MAGALHÃES, A. S. G. Síntese e caracterização de hidrogeis superabsorventes à base de acrilamida e acrilato de sódio. 2009. 205 f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-29T18:44:02Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_asgmagalhaes.pdf: 3711398 bytes, checksum: a93abd2e0e978a3d5aec12dd3baf1cbe (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-03-16T20:55:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_asgmagalhaes.pdf: 3711398 bytes, checksum: a93abd2e0e978a3d5aec12dd3baf1cbe (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-16T20:55:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_asgmagalhaes.pdf: 3711398 bytes, checksum: a93abd2e0e978a3d5aec12dd3baf1cbe (MD5) Previous issue date: 2009 / Superabsorbent hydrogels are materials polymeric that present for three-dimensional crosslinked hydrophilic networks that can absorb large amounts of water. Among the several applications, the use of superabsorbent hydrogels as conditioner soil has shown interest by researchers. The objective of this work is to synthesize hydrogels based on acrylamide (AAM) and sodium acrylate (NaAAC) crosslinkeds with N, N'-methylenebisacrylamide (MBA), to study the effect of synthesis parameters such as: molar ratio (AAM/NaAAC), MBA concentration and monomers concentration in the properties of materials synthesized. The hydrogels were synthesized by polymerization in solution using the redox initiation system potassium per sulfate (KPS) and N, N, N’, N' tetramethylethylenediamine (TMEDA). The hydrogels have been characterized by their swelling behaviour, percentage of gel, drying, mechanical analysis, rheology, atomic absorption, scanning electron microscopy (SEM) and spectroscopy analyses infrared spectroscopy (FTIR) and 13C NMR. The average percentage of gel for hydrogels was 94 ± 3% and small amount of soluble do not modify the swelling of materials. When more acrylate (NaAAC) content the bigger equilibrium water absorbencies. When MBA and monomers content increased, the equilibrium water absorbency decreased. Swelling measurements of the hydrogels in the chloride salt solution (Na+, K+, Ca2+ e Al3) decreased compared with gel/water system. IR spectroscopy and atomic absorption showed that the nominal reason AAM/NaAAC is close to the expected value. The experiments revealed the hydrogels are suitable to be used as cation exchangers. Drying experiments indicate there are two different water in hydrogels. The hydrogels with higher concentration of MBA (0,5 e 0,8 mol%) showed higher values of elastic modulus (80.9 and 204 kPa) because of its greater physical resistance. The elastic behavior of the samples exceed the viscous one, then gels are considered strong. The influence of pH on the swelling of the hydrogel based on 55 mol% of AAM, 45 mol% of NaAAC, 0.1 mol% of MBA and 24% of monomer concentration is the value constant (»450 g H2O/g gel) in pHs from 4 to 8. The hydrogel shows reversible behavior of swelling and contraction in alkaline (pH = 10,4) and acid (pH = 10,4) buffer media, respectively. The hydrogel used in methylene blue adsorption experiments showed a quick reduction in the concentration of dye, holding 89 % of the initial concentration. The high capacity of water absorption of these materials 11 provide to them a possible application as soil conditioners. Other results point to the possibility as delivery systems for drugs or agrochemicals and as agents of color removal from effluent water / Hidrogéis superabsorventes são materiais poliméricos constituídos por redes hidrofílicas tridimensionalmente reticuladas que podem reter grandes quantidades de água. Dentre as várias aplicações desses materiais, destaca-se o uso como condicionadores de solo. O objetivo deste trabalho é sintetizar hidrogéis superabsorventes à base de acrilamida (AAM) e acrilato de sódio (NaAAC) reticulados com N,N’-metilenobisacrilamida (MBA), estudar o efeito das variáveis de síntese: razão AAM/NaAAC, concentração de MBA e de monômeros nas propriedades dos hidrogéis e verificar o potencial de aplicação dos materiais. Os hidrogéis foram sintetizados via polimerização em solução, utilizando o par redox iniciador N,N,N',N'–tetrametiletilenodiamina (TMEDA) e persulfato de potássio (KPS). Os hidrogéis foram caracterizados a partir do percentual de gel, intumescimento, secagem, absorção atômica, infravermelho (IR), RMN 13C, análise mecânica, reologia e microscopia eletrônica (MEV). O percentual médio de gel para todos os materiais foi de 94 ± 3% e a pequena porção de solúveis não interferiu no intumescimento dos mesmos. Observou-se um aumento no intumescimento com o percentual de NaAAC. Aumentando a concentração de MBA há uma diminuição no intumescimento, assim como aumentando a concentração de monômeros. A presença dos cloretos de Na+, K+, Ca2+ e Al3+ causaram diminuição no intumescimento comparado ao sistema gel/água. Estudos com absorção atômica e IR indicaram que a razão nominal AAM/NaAAC está próxima do valor real. Os experimentos de absorção atômica revelaram os hidrogéis como possíveis trocadores de cátions. Experimentos de secagem indicam a presença de dois tipos de água nos hidrogéis. Os hidrogéis com maior concentração de MBA (0,5 e 0,8 mol%) apresentaram maiores valores de módulos elásticos (80,9 e 204 kPa), reflexo da maior resistência mecânica. O comportamento elástico das amostras predomina sobre o comportamento viscoso e os hidrogéis são considerados géis fortes. O intumescimento do hidrogel com 55 mol% de AAM, 45 mol% de NaAAC, 0,1 mol% de MBA e 24 % de monômero foi constante (»450 g H2O/g gel) na faixa de pH entre 4 e 8. Esse material apresentou um comportamento reversível de intumescimento e contração respectivamente em função dos pHs tamponados alcalino (10,4) e ácido (1,2). Estudos de adsorção de azul de metileno na matriz desse gel revelaram uma rápida diminuição na concentração do corante com uma retenção de 89 % da 9 concentração inicial. A elevada capacidade de absorção de água de alguns hidrogéis credencia esses materiais como candidatos a condicionadores de solo. Outros resultados apontam para possibilidade de aplicação como sistemas de liberação controlada de fármacos ou agroquímicos e como agentes de remoção de cor em águas de efluentes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2016-01-15T14:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335487.pdf: 1878669 bytes, checksum: 14e3d9e4b4b707f3a67ac29e279e854b (MD5) Previous issue date: 2013 / O bioetanol brasileiro é obtido a partir da fermentação da sacarose, um dissacarídeo presente no caldo de cana-de-açúcar, utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae, principal microorganismo utilizado pelas usinas produtoras de etanol no Brasil. Entre estas leveduras, a linhagem mais amplamente utilizada é a diplóide CAT-1. Esta linhagem de levedura foi isolada do processo industrial de produção de etanol a partir de sacarose da cana-de-açúcar, portanto, adaptada às condições de estresse fermentativo tais como altas concentrações de açúcar e de etanol, temperatura, pH, pressão hidrostática e osmótica, etc. Com estas leveduras, a sacarose é primeiro hidrolisada pela invertase extracelular e/ou periplasmática codificada pelo gene SUC2, gerando glicose e frutose, que são transportados do meio fermentativo para o interior da célula via transporte facilitado por transportadores de hexoses HXT. O processo de hidrólise da sacarose é mais rápido que o transporte das hexoses, o que leva a um acúmulo destes açúcares no meio, causando efeitos negativos à levedura e ao processo industrial. Dentre estes efeitos, destacam-se as perdas de açúcar devido à utilização dos monossacarídeos por bactérias e leveduras selvagens, já presentes no mosto de alimentação da dorna, e o estresse osmótico. Com a propagação de bactérias, é necessário o uso de antibióticos e ajuste do pH devido à produção de ácidos orgânicos no meio. No sentido de evitar a hidrólise extracelular da sacarose e mudar o modo da sua captação pela célula, onde a sacarose passaria a ser transportada ativamente, para o interior da célula, pela permease de alta afinidade AGT1, modificações genéticas no gene SUC2 da levedura industrial CAT-1 foram realizadas visando sobre-expressar a invertase intracelular. A levedura industrial geneticamente modificada passou a ser capaz de captar a sacarose (via co-transporte sacarose-H+ mediado pela permease AGT1) diretamente para o interior da célula, onde é hidrolisada e então fermentada. Duas linhagens geneticamente modificadas com características fenotípicas distintas foram testadas e analisadas neste trabalho. Nas condições testadas, os resultados apresentados mostram que é possível fermentar a sacarose eficientemente via sua captação para o interior da célula, além da grande vantagem da ausência de glicose e frutose no meio fermentativo. Além disso, espera-se outros ganhos como menor estresse osmótico e menor grau de contaminação, com a futura aplicação industrial destas leveduras. Estes ganhos trazem como consequência uma menor utilização de antibiótico e ácido sulfúrico, menor floculação e maior manutenção da viabilidade celular.<br> / Abstract : Brazilian bioethanol is obtained from the fermentation of sucrose, a disaccharide present in sugarcane juice, using Saccharomyces cerevisiae. This yeast is the microorganism most commonly used industrially to produce ethanol in Brazil. The most widely used strain is diploid CAT-1, which was isolated from the industrial ethanol production process from sugarcane sucrose, and it is therefore adapted to the harsh fermentation conditions, such as high concentrations of sugar and ethanol, temperature, pH, and osmotic and hydrostatic pressures. With the use of this yeast, the sucrose is first hydrolyzed by extracellular and/or periplasmic invertase encoded by the SUC2 gene, producing glucose and fructose, which are transported from the fermentation medium into the cell, a process facilitated by hexose transporters (HXT). The hydrolysis of sucrose is faster than the transport of hexoses, leading to an accumulation of these sugars in the medium, which has negative effects on the yeast cells and the industrial process. These effects include a loss of sugar due to the use of monosaccharides by bacteria and wild yeast strains, present in the wort fed to the tank, and osmotic stress. With the propagation of bacteria it is necessary to use antibiotics and adjust the pH due to the production of organic acids in the medium. In order to avoid the extracellular hydrolysis of sucrose and change the mode of its uptake by the yeast cell, where the sucrose would be transported actively by the high-affinity permease AGT1, the modification of the SUC2 gene from of industrial yeast was performed to over-express intracellular invertase. The genetically modified industrial yeast was analyzed in this study and found to be able to carry out sucrose uptake (via sucrose-H+ co-transport mediated by AGT1 permease) directly to the cell interior, where it is hydrolyzed and then fermented. Two genetically modified strains with phenotypically distinct characteristics were tested and analyzed. Under the conditions tested, the results presented by the genetically modified yeasts showed that it is possible to efficiently ferment sucrose via its uptake into the interior of the cell, in addition to obtaining the advantage of the absence of glucose and fructose in the medium. Furthermore, it is expected that with the future industrial application of these yeast strains, other benefits will be verified such as a lower osmotic stress and degree of contamination. These gains lead to a lower demand for antibiotics and sulfuric acid, less flocculation and greater maintenance of cell viability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341898.pdf: 6666200 bytes, checksum: 80dad392d70f6382aa5fe7da0c5a02b6 (MD5) Previous issue date: 2015 / Clatratos moleculares são soluções sólidas encontradas naturalmente no meio ambiente e vêm sendo amplamente investigados por suas propriedades únicas de armazenamento espontâneo de moléculas livres contidas no meio, formando compostos sólidos estáveis a determinadas condições termodinâmicas. A proposta deste trabalho é analisar a natureza das interações hóspede-hospedeiro que ocorrem nos clatratos moleculares por meio de cálculos computacionais, utilizando-se da metodologia DFT e de esquemas de decomposição de energia de interação. Os resultados da decomposição de energia mostram que as interações gás-clatrato se dão através de interações de van der Waals e percebe-se ainda que o tamanho e o tipo de molécula armazenada no interior das cavidades influencia fortemente na estabilidade da estrutura.<br> / Abstract : Molecular clathrates are solid solutions found naturally in the environment and have been widely investigated for its unique properties spontaneous storage of free molecules contained in the middle, forming stable solid compounds to certain thermodynamic conditions. The purpose of this study is to analyse the nature of interactions hóspede-hospedeiro that occur in molecular clathrates by computer calculations, using the DFT methodology and interaction energy decomposition schemes. The results show that decomposition energy-gas clathrate interactions occur through van der Waals interactions and realize also that the size and type of molecule stored within the cavities strongly influences the stability of the structure.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1994. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:31:22Z : No. of bitstreams: 1 000180020.pdf: 1494829 bytes, checksum: b6bfd429cf090e3ee03be722e9d010d6 (MD5)

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