A crescente preocupação com o desenvolvimento sustentável, aliada com uma maior conscientização com relação à preservação do meio ambiente, tem incentivado pesquisas com a finalidade de encontrar substitutos ambientalmente amigáveis para os eficientes sistemas à base de cromo hexavalente (Cr6+), que são empregados como pré-tratamento em ligas de alumínio de alta resistência utilizadas na indústria aeronáutica. Neste trabalho, o desempenho do silano BTSE (Bis-1,2-(trietoxisilil) etano) como método de proteção contra a corrosão da liga de alumínio 2024-T3 foi investigado utilizando técnicas de caracterização eletroquímicas, microestruturais e químicas. Para melhorar as propriedades anticorrosivas do sistema, a camada de silano foi modificada pela introdução de aditivos, tendo sido estudados também sistemas em bi-camada. Efeitos das condições de cura (tempo e temperatura) do BTSE e da quantidade de modificantes sobre as propriedades dos substratos revestidos também foram avaliados. Para os estudos eletroquímicos, realizados em solução de NaCl 0,1 M, foram empregadas a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e curvas de polarização potenciodinâmica anódica e catódica. As técnicas de caracterização morfológica e microestrutural foram microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e medidas de ângulo de contato. A caracterização da composição e do estado químico da camada foi realizada usando as espectroscopias por energia dispersiva de Raios-X (EDS), de infravermelho (IR) e de fotoelétrons excitados (XPS). Os resultados dos ensaios de corrosão mostraram que a adição dos modificantes à camada de BTSE melhora o desempenho anticorrosivo do sistema, o qual também teve seu comportamento melhorado quando utilizado em forma de bi-camada. Verificou-se que um excesso de aditivos tende a deteriorar as propriedades protetoras do silano, e que o aumento do tempo e da temperatura de cura é benéfico para as propriedades anticorrosivas dos diferentes sistemas. Os resultados dos ensaios de caracterização química e microestrutural também detectaram que os modificantes contribuem para uma melhor cobertura do substrato pela camada de silano, assim como para uma maior reticulação da mesma, sem, no entanto, modificar sua estrutura química e física. / The increasing concern with sustainable development, allied with a stronger awareness with environmental preservation, has stimulated researches in order to find environmentally friendly substitutes to replace the efficient hexavalent chromium-based pre-treatment systems (Cr6+) used to protect high-strength aluminium alloys employed in the aircraft industry. In this work, the performance of BTSE (bis-1, 2-(triethoxysilyl) ethane) as a protection method against corrosion of aluminium alloy 2024-T3 was investigated using electrochemical, microstructural and chemical characterization techniques. In order to improve the system anticorrosion properties, modifiers were added to the silane layer, and bi-layers systems were also tested. The effects of the silane curing conditions (time and temperature) and of the modifiers amounts on the properties of the layers were also evaluated. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic and cathodic potentiodynamic polarization curves were employed for the electrochemical studies, which were performed in 0.1 M NaCl solution. For microstructural and morphological characterization, atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and contact angle measurements were used. The chemical state and the composition of the different layers were evaluated using X-ray photoelectrons (XPS), infrared (IR) and X-ray dispersive energy (EDS) spectroscopy. The results of the corrosion studies have shown that the addition of modifiers to the BTSE layer improves its anticorrosion performance, which was also improved in the bi-layers systems. It was also verified that addition of modifiers excess hinders the performance of the layers, as well as that increasing curing time and temperature are beneficial to the anticorrosion properties of the systems. The results of the different chemical and microstructural analyses showed that the modifiers contribute to better substrate coverage by the silane layer, as well as to a more complete reticulation. However, this does not imply in modifications of the chemical and physical structure of the layer.

