Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1959.pