and fragility. In order to improve these properties it is necessary the use of plasticizers and others additives, such as lignocellulosic fibers and proteins, or an additive source of these constituents like sesame cake, which it is obtained from sesame processing. In this way, the main objective of this work was to develop and characterize starch based foams added with 0 – 40 % (w/w) of sesame residue to evaluate the influence of this additive on physical, morphological and mechanical properties of materials for using as food packaging. The foams were produce by thermal expansion process. Residue addition resulted in foams with smaller thickness and density, as well as greater expansion capacity of the materials produced. In addition, foams incorporated with residue exhibited better mechanical properties and, in general, lower water capacity absorption and water adsorption at low relative humidities compared to foams made only with starch. Although mechanical properties of the foams are affected by storage humidity conditions, foams added with 20 % of residue (20R) showed tensile properties (tensile strength and tensile elasticity modulus) that can be considered comparable to expanded polystyrene (EPS) commercial trays for different relative humidities evaluated (33, 53 and 90 %). Flexural properties indicated that starch foams produced was tougher and less flexible than EPS commercial trays. Addition of 20 % of sesame residue on cassava starch-based foams resulted in relevant improvements compared to foams without residue. Besides that, fewer morphological defects were noted, as observed in foams with higher residue content (30 and 40 %). Thus, 20R formulation was selected to carrying out applicability tests of starch-based foams in packaging of two types of food with different moisture content: cake (23 %) and broccoli (91 %) compared to EPS commercial packaging. From the results obtained for moisture variation, loss of weight and flexural properties of the foams, it was found that the material proposed was not applicable to package broccoli samples. Due to high water absorption by the foams alterations on the shape were noted in the materials after 3 days in contact with this food. Nonetheless, foams based on cassava starch and 20 % of sesame residue exhibited a good performance during storage time of cake samples (9 days). It was not observed any effect on flexural mechanical properties for 3 to 9 days of storage. Thereby, sesame cake added to cassava starch showed high potential to developing foams that could be used as packaging for low moisture food. Additionally, more detailed studies are necessary, especially considering safety aspects mainly for using agricultural residues directly in contact with food products.

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

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:01Z : No. of bitstreams: 1 000848220.pdf: 1100880 bytes, checksum: 193b2c7b460d93bf5020429fd16d34d7 (MD5) / Resíduos plásticos constituem um grave problema ambiental, pois sua degradação é muito difícil devido à baixa reatividade química. Como esses materiais são obtidos a partir de petróleo e gás natural, recursos não renováveis, a reciclagem é de grande interesse já que etapas iniciais da fabricação de matéria-prima virgem podem ser eliminadas, o que resulta em diminuição do uso desses recursos, redução do consumo de energia e, consequentemente na redução de emissões de poluentes associadas ao processo de obtenção da matéria-prima virgem. Esse trabalho avaliou dois processos de reciclagem de poliestireno expandido (EPS) com o objetivo de comprovar os benefícios de suas aplicações, no que se refere ao consumo de energia e emissões de gases do efeito estufa (GEE), utilizando técnicas de avaliação do ciclo de vida (ACV). O primeiro processo, denominado reciclagem por injeção de vapor, consiste na inserção de 30 a 40% de resíduos de EPS junto com a matéria-prima virgem na produção convencional de blocos de EPS. O segundo processo, denominado reciclagem termomecânica consiste na reciclagem mecânica através de moagem, aglomeração, homogeneização e moldagem para obtenção de poliestireno reciclado. Primeiramente, efetuou-se análise do consumo de energia primária dos processos de produção e reciclagem de EPS e então, o consumo acumulado de energia (CED) de todo o ciclo de vida do EPS foi avaliado. Em fase posterior, realizou-se análise de emissões de GEE dos processos de produção, reciclagem e de todo o ciclo de vida do EPS, para quantificar os níveis de emissões, considerando o potencial de aquecimento global para o horizonte temporal de 100 anos. Fez-se ambas análises, aplicando metodologia de ACV através da utilização de dados de relatórios técnicos de empresas, da literatura científica e do banco de dados Ecoinvent ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Plastic wastes are a serious environmental problem because degradation is difficult due to a low chemical reactivity. As these materials are obtained from oil and gas, a non-renewable resource, recycling is of major interest since early stages of virgin raw material manufacture can be eliminated, resulting in a decrease in energy expenditure and consequent reduction of pollutant emissions associated with the process of obtaining the virgin raw material. This study evaluated two processes of EPS recycling in order to prove the benefits of its application, as regards the reduction of energy consumption and greenhouse gases (GHG) emissions, using life cycle assessment techniques (LCA). The first process, called recycling by steam injection, consists of inserting from 30 to 40% of EPS residues together with virgin raw material in the conventional EPS production process to produce EPS blocks. The second process, called thermomecanical recycling consists of mechanical recycling through grinding, agglomeration, mixing and molding to obtain recycled polystyrene. Firstly an analysis of energy consumption of EPS production and recycling processes was performed and then the cumulative energy demand (CED) throughout EPS entire life cycle was evaluated. Subsequently is carried out GHG emissions analysis from EPS production, recycling processes and EPS entire life cycle to quantify the levels of emissions considering the global warming potential for the time horizon of 100 years. Both analyzes were made by applying LCA methodology through the use of technical reports, scientific literature and Ecoinvent database. The results showed that the EPS recycling processes studied promote the reduction of energy consumption and GHG emissions in the manufacture and EPS life cycle when compared to disposal of this material in landfills, also resulting in decreased use of natural resources (oil and gas)