A utilização de silanos como agentes promovedores de adesão demonstrou ser uma solução útil para a união entre materiais dissimilares, incrementando a adesão e aumentando inclusive a resistência a corrosão entre os mesmos . A utilização destes agentes como promovedores de adesão, sobre diferentes combinações de materiais, continua sendo estudada atualmente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de diferentes tipos de silanos como agentes promovedores de adesão. tanto funcionais como não funcionais, na união entre aço SAE 1060 e resina epóxi. Para isto, foram primeiramente obtidos filmes de silano sobre amostras de aço através de diferentes tratamentos. Estes filmes obtidos foram caracterizados por meio de diferentes técnicas. Foram realizados testes de aderência através do método especificado pela norma ASTM D3359 para avaliar a resistência de adesão dos diferentes filmes ao substrato. As amostras testadas foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Também, foram realizadas análises de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) sobre as mesmas amostras, permitindo obter outras características dos filmes de silano formados. Os tratamentos que apresentaram melhores resultados na caracterização em MEV/EDS foram escolhidas para a preparação dos corpos de prova de uniões com resina epóxi. Estas uniões foram utilizadas para realizar testes de adesão do tipo arrancamento de modo a avaliar o efeito dos tratamentos com silano na resistência de adesão da união entre o substrato de aço e a resina epóxi. Os resultados dos testes de arrancamento permitem afirmar que existe uma melhoria na resistência de adesão com um dos tratamentos com silano sobre o substrato de aço seguido de revestimento com resina epóxi. A utilização de tratamentos com silanos mostram-se promissoras para esta aplicação. / The use of silanes as adhesion enhancer agent proved to be a useful solution for the union of dissimilar materials, increasing the bond strength between them, also increase the corrosion resistance. The use of these agents as adhesion enhancer, with different materials combination, is still being studied today. The aim of this work was to evaluate the ability of different silanes as adhesion agent promoters in joints of SAE 1060 steel and epoxy resin; both functional and not functional silanes. At the beginning and for this purpose were different types of treatments used to obtain silane films on steel samples. Different techniques were used to characterize these films. To evaluate the bond strength adhesion test where performed according to the ASTM D3359 standard. Samples were analyzed with scanning electron microscope (SEM). Energy-dispersive spectroscopy (EDX) analyses were also performed on the same sample allowing to obtain others characteristics of the silane films formed. The treatments that have shown a better performance in the SEM/EDX analyses were selected to make steel and epoxy resins joint samples. These specimens were used to perform pull-out type adhesion test to evaluate the effect of the silanes treatments in the bond strength of steel and epoxy resin joints. The results of de pull-out test indicate that the use of silane improves the bond strength of steel and epoxy resin joints. The use of silane treatments has shown promising results for this application.

Dentre os métodos empregados para a proteção à corrosão de materiais metálicos os revestimentos orgânicos vêm sendo muito utilizados devido a sua facilidade de aplicação e custos razoáveis. A propriedade de barreira dos revestimentos orgânicos pode ser melhorada com a incorporação de cargas adequadas, tais como nanocargas que, mesmo em baixas concentrações, apresentam propriedades de barreira superiores às cargas convencionais. A montmorilonita (MMT) é a fase inorgânica mais utilizada na obtenção de nanocompósitos poliméricos. Para melhorar a compatibilidade e dispersão da argila na resina polimérica, muitos pesquisadores têm realizado o processo de funcionalização da argila utilizando silano. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver e caracterizar uma tinta em pó base poliéster contendo diferentes teores da argila montmorilonita sódica (MMT-Na+) modificada com o silano 3-aminopropiltrietoxisilano (γ-APS). A argila modificada com silano (S-MMT) ou a MMT-Na+ foi incorporada numa formulação padrão de tinta em pó base poliéster nas proporções de 2, 4 e 8% (m/m). A incorporação da argila na tinta ocorreu no estado fundido (extrusão). As argilas, a tinta em pó e o revestimento após a cura foram analisados empregando diferentes técnicas de caracterização, tais como difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica (MO). As tintas em pó foram aplicadas sobre painéis de aço carbono por pulverização eletrostática. O efeito da incorporação de diferentes teores da argila modificada e não modificada nas propriedades físicas e de proteção à corrosão das tintas foram avaliadas empregando ensaios de medida de brilho, aderência, flexibilidade, resistência ao impacto, potencial de circuito aberto (OCP), imersão, impedância eletroquímica (EIS) e exposição à névoa salina. Através do DRX foi confirmada a modificação e a intercalação de uma bicamada de moléculas de aminopropil no espaçamento interlamelar da argila. A S-MMT apresentou uma maior perda de massa do que a MMT-Na+ devido à presença de silano na sua estrutura. A MMT-Na+ se apresentou na forma de grandes aglomerados irregulares que se tornaram menores e mais finos após sua modificação com silano. Nas tintas contendo os diferentes teores de argila (MMT-Na+ ou S-MMT) não foi constatada a esfoliação da argila, sendo obtido um microcompósito. A partir da caracterização térmica da tinta em pó constatou-se que os revestimentos contendo a S-MMT apresentaram menor estabilidade térmica que os demais revestimentos devido à presença do modificador orgânico. A presença da argila MMT-Na+ ou S-MMT (com exceção de 4% (m/m) da S-MMT) reduziu a energia liberada no processo de reticulação. Para todos os revestimentos contendo argila foi constatado o aumento da dureza superficial do revestimento e a redução de brilho com o aumento do teor de argila, sendo este efeito mais pronunciado com a adição de 8% (m/m) de MMT-Na+. A aderência do revestimento ao substrato e a flexibilidade do revestimento não foram alteradas pela presença da argila, porém os revestimentos contendo a S-MMT apresentaram melhores resultados quanto à resistência ao impacto que os revestimentos contendo a argila MMT-Na+. Tanto nos ensaios eletroquímicos como no de exposição à névoa salina a modificação da argila com o silano resultou em revestimentos com melhor desempenho à corrosão que os revestimentos contendo a argila não modificada. Contudo, a propriedade de proteção à corrosão dos revestimentos contendo argila não foi superior ao revestimento isento de argila. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS / Among the methods used for corrosion protection of metal materials the organics coatings have been widely used due to their ease of application and reasonable costs. The barrier property of the organic coatings can be improved by incorporation of appropriate fillers such as nanofillers that even in low concentrations show superior barrier properties to conventional fillers. The montmorillonite (MMT) is the inorganic phase more used to prepare polymer nanocomposites. To improve the compatibility and dispersion of the clay in a polymer resin, many researchers have performed the functionalization process of the clay using silane. This study aims to develop and characterize a polyester based powder coating containing different amounts of sodium montmorillonite (MMT-Na+) modified with the silane 3-aminopropyltriethoxysilane (γ-APS). The clay modified with silane (S-MMT) or MMT-Na+ clay were incorporated into a standard commercial formulation of a polyester based powder coating on the ratios of 2, 4 and 8 wt%. The incorporation of clay into the paint was in the molten state (extrusion). The clays, the powder coating and coating after curing were analyzed using different characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy (MO). The powder coatings were applied on carbon steel panels by electrostatic method. The effect of incorporating different amounts of modified and unmodified clay on the physical properties and corrosion protection of the coatings obtained were evaluated using techniques such as gloss measurement, adhesion, flexibility, impact resistance, open circuit potential (OCP), immersion and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in sodium chloride solution and exposure to salt spray. XRD results confirmed the modification and intercalation of a bilayer of aminopropyl molecules in the interlayer spacing of the clay. By thermal analysis the S-MMT clay showed greater loss greater than the MMT-Na+ clay due to the presence of silane in their structure. The MMT-Na+ are presented in the form of large irregular agglomerates that have become smaller and thinner after its modification with silane. In the coatings obtained by incorporating different concentrations of MMT-Na+ or S-MMT it was not detected the exfoliation of clay, characterizing a microcomposite. Through of the thermal characterization of the powder paint it was found that the coatings containing S-MMT clay showed lower thermal stability than other coatings due to the presence of the organic modifier. The presence of MMT-Na+ or S-MMT clay (except 4 wt% of S-MMT clay) reduced the energy released in the process of crosslinking. The surface hardness of the coating was increased and the brightness was decreased with increasing clay content and this effect was most pronounced with the addition of 8 wt% of MMT-Na+. The adhesion of the coating to the substrate and the flexibility of the coating were not changed by the presence of clay, but the clay coatings containing S-MMT showed better results than coatings containing MMT-Na+ regarding the impact resistance. Both electrochemical and exposure to salt spray tests the silane modified clay resulted in coatings with better corrosion performance than those coatings containing the unmodified clay. However, the corrosion protection of the coatings containing montmorillonite was not superior to the coating free of clay.

