Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2416.pdf: 2506784 bytes, checksum: fe06f98592c0963a94ebb27ad8bd6de0 (MD5) Previous issue date: 2009-04-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Dispersions composed of chitosan (CS) were obtained by the template polymerization (CS-PMAA) and ionotropic gelatinization (CS-TPP). The nanoparticles were analyzed by FT-IR analysis, particle size, zeta potential, electron microscopy (transmission and scanning), and TGA analysis. The nanoparticles obtained presented a very homogeneous morphology showing a quite uniform particles size distribution and a rather spherical shape. The particle size and zeta potential were dependent on the chitosan concentration used during the preparation method and pH. Different particles were incorporated in the hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) films in order to improve their properties. For this, a 3% HPMC (in w:v %) solution was prepared and added in this nanoparticles solutions of both syntheses. The films were characterized by mechanical (tensile, elongation and elastic modulus), barrier [water vapor (WVP) and oxygen], thickness, morphological, and thermal properties. The WVP of the control HPMC film was 0.79 g mm/kPa h m2. The WVP decreased significantly when CS-PMAA nanoparticles were incorporated to HPMC films. For example, WVP decreased to 0.64; 0.59 and 0.47 g mm/kPa h m2 for films containing 59, 82 and 110 nm, respectively. For CS-TPP nanoparticles the WVP decreased to 0.58; 0.45 and 0.33 g mm/kPa h m2 for films containing nanoparticles with 220, 110 and 85 nm, respectively. The same way, the mechanical properties of the HPMC films were strongly improved when CS nanoparticles were incorporated. In this way, HPMC films containing nanoparticles could be considered as promising materials for application in packaging for preservation of foods. / Nanopartículas formadas a partir de quitosana (QS) foram obtidas pelo método de polimerização em molde (QSPMAA) e gelatinização ionotrópica (QS-TPP). As nanopartículas foram analisadas através de análises de FT-IR, tamanho de partícula, potencial zeta, microscopias eletrônicas (transmissão e varredura) e medidas de TGA. As nanopartículas sintetizadas apresentaram morfologia homogênea, ou seja, tamanho uniforme e forma esférica. O tamanho das partículas e o potencial zeta foram dependentes da concentração de quitosana utilizada no método de preparação e do pH. As diferentes partículas foram incorporadas em filmes de hidroxipropil metilcelulose (HPMC) a fim de melhorar suas propriedades. Para isso, uma solução de HPMC com 3% m/v foi preparada e sobre esta foi adicionada solução de nanopartículas de ambas as sínteses. Nos filmes foram realizadas análises de propriedades mecânicas (tensão, elongação e módulo de elasticidade), propriedades de barreira [vapor de água (WVP) e oxigênio], análise de espessura, microscopia eletrônica de varredura e análises térmicas. O filme controle de HPMC sem nanopartícula apresenta um valor de WVP de 0,79 g mm/ kPa h m2. Com a incorporação das nanopartículas de QS-PMAA os valores de WVP do filme decrescem para 0,64; 0,59 e 0,47 g mm/ kPa h m2 com a incorporação de nanopartículas de 59; 82 e 110 nm, respectivamente. Com a incorporação de nanopartículas de QS-TPP os valores de WVP decrescem para 0,58; 0,45 e 0,33 g mm/ kPa h m2 com a incorporação de nanopartículas com 220; 110 e 85 nm, respectivamente. Da mesma forma, as propriedades mecânicas dos filmes de HPMC foram significativamente melhoradas com a inserção de nanopartículas de quitosana. Este trabalho demonstrou que os filmes contendo nanopartículas podem ser considerados como extremamente promissores para serem aplicados em embalagens na conservação de alimentos.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-15T20:18:57Z No. of bitstreams: 1 DissLGPC.pdf: 2392298 bytes, checksum: a409c9e72a219a2757100cff85329f59 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGPC.pdf: 2392298 bytes, checksum: a409c9e72a219a2757100cff85329f59 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:30:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGPC.pdf: 2392298 bytes, checksum: a409c9e72a219a2757100cff85329f59 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLGPC.pdf: 2392298 bytes, checksum: a409c9e72a219a2757100cff85329f59 (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Due to the high postharvest losses of fruit and vegetable, the development of new technologies, aiming to reduce losses and maintain quality has greatly increased. Improved packaging can bring great benefits to the whole production chain, including enhancing shelf life, ensuring quality, and increasing product sale potential. It is important to know each packaging material properties, such as the barrier properties. Moreover, recognizing and evaluating the potential use of new technologies, such as adding metallic nanoparticles to the materials used in packaging production, can improve their properties and contribute to reduce the high postharvest losses. This research aimed to develop a simple and effective method for evaluating permeability of plastic films containing silver nanoparticles used for food storage, as well as to evaluate their permeability in regular storage conditions. To determine the permeability of plastic films, permeation chambers were designed and constructed. Those chambers allow both the gas exchange through a plastic film and permeability measurements for each specific film. Low density polyethylene (LDPE) and polyvinyl chloride (PVC) films, with and without silver nanoparticle (NpAg) addition, were evaluated. The as-prepared permeation chambers were also used to evaluate the plastic film permeability during storage of strawberries. The results evidence that the permeation chambers as well as the developed method for measuring the permeability are efficient and convenient. Such chambers can also be used for many types of polymeric films. Likewise, the developed method for evaluating the permeability in storage conditions of fruits and vegetables is effective; thus, it can assist for planning modified atmosphere packaging applied to different produces. The difference found in permeability values of the tested films under storage conditions was up to 50% when compared to the values obtained under experimental conditions. However, there were no significant permeability differences in films with NpAg when compared to films without that additive. / Frente às elevadas