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

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09665.pdf: 5199882 bytes, checksum: 82561843731e1ff278143adb437e1eeb (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano Luckmann.pdf: 4289853 bytes, checksum: 4f60d9cbc3eb2e25357687eac5c13a92 (MD5) Previous issue date: 2005-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, the refrigeration industry uses the rigid polyurethane foam (PUR) as a thermal insulation and structural component in doors and cabinets of refrigerators and freezers. The waste of PUR generated in the manufacturing represents great volumes, which are considered an environmental problem. Some attempts of recycling this material have already been explored, such as the use in the manufacturing of bricks, roofing tiles, vases; lining confection with isolating properties; in the civil construction, etc... This work presents an alternative for the recycling of rigid polyurethane foam. A study of the incorporation of rigid polyurethane foam residues in thermoplastic matrices of Polystyrene (PS), High Impact Polystyrene (HIPS) and Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) was done. The PUR waste was prepared through the milling of the material. The incorporation of PUR in PS, HIPS and ABS was realized through the extrusion of the materials in different mass concentrations. The laboratorial tests were carried through in agreement with standard norms ASTM D1238 (Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion) and D638 (Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics). The increasing of PUR concentration over the mix with the three termoplastic matrices decreases the Melt Flow Rates of the mixtures. It was showed the possibility to know a thermoplastic polymer viscosity through Melt Flow Tests. Also mechanical properties determination and comparison through tensile test analysis have been carried through: maximum tension and tension of rupture, deformation at the elastic limit and at the rupture and determination of Young´s modulus in function of the mass concentration of PUR in the thermoplastic matrixes. / Atualmente, a indústria de refrigeração utiliza a espuma rígida de poliuretano (PUR) como isolante térmico e componentes estrutural em portas e gabinetes de refrigeradores e freezeres . Grandes volumes de rejeitos da espumas de PUR são gerados na indústria, os quais representam um problema ambiental. A destinação deste resíduo normalmente acontece por meio da desposição em aterro industrial, gerando custos adicionais à indústria, os quais não agregam volores aos seus produtos finais. Algumas tentativas de aproveitamento deste material estão sendo estudadas, tais como utilização na fábrica de tijolos, telhas, vasos; confeção de placas de forro com propriedades isolante; na construção de lajes, etc... O presente trabalho apresenta uma alternativa na reciclagem de espuma rígida de poliuretano. Foi realizado um estudo de incorporação de resíduo de espuma rígida de poliuretano, preparados a partir da moagem do material, em matriz termoplástica de poliestireno (PS), poliestireno de alto impacto (PSAI) e copolímero de acrilonitrila, butadieno e estireno (ABS). A incorporação do PUR em PS, PSAI e ABS foi realizada através da extrusão dos materiais em concentrações mássicas diferentes. Foi possível a incorporação de PUR nas resinas termoplástica até uma concentração de 0,40 g/g. Os testes laboratoriais foram realizado conforme normas ASTM D1238 (Determinação do Índice de Fuidez IF) e D638 (Ensaio de Tração). De uma forma geral, o aumento da concentração de PUR nas misturas com três matrizes termoplásticas reduz a fluidez da respectivas misturas. Foi demonstrada a possibilidade de determinar a viscosidade de um polímero termoplástico a partir de ensaios de Índice de Fuidez, os quais possibilitaram a determinação de segmentos das curvas reológicas das misturas estudadas. Também foram realizadas a determinação e a comparação das propriedades mecânicas através de ensaio de tração: tensão máxima e de ruptura, deformação no limite elástico e na ruptura e determinação do módulo de elasticidade em função da concentração mássica de PUR na matriz termoplástica.

Materiais poliméricos, como o poliestireno, são largamente usados como biomateriais, tanto na área biomédica como na indústria farmacêutica. Com a especialização do uso destes biomateriais, relata-se um aumento significativo de doenças relacionadas à presença de biofilmes bacterianos na superfície destes materiais. Neste trabalho, placas de microtitulação de poliestireno foram tratadas por imersão em plasma-RF, na mistura padrão N2/H2, a fim de avaliar as modificações superficiais geradas, e a eficiência deste processo na adesão e crescimento de biofilme, produzido pela Staphylococcus epidermidis. A identificação de espécies atômicas e grupos funcionais incorporados à superfície do polímero pelo processo de imersão em plasma, foi realizada pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia no infravermelho por refletância total atenuada (ATR-IR). Modificações na morfologia e rugosidade da superfície de PS foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A hidrofílicidade da superfície foi analisada por medida de ângulo de contato com água (WCA). Para avaliar a eficiência do tratamento em plasma no crescimento/aderência de biofilme formado pela S. epidermidis foram realizados ensaios de antibiofilme bacteriano. Modificações físico-químicas foram observadas na superfície das amostras por XPS, onde foi constatado o aumento da porcentagem atômica relativa de N e a presença de novas ligações químicas com o aumento do tempo de tratamento. Pela técnica de ATR-IR foi possível identificar a presença de grupos amina e amida. As medidas de microscopia revelaram uma mudança na morfologia e uma redução da rugosidade superficial com o aumento do tempo, e também verificado um aumento do caráter hidrofílico na superfície por WCA. Além disso, a partir de 60 min de tratamento foi alcançada uma alta supressão de adesão de biofilme à superfície do polímero. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T18:11:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Suzimara Rovani.pdf: 2304362 bytes, checksum: bd3491b4311506e651f251ccd00326df (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T18:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Suzimara Rovani.pdf: 2304362 bytes, checksum: bd3491b4311506e651f251ccd00326df (MD5) / Polymeric materials, such as polystyrene, are widely used as biomaterials, both in the pharmaceutical industry and biomedical areas. With the use of more specialized biomaterials, it is reported a significant increase of diseases related to the presence of bacterial biofilms formation on the surface of these materials. In this work, polystyrene microtiter plates were treated by RF plasma immersion, in a N2/H2 standard gas mixture, in order to evaluate the surface modifications and its effects on the adherence and growth of bacterial biofilms produced by Staphylococcus epidermidis. The identification of atomic species and functional groups incorporated into the polymer surface by plasma immersion process was carried out by the techniques of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-IR). The changes in morphology and surface roughness of PS were evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The hydrophilicity of the surface was analyzed by measuring the water contact angle (WCA). Bacterial antibiofilm assays were carried out in order to evaluate the efficiency of plasma treatment on the growth/adherence of the biofilm formed by S. epidermidis. Physical-chemical modifications in the samples surface were found by XPS technique, where an increase in amount of relative atomic percentage of N and the presence of new chemical bonds was observed as a function of the treatment time. Through the ATR-IR spectroscopy was possible to identify the presence of amine and amide groups. The SEM and AFM measurements revealed changes in morphology and a reduction of the surface roughness with increasing time. It is also observed a reduction in the WCA after plasma treatment, indicating that PS surface becomes more hydrophilic. Antibacterial assays, shows that after 60 min of treatment time was achieved a high suppression of biofilm adhesion in the polymer surface.