Orientador: Celia Marina de Alvarenga Freire / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:27:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarciaCristinaGoncalvesdos_D.pdf: 5280662 bytes, checksum: 763649a5f0d49aa48853a896ab0335c2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Aço galvanizado e aço eletrodepositado com liga ZnFe são materiais comuns na indústria de construção civil e automotiva. Esses materiais à base de zinco necessitam, entretanto, serem protegidos de ambientes corrosivos através de um tratamento de superfície que geralmente contém cromo hexavalente ( Cr6+), tóxico para o meio ambiente e cancerígeno para o homem. O presente trabalho apresenta um estudo com filmes contendo diferentes silanos: viniltrietoxissilano (VS), bis-(1,2-[trietoxissilil] etano) (BTSE) ou bis-(3-[trietoxissilil]-propil? tetrassulfeto (BTESPTS) e nitratos de terras raras (Ce ou La), como revestimentos de conversão para a camada de liga ZnFe. Esses sistemas foram avaliados através das análises de Espectroscopia Fotoelétrica de Emissão de Raios-X (XPS), das Curvas de Polarização, da Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS). Os resultados de EIE e polarização indicaram que os sistemas estudados foram eficientes contra corrosão e que seu desempenho dependia do tipo de silano. Os sistemas ZnFe+Ce+BTSE+BTESPTS e ZnFe+La+BTSE+BTESPTS mostraram o melhor resultado contra corrosão. / Abstract: Galvanized and zinc electroplated steels are very useful materials in automotive and construction industries. These zinc based materials, however, need to be protected against corrosive environments through a surface treatment that generally has hexavalent chromium wich is toxic to the environment and may cause cancer to human being. This thesis shows a study about films containing different silanes: vinyltriethoxysilane (VS), bis-(1,2-[triethoxysilyl]ethane) (BTSE) or is-(3-[triethoxysilyl]-propyl]tetrasulfide (BTESPTS) and rare earth nitrates (Ce, La) as conversion coatings to the zinc-iron alloy electroplated steel. These systems were evaluated using X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Polarization Curves, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and EDS. The EIS and Polarization results have shown that the systems under study were efficient against corrosion and its performance depended upon the type of silane. The inciron+Ce+BTSE+ BTESPT and zinc-iron+La+BTSE+BTESPT systems have shown the best result against corrosion. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Para avaliar o efeito de diferentes tratamentos superficiais sobre a resistência ao cisalhamento da união entre uma liga metálica (Co-Cr-Mo - Remanium CD) e uma resina composta (Z-250) e analisar o tipo de fratura durante a separação dos espécimes, sessenta discos metálicos foram fundidos, regularizados e polidos, submetidos a quatro ciclos térmicos (vácuo, 960ºC, 8 minutos) e divididos aleatoriamente em seis grupos. Cada grupo recebeu um tipo de tratamento: Grupo ASB: Asperização com ponta diamantada (No 3118); Grupo ASI: Asperização e aplicação do silano (3M); Grupo AAP: Asperização e aplicação do Alloy Primer (Kuraray); Grupo JSB: Jateamento com óxido de alumínio (50µm, 75lib/pol2); Grupo JSI: Jateamento e aplicação do silano; Grupo JAP: Jateamento e aplicação do Alloy Primer. Todos os espécimes receberam aplicação do adesivo Single Bond e da resina Z-250 (3M), foram armazenados em água deionizada a 37ºC por 24 horas e separados em ensaio de cisalhamento. Os resultados e desvio-padrão de cada grupo, expressos em MPa foram: ASB: 12,708±2,962; ASI: 16,343±2,714 e AAP: 16,723±2,666; JSB: 25,958±5,650; JSI: 28,185±3,322; JAP: 28,670±3,246. Os maiores valores foram produzidos pelos grupos jateados (JSB, JSI e JAP); o silano e o Alloy primer aumentaram a retentividade entre a resina Z-250 e a liga de Co-Cr-Mo, independente da textura superficial e sem apresentar diferença entre os mesmos; todos os espécimes apresentaram falha adesiva na interface testada. / To evaluate the effect of different surface treatments on shear bond strength between a metallic alloy (Co-Cr-Mo - Remanium CD) and a composite resin (Z-250) and to evaluate the fracture mode after testing, sixty disks were casted, polished, submitted to four thermal cycles (960ºC/8min) and divided randomly in six groups. Each group received a different type of treatment: Group ASB: roughen with diamond bur (No 3118); Group ASI: roughen and application of a ceramic Primer; Group AAP: roughen and application of a metallic Primer; Group JSB: Sandblasting with 50 µm aluminum oxide (75lib/pol2); Group JSI: Sandblasting and application of a ceramic Primer; Group JAP: Sandblasting and application of a metallic Primer. All the specimens received the application of an adhesive (Single Bond) and a composite resin (Z-250 /3M). The groups were stored in distilled water at 37ºC during 24 hours and submitted to shear bond strength test. The results and the standard deviation of each group (expressed in MPa) were: JSB: 25,958±5,650; JSI: 28,185±3,322; JAP: 28,670±3,246; ASB: 12,708±2,962; ASI: 16,343±2,714 and AAP: 16,723±2,666. The highest values were obtained by the sandblasted groups (JSB, JSI e JAP). In spite of the surface, ceramic primer and alloy primer increased the retention between the composite resin Z-250 and the Co-Cr-Mo alloy without statistical differences on the results; all of the specimens showed adhesive failures.

nÃo hà / O reparo intraoral de restauraÃÃes cerÃmicas constitui-se de um mÃtodo clinicamente efetivo para a resoluÃÃo de fraturas de porcelana, e seu sucesso clÃnico depende da qualidade e durabilidade de uniÃo entre a resina composta e a superfÃcie da cerÃmica. O presente estudo teve como objetivo avaliar a resistÃncia de uniÃo entre a cerÃmica reforÃada com dissilicato de lÃtio à resina composta quando submetida ao jateamento com Ãxido de alumÃnio 50 &#956;m ou ao condicionamento com Ãcido fluorÃdrico a 9,5%, empregando-se dois protocolos de silanizaÃÃo: secagem à temperatura ambiente ou mediante o aquecimento. Um total de 20 blocos de cerÃmica medindo-se (7x7x5mm) foram aleatoriamente dividos em 4 grupos (n=5): G1- condicionamento da superfÃcie da porcelana com o Ãcido fluorÃdrico a 9,5% por 20 segundos com secagem do silano à temperatura ambiente; G2- tratamento realizado da mesma forma que G1 empregando-se a secagem do silano com um jato de ar aquecido a 45Â5&#730;C; G3- jateamento com partÃculas de Ãxido de alumÃnio de 50 &#956;m por 5 segundos e secagem do silano com um jato de ar aquecido e G4- tratamento realizado da mesma forma que G3 empregando-se a secagem à temperatura ambiente. ApÃs a realizaÃÃo dos tratamentos, aplicou-se adesivo (Single Bond 2) e cinco camadas de 1,5 mm de resina composta (Filtek Z250), obtendo-se um bloco de 10 mm de altura. Os blocos cerÃmica/resina foram armazenados em Ãgua destilada a 37 C por 24 h. Em seguida, foram feitos cortes seriados perpendiculares entre si para a obtenÃÃo de espÃcimes em forma de palito com Ãrea da secÃÃo transversal de 1mm2 que foram imediatamente testados atravÃs de ensaio de microtraÃÃo à velocidade de 1 mm/min. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Student-Newman Keuls (p <0,05). As mÃdias (desvio-padrÃo) foram em MPa: G1 - 32,14 (7,98); G2 â 35 (7,77) e G3 â 18,36 (6,17). O Grupo 4 nÃo pode ser avaliado pois houve o desprendimento da resina composta durante o procedimento de obtenÃÃo dos espÃcimes. G1 e G2 apresentaram maiores valores de resistÃncia à traÃÃo em relaÃÃo ao G3 (p<0.05). NÃo houve diferenÃa estatÃstica significante entre os Grupos 1 e 2 (p> 0.05). Concluiu-se que o aquecimento do silano teve importante papel no tratamento de superfÃcie da cerÃmica jateada com Ãxido de alumÃnio. / The intraoral repair of ceramic restorations consisted of a clinically effective method for solving fracture of porcelain, and its success depends on quality and durability of the bond between the ceramic and the resin. The purpose of this study was to evaluate the bond strength between lithium disilicate-based ceramic and composite resin when subjected to airborne-particule abrasion with 50 &#956;m aluminum oxide or hydrofluoric acid treatment using two silanization protocols: drying at room temperature or by heating. Twenty blocks (7Ã7Ã5mm) of lithium disilicate-based hot-pressed ceramic were fabricated and randomly divided into four groups (n = 5): G1- etched with 9.5% hydrofluoric acid for 20 seconds silanated surface were dried with room-temperature air; G2- treatment performed the same way as G1 employing the drying of the silane surface was 45 5&#730;C warm air; G3- airborne-particle abrasion with 50-&#956;m aluminum oxide for 5 seconds and silanated surface was dried 45 5&#730;C warm air; G4-treatment performed in the same way that G3 employing drying of silane at room temperature. After an adhesive (Single Bond 2) was applied and before adding 5 mm layers of a composite resin (Filtek Z250), obtaining a block of 10 mm in height. Each blocks ceramic / resin were stored in 37&#730;C distilled-water for 24 h and cut into ceramic-composite beams with 1mm2 of cross-sectional area for immediately tested by microtensile bond strenght test at a speed of 1 mm / min. Data were analyzed by ANOVA and Student-Newman Keuls (p <0.05). The mean (standard deviation) in MPa were: G1 - 32.14 (7.98), G2 - 35 (7.77) and G3 - 18.36 (6.17). Group 4 can not be assessed because there was a detachment of the resin during the procedure for obtaining specimens. G1 and G2 presented greater tensile strenght than G3 (p<0.05). There was no statistically significant difference between the mean values for groups G1 and G2 (p> 0.05). It was concluded that silane drying by a stream of warm air had an important role in the surface treatment of ceramic with air abrasion.

Com o desenvolvimento da nanociência e da nanotecnologia, as nanopartículas magnéticas vêm sendo cada vez mais gerado interesse devido as inúmeras possíveis aplicações na área de catálise, diagnóstico, pigmentos, sensores, etc. Atualmente, as nanopartículas com potencialidade de aplicação em biomedicina que pode se destacar os as ferritas magnéticas os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. Além dos ligantes funcionais, as nanopartículas magnéticas são geralmente recobertas com polímeros orgânicos ou inorgânicos, destacando-se a sílica, nessa última classe. O sistemas as nanopartículas magnéticas recobertas com sílica formando um sistema casca-caroço, possibilita que o núcleo magnético se mantenha protegido por uma camada polimérica que pode conter grupos funcionais ativos, formando hidridos orgânicos-inorgânicos que devido a sua propriedade hidrofóbica ou hidrofílica dependendo da natureza do ligante de modificação de superfície. Este trabalho foi desenvolvido com intuito de obter nanopartículas magnéticas de ferrita MFe2O4, com (M= Fe, Co, Ni e Cu) com controle de tamanho, forma, composição química e estrutural, dos quais foram sintetizados pelo método de decomposição térmica utilizando diferente precursores metálicos para adequação das melhores condições de síntese. As ferritas magnéticas foram recobrimento com sílica, modificando da superfície da partícula e possibilitando caráter hidrofílico ao sistema casca-caroço, apresentando uma melhor estabilidade coloidal em dispersão aquosa devido a presença de grupos silanois na superfície, bem como uma recobrimento uniforma com apenas um núcleo magnético sem formação de aglomerados. A funcionalização com o grupo o trietoxivinilsilano, através de reações de condensação via catálise básica ou ácida, formou uma rede polimérica Si-O-Si, sendo que a presença do grupo vinil (-CH=CH2) livre na a superfície do sistema casca-caroço foi evidenciado através da técnica de FTIR. Portanto foi possível a obtenção de um sistema hibrido orgânico-inorgânico com a superfície contendo grupo que podem ser reativos, abrindo a possibilidade da utilização deste material para futuros testes de aplicações como sensor multifuncional. / In recent decades the development of nanoscience and nanotechnology, magnetic nanoparticles have been increasingly generated interest due to the numerous possible applications in the field of catalysis, diagnosis, pigments, sensors, etc. Currently, the nanoparticles with potential of application in biomedicine that can stand out the magnetic ferrites which have superparamagnetic behavior at room temperature. In addition to the functional binders, magnetic nanoparticles are generally coated with organic or inorganic polymers, especially silica in the latter class. The magnetic nanoparticle systems covered with silica forming a shell-core system allow the magnetic core to remain protected by a polymeric layer that may contain active functional groups, forming organic-inorganic hydrides that due to its hydrophobic or hydrophilic property depending on the nature of the surface modifying binder. This work was developed to obtain magnetic nanoparticles of MFe2O4 ferrite, with (M = Fe, Co, Ni and Cu) control of size, shape, chemical and structural composition, of which were synthesized by the thermal decomposition method using different precursors to suit the best conditions of synthesis. The magnetic ferrites were coated with silica, modifying the surface of the particle and allowing a hydrophilic character to the shell-core system, presenting a better colloidal stability in aqueous dispersion due to the presence of silane groups on the surface, as well as a uniform coating with only one magnetic core without formation of agglomerates. The functionalization with the triethoxyvinylsilane group, through condensation reactions via basic or acid catalysis, formed a Si-O-Si polymer network, and the presence of the free vinyl group (-CH=CH2) on the shell surface was observed by FTIR technique. Therefore, it was possible to obtain an organic-inorganic hybrid system with the surface containing the reactive group, opening the possibility of using this material for tests of future applications as multifunctional sensor.

Orientador: Celia Marina de Alvarenga Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T09:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarciaCristinaGoncalvesdos_M.pdf: 7174846 bytes, checksum: 71b57284d8926f02702b824e265c956a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A excelente resistência do Zinco em diferentes ambientes corrosivos e sua habilidade em proteger o aço, fazem do aço galvanizado e eletrodepósitos, materiais comuns na indústria automotiva e de construção civil. Os substratos de aço galvanizado e eletrodepósitos de Zinco necessitam, no entanto, ser protegidos em ambientes altamente corrosivos por revestimentos orgânicos (pinturas).A má aderência do sistema Zinco/pintura faz com que a superfície do substrato de Zinco receba um pré-tratamento contendo Cromo relativamente barato e efetivo porém, tóxico ao homem e ao meio ambiente. Filmes poliméricos contendo silanos organofuncionais surgem como alternativa à substituição de pré-tratamento livre de Cromo hexavalente 'CR POT. +6¿, pois são moléculas que podem atuar como agente de acoplamento, promotores de adesão e como protetoras de superfície. A principal vantagem da sua utilização é a promoção da adesão entre materiais orgânicos (pinturas) e inorgânicos (metais). Os sistemas Galvanizado/Silano e Ligas eletrodepositadas/Silano, foram estudados nesta dissertação. Para tanto, técnicas como EIE (Espectroscopia de Impedância Eletroquímica), XPS (Espectrometria Fotoelétrica de Emissão de Raios-X), Ângulo de Contato e análises microscópicas foram utilizadas. A avaliação da resistência por barreira foi feita através da Espectroscopia de Impedância Eletroquímica em solução de 0,1 M de NaCI, comparando-se os desempenhos dos revestimentos. A cura induziu uma modificação importante nos diagramas de impedância, além de outras variáveis, como a concentração, o tempo de hidrólise, os tipos de silano e os substratos diferentes. Os resultados indicaram o Zn/Co revestido por VS e Zn/Fe revestido por 'gama¿-UPS como os sistemas mais promissores / Abstract: The Zinc' s excellent resistance, as used in differents corrosive environments, and its hability to protect steel, make galvanized steel (HDG) and Zinc electrodepositions very usual materiaIs in the automotive and construction industries. Galvanized steel and Zinc electrodepositions substrates need, however, to be protected from strongly corrosive environments by organic coatings (painting). Zinc/paint system weak adhesion results in a relatively cheap and effective zinc substrate pretreatment, however toxic to humam being, and also to the environment. Organofunctional silanes appear as an altemative to substitute this pretreatment, without making use of hexavalent chromium 'CR POT. +6¿), because they are bifuncional molecules that can act as adhesion promoters and surface protectors. The main benefit to employ them is to promote adhesion between organic (painting) and inorganic (metals) materiaIs. The GalvanizedlSilane and Electrodeposition Alloys/Silane systems had been studied in this essay. Techniques like EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy), XPS (X-Ray Emission Photoeletric Spectrometry), Contact Angle and microscopical analyses were used in this work. The barrier for resistance was evaluated through Electrochemical Impedance Spectroscopy in a 0,1M NaCI solution comparing coatings performances. Curing caused as importante modification in the impedance diagrams, as well as other variables like concentration, hydrolysis time, silane types and different substrates. The results indicate the Zn/Co alloy coated for VS and Zn/Fe alloy coated for 'gama¿-UPS as the systems most promising / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

The objective of this work was to evaluate the fundamentals of the currently available CO2 separation technologies and provide a solution for the efficient capture of carbon dioxide from various point source emitting industries. In order to realize a robust approach to advancing the solution to this global issue, the versatility of the process to the range of compounds contained within the stream(s) to be processed must be maintained. It is clear that adsorption, membrane, and aqueous amine based processes are all capable. However, only aqueous amine scrubbing appears economically viable at the current stage of development. In order to challenge this, and potentially drive the separation costs lower, this work centered on hybridizing aqueous amine chemistry and dry adsorption based separations to produce a novel nano-porous material capable of efficient removal of CO2 from flue gas (5% CO2 balance N2 with moisture). In order to combine aqueous amine scrubbing with dry adsorption, a few approaches were considered and evaluated. These included, amine impregnation within the vast pore volume of PE-MCM-41, surface grafting of various amino silane compounds, and finally, a novel approach of volume based amine functionalization (3D grafting). Application of pore-expanded MCM-41 (PE-MCM-41) mesoporous silica coated with 3-[2-(2-aminoethyl-amino)ethylamino]propyltrimethoxysilane (TRI) has been extensively examined for the adsorption of CO2 from N2. A systematic study of the amine loading as a function of the relative amounts of TRI and water used during the grafting procedure, and the temperature of the grafting reaction was carried out. Extremely high levels of active amine content were achieved using prehydrated silica surfaces at grafting temperatures below reflux in order to facilitate thermally controlled water-aided surface polymerization of the aminosilanes. Abstract iii The CO2 adsorption capacities and rates were determined for all materials as a function of the amount of TRI and water per gram of support added to the grafting mixture. The optimal TRI grafted PE-MCM-41 adsorbent exhibited a 2.65 mmol/g adsorption capacity at 25 °C and 1.0 atm for a dry 5% CO2 in N2 feed mixture, which exceeded all literature reported values, for both meso- and microporous materials under the conditions used in this study. Further, the apparent adsorption and desorption rates with the amine functionalized materials were exceedingly high. When considering the grafted amine quantity, the adsorption capacity and rate were found to be mutually dependent on each other, exhibiting an apparent optimal combination. In comparison to zeolite 13X, the optimally loaded TRI-PE-MCM-41 was far superior in terms of dynamic adsorption and desorption performance. These results were further enhanced when the adsorbents were challenged with a humid stream of 5% CO2/N2. The TRIPE-MCM-41 exhibited a 10% increase in CO2 adsorption capacity, whereas the 13X zeolite did not retain any significant CO2 adsorption capacity. The novel concept of an internally variably staged permeator was introduced. A theoretical model was developed and used as the basis for simulation studies. The advantage of the internal variably staged design was shown to permit a very high extent of separation similar to a two stage permeator for purity, while maintaining similar flux rates as per a single stage permeator. This IVSP concept has also taken existing membrane materials and mechanically translated their process performance to a higher level. As such, the unit should prove effective for front end process stream cleanup requirements prior to an adsorption process with the novel TRI-PE-MCM-41 nano-porous adsorbent.

Orientador: Mario Fernando de Goes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MurilloGomez_FabiandeJesus_M.pdf: 4403834 bytes, checksum: ae72b6fa87d5cdfc548aeb22600fca46 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a interação de diferentes soluções contendo silano, com cerâmica vítrea e cimentos resinosos por meio da resistência de união por microcisalhamento e avaliação morfológica da fratura. Este estudo foi separado em dois capítulos. No capítulo 1 foi verificada a influência de quatro soluções contendo silano (solução convencional, solução convencional seguida da aplicação de um sistema adesivo convencional, sistema adesivo universal contendo silano e um primer universal para materiais cerâmicos contendo silano) e a influência do uso ou não do condicionamento prévio da cerâmica com ácido fluorídrico na resistência de união entre uma cerâmica vítrea e um cimento resinoso convencional, após 24h. A análise morfológica da fratura foi avaliada com microscópio eletrônico de varredura. Todos os dados foram submetidos à análise de variância a dois fatores e teste de Tukey (?=0.05). Os resultados mostraram que o condicionamento prévio da cerâmica com ácido fluorídrico foi um fator determinante na obtenção de valores estatisticamente significativos na resistência de união entre ela e o cimento resinoso. A solução de silano convencional foi o único tratamento que proporcionou valores significativamente maiores de resistência de união sem a aplicação do condicionamento prévio na cerâmica vítrea. Todas as soluções proporcionaram resistência de união estatisticamente superior quando o ácido fluorídrico foi usado previamente em relação ao grupo de cerâmicas só jateadas com óxido de alumínio. Os valores foram diferentes estatisticamente entre as soluções, sendo a solução convencional de silano a mais efetiva. Padrão de fratura coesiva no cimento foi associado com valores maiores, enquanto que falha adesiva foi associada com menor resistência de união. No capítulo 2, o objetivo foi avaliar a interação das mesmas soluções contendo silano com cinco cimentos resinosos, três convencionais (Rely X Ultimate, Rely X ARC e Variolink II) e dois autoadesivos (Bifix e Rely X Unicem 2). A resistência de união por microcisalhamento e o tipo de fratura foram avaliados. Os valores foram submetidos à análise estatística a dois fatores e ao teste de Tukey (?=0.05). Os resultados mostraram que a resistência de união foi maior quando a cerâmica foi tratada com a solução convencional de silano para todos os cimentos. A maioria dos cimentos apresentou resistência de união sem diferença estatística quando usados junto com o sistema adesivo universal e o primer cerâmico, exceto para o Bifix e Rely X ARC. Nas fotografias em MEV observaram-se áreas de polimerização incompleta nos casos do Bifix e Rely X ARC. Os grupos com melhor resistência de união apresentaram maior prevalência de fratura coesiva no cimento, enquanto que os grupos com menores valores de resistência de união apresentaram maior prevalência de fraturas adesivas e maior variabilidade do tipo de falha no mesmo grupo. Como conclusão observou-se que as soluções que combinam silano com outros componentes podem melhorar a adesão entre a cerâmica vítrea e o cimento resinoso sempre que utilizadas em cerâmicas vítreas previamente condicionadas, mas o seu efeito positivo é menor do que o obtido pela solução convencional de silano. Além disso, a interação dessas soluções não convencionais com os cimentos resinosos é material dependente já que nem todos os cimentos avaliados foram afetados / Abstract: The aim of this study was to evaluate the interaction of different silane-containing solutions, with glass ceramic and resin cements by performing a µSBS and failure evaluation. This investigation was separated in two chapters. Chapter 1 verified the influence of four silane-containing solutions (conventional solution, conventional solution followed by a conventional adhesive system, silane-containing universal adhesive system and a silane-containing universal ceramic primer) and previous hydrofluoric acid etching on µSBS of glass ceramic and one conventional resin cement after 24 hours storage. Morphological failure analysis was assessed with a scanning electron microscope. All data was submitted to two-way ANOVA and Tukey test (p<0.05). Results showed that hydrofluoric acid etching was determining to increase µSBS. The only solution that increased significantly µSBS mean value without previous hydrofluoric acid etching was the sole-silane solution. All tested solutions increased µSBS when ceramic was previously etched but with statistical differences between them, being the most effective the sole-silane solution. Cohesive failure in resin cement was associated with higher µSBS values, while ceramic/cement adhesive failure was correlated to lower mean values. In chapter 2 the purpose was to evaluate the interaction of the same silane solutions with five resin cements, three conventional (Rely X Ultimate, Rely X ARC e Variolink II) and two self-adhesive (Bifix e Rely X Unicem 2). Also µSBS test and failure evaluation were performed and results analyzed by ANOVA two-way and Tukey test (p<0.05). Results showed that µSBS was higher when ceramic was treated with the sole-silane solution for all cements. Most of cements showed statistically similar mean values when treated with the universal adhesive and the universal ceramic primer with the exception of BiFix and RelyX ARC. SEM images revealed some incomplete polymerization areas for those cases. Likewise groups that performed better showed more prevalence of cohesive failure in resin cement while groups that presented lower mean values showed more prevalence of adhesive failure and more failure type variability. As conclusion, it was observed that solutions combining silane with other components could improve adhesion between glass ceramic and resin cement whenever employed on previously conditioned ceramics, but their positive effect is lower than the one produced by the sole-silane solution. Furthermore, interaction of those non-conventional silane-solutions with resin cements may be material dependent as not all cements tested were negatively affected / Mestrado / Materiais Dentarios / Mestre em Materiais Dentários