perdas de frutas e hortaliças, o desenvolvimento de novas tecnologias, visando redução das perdas e manutenção da qualidade, tem demonstrando grande crescimento. Melhores condições de embalagem podem trazer grandes benefícios para toda a cadeia produtiva, aumentando a vida de prateleira, garantindo a qualidade e ampliando o potencial de comercialização destes produtos. Conhecer as propriedades de cada material de embalagem, como suas propriedades de barreira, é de grande importância. Além disto, conhecer e avaliar o potencial de utilização de novas tecnologias, como a adição de nanopartículas metálicas aos materiais usados na produção de embalagem, pode melhorar suas propriedades e contribuir para a redução das elevadas perdas pós- colheita atualmente observadas. Esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um método simples e eficaz para avaliação da permeabilidade de filmes plásticos aditivados com nanopartículas de prata e utilizados na armazenagem de alimentos, bem como a avaliação de sua permeabilidade em condições práticas de armazenamento. Para a determinação da permeabilidade dos filmes plásticos, foram projetadas e construídas câmaras de permeação que permitem a troca gasosa através de um filme plástico e aferição da permeabilidade específica de cada filme. Foram avaliados filmes de polietileno de baixa densidade (PEBD) e de policloreto de vinila (PVC), com e sem adição de nanopartículas de prata (NpAg). As câmaras de permeação construídas foram também utilizadas para a avaliação da permeabilidade de filmes plásticos durante o armazenamento de morangos. Os resultados obtidos demonstram que as câmaras de permeação e o método desenvolvido para aferição da permeabilidade são eficientes e convenientes para avaliações de permeabilidade, podendo ser utilizado para diversos tipos de filmes poliméricos. Outrossim, o método desenvolvido para avaliação da permeabilidade de filmes em condições práticas de armazenamento de frutas e hortaliças é eficaz e, desta forma, pode auxiliar no planejamento de embalagens para atmosfera modificada de diversos produtos. Foram observadas diferenças de até 50% na permeabilidade dos filmes testados em condições de armazenamento, quando comparado aos valores obtidos em condições experimentais. Todavia, não foram observadas diferenças consideráveis de permeabilidade nos filmes aditivados com NpAg, quando comparados aos filmes sem este aditivo.

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila. / Nanostructured materials have been receiving increasing attention of scientific community, especially systems of nanocomposites based on polymer and clay. These materials can be obtained in aqueous state and the use of water, replacing organic solvents, is an important line of research due to environmental issues. In this work, dispersions based on waterbone polyurethanes and sodic hydrophilic clay montmorillonite (MMT) were synthesized, in order to evaluate the possible formation of nanocomposites (NWPUs). The monomers employed in the synthesis were: poly (propylene glycol) (PPG), block copolymer based on poly (ethylene glycol) and poly (propylene glycol) (EG-b-PG), containing 7% ethylene glycol; dimethylolpropionic acid (DMPA); isophorone diisocyanate (IPDI); and ethylenediamine (EDA) as chain extender. Aqueous dispersions with and without clay were synthesized by fixing the ratio between the equivalent-grams of diisocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH ratio) in 1.5. The clay content also varied from 0.5% to 1% related to prepolymer initial mass. An additional stirring step with Turrax disperser was made in some formulations. The clay was previously delaminated in deionized water and incorporated at prepolymer dispersion in water-addition step. The dispersions were then evaluated in terms of solids content, particle size and apparent viscosity. The films cast from dispersions were characterized by infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetry (TG) and permeability to CO2. Cast films were obtained and the gas barrier properties imparted by the clay were analyzed as well as the influence of poly (ethylene glycol) segments content. The insertion of clay imparted an improvement in thermal resistance properties and a decrease in membrane permeability. It was also observed an increase in permeability to CO2 of membranes obtained from formulations containing the higher amount of copolymer (EG-b-PG), independent of clay content.

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila. / Nanostructured materials have been receiving increasing attention of scientific community, especially systems of nanocomposites based on polymer and clay. These materials can be obtained in aqueous state and the use of water, replacing organic solvents, is an important line of research due to environmental issues. In this work, dispersions based on waterbone polyurethanes and sodic hydrophilic clay montmorillonite (MMT) were synthesized, in order to evaluate the possible formation of nanocomposites (NWPUs). The monomers employed in the synthesis were: poly (propylene glycol) (PPG), block copolymer based on poly (ethylene glycol) and poly (propylene glycol) (EG-b-PG), containing 7% ethylene glycol; dimethylolpropionic acid (DMPA); isophorone diisocyanate (IPDI); and ethylenediamine (EDA) as chain extender. Aqueous dispersions with and without clay were synthesized by fixing the ratio between the equivalent-grams of diisocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH ratio) in 1.5. The clay content also varied from 0.5% to 1% related to prepolymer initial mass. An additional stirring step with Turrax disperser was made in some formulations. The clay was previously delaminated in deionized water and incorporated at prepolymer dispersion in water-addition step. The dispersions were then evaluated in terms of solids content, particle size and apparent viscosity. The films cast from dispersions were characterized by infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetry (TG) and permeability to CO2. Cast films were obtained and the gas barrier properties imparted by the clay were analyzed as well as the influence of poly (ethylene glycol) segments content. The insertion of clay imparted an improvement in thermal resistance properties and a decrease in membrane permeability. It was also observed an increase in permeability to CO2 of membranes obtained from formulations containing the higher amount of copolymer (EG-b-PG), independent of clay content.