Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Antonio Aparecido Pupim Ferreira / Banca: Gustavo Troiano Feliciano / Banca: Maria Palmira Daflon Gremião / Banca: Sergio Paulo Campana Filho / Resumo: Derivados da quitosana (Mw 80-120) foram preparados pela introdução de polietilenoglicol monometil éter (mPEG, Mw 5000 Da) em quitosana previamente cationizada com o objetivo de melhorar a solubilidade e a densidade de cargas da quitosana em meio aquoso, de pH neutro e alcalino, nos quais a quitosana é insolúvel e seus grupos amina encontram-se desprotonados. A quitosana cationizada foi preparada pela reação da quitosana com o cloreto de glicidil trimetilamônio (CGTMA) em meio aquoso, em uma taxa molar de CGTMA para unidades D-glicosamina de 2;1. N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO). Com o objetivo de conjugar o à via ligação amida, os grupos hidroxila terminais do comercial foram oxidados utilizando N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) na presença de NaBr e NaClO. Copolímeros de enxerto de mPEG-COOH e QC, mPEG-g-QC, foram preparados através da formação de ligações amidas na presença de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)-carbodiimida (EDC) e N-hidroxisuccinimida (NHS), em diferentes taxas de massa de para (0,85:1, 1,65:1 e 2,5:1). A estrutura da quitosana, mPEG, QC e copolímeros mPEG-g-QC, assim como as modificações químicas realizadas na molécula de quitosana e QC de foram confirmadas por espectroscopia no infravermelho (FTIR) e de ressonância magnética nuclear (1H RMN). A partir dos espectros de 1H RMN também foi possível determinar o grau de desacetilação da quitosana (GD=87%), o grau de cationização da QC (GC=37%) e o grau de substituição (GS) de mPEG-COOH nos copolímeros mPEG-g-QC 0,85:1 (GS=2,8%), mPEG-g-QC 1,65:1 (GS=5,6%) e mPEG-g-QC (2,8%), 2,5:1 (GS=8,3%). O potencial zeta da QC e dos copolímeros mPEG-g-QC mantiveram-se altos e positivos, com valores entre +30 e +65 mV, em todo o intervalo de pH estudado (2,5-10), enquanto a quitosana apresentou um potencial zeta alto e positivo (+40 a +50 mV) até pH 6, a partir do qual teve uma acentuada queda alcançando 0 mV em pH 10... / Abstract: Derivatives of chitosan (Mw 80-120) were prepared by grafting polyethylene glycol monomethyl ether (mPEG, MW 5000 Da) in previously cationized chitosan to improve the solubility and charge density of chitosan in aqueous solution of neutral and alkaline pH, in which chitosan is insoluble and their amino groups are deprotonated. The cationized chitosan (CC) was prepared by reaction of chitosan with glycidyl trimethylammonium chloride (GTMAC) in aqueous medium using a molar ratio of GTMAC and D-glucosamine units of 1:2. To react mPEG with QC via amide bond, the hydroxyl groups of the commercial mPEG were oxidized using N-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMPO), NaBr and NaClO. The graft copolymers of mPEG-COOH and CC (mPEG-g-CC) were prepared by forming amide bonds using of 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N -hydroxysuccinimide (NHS), in different rates of mass of QC to mPEG (0,85: 1, 1,65: 1 and 2,5: 1). The structure of chitosan, mPEG-COOH, CC and copolymers mPEG-g-QC, as well as theirs chemical modifications were confirmed by infrared spectroscopy (FTIR) and nuclear magnetic resonance (1H NMR). From the 1H NMR spectra was also determined the degree of deacetylation of chitosan (DD= 87%), the degree of cationization of CC (DC= 37%) and the degree of substitution (DS) of mPEG-COOH on copolymers mPEG-g-CC 0,85:1 (DS= 2,8%), mPEG-g-CC 1,65:1 (DS= 5,6%), and mPEG-g-CC 2,5:1 (DS= 8,3%). The zeta potential of CC and copolymers mPEG-g-CC remained high and positive with value between +30 and +65 mV, through the pH range studied (2,5-10), while chitosan showed a high and positive zeta potential (+40 to +50 mV) until pH 6, from which decreased sharply and reached 0 mV at pH 10... / Doutor

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes / In order to increase the volume of oil extraction, solve and prevent problems in oil production, several chemical products are used. Corrosion inhibitors are the main chemical products used in the whole oil production chain, whose objective is to protect the system from deterioration caused by corrosion. The quaternary ammonium salts are the kind of inhibitor which is more frequently used by the oil industry due to its great efficiency. However, its solubility in water allows them to remain in the produced water representing a risk of environmental contamination, since they have low biodegrability and tendency to bioaccumulation. Once they are mixed to other chemical products and affected by the variations of the environment where they are applied, it becomes a challenge to production field laboratories to select a reliable and viable analysis method for on-line monitoring. This essay tends to focus on the use of the ultraviolet fluorescence in the quantification of an inhibitor of corrosion of the quaternary ammonium salt type in water. There has been obtained emission spectra of the commercial product in water besides the study of instrumental variables and interference of chemical substances in the produced water. The comparison with quaternary ammonium salt standards allow identifying an alkyl-aryl quaternary ammonium salt as the main fluorophore. Tests of stability have demonstrated that the addition of isopropyl alcohol reduces the fall of the fluorescent signal from 40 to 24% in three days time. This fall is caused by the adsorption of corrosion inhibitor in the surface of plastic containers. Good correlation curves of calibration have been obtained with commercial formularization and methyldodecylbenzyl trimethyl ammonium chloride. Synthetic samples of inhibitor have been determined with a relative error from 2,70 to 13,32%. One produced water sample from a production field has been used to evaluate the standard addition method. Satisfactory results have not been successfully achieved, principally, due to the interference of aromatics organic compounds found in the water sample

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes / In order to increase the volume of oil extraction, solve and prevent problems in oil production, several chemical products are used. Corrosion inhibitors are the main chemical products used in the whole oil production chain, whose objective is to protect the system from deterioration caused by corrosion. The quaternary ammonium salts are the kind of inhibitor which is more frequently used by the oil industry due to its great efficiency. However, its solubility in water allows them to remain in the produced water representing a risk of environmental contamination, since they have low biodegrability and tendency to bioaccumulation. Once they are mixed to other chemical products and affected by the variations of the environment where they are applied, it becomes a challenge to production field laboratories to select a reliable and viable analysis method for on-line monitoring. This essay tends to focus on the use of the ultraviolet fluorescence in the quantification of an inhibitor of corrosion of the quaternary ammonium salt type in water. There has been obtained emission spectra of the commercial product in water besides the study of instrumental variables and interference of chemical substances in the produced water. The comparison with quaternary ammonium salt standards allow identifying an alkyl-aryl quaternary ammonium salt as the main fluorophore. Tests of stability have demonstrated that the addition of isopropyl alcohol reduces the fall of the fluorescent signal from 40 to 24% in three days time. This fall is caused by the adsorption of corrosion inhibitor in the surface of plastic containers. Good correlation curves of calibration have been obtained with commercial formularization and methyldodecylbenzyl trimethyl ammonium chloride. Synthetic samples of inhibitor have been determined with a relative error from 2,70 to 13,32%. One produced water sample from a production field has been used to evaluate the standard addition method. Satisfactory results have not been successfully achieved, principally, due to the interference of aromatics organic compounds found in the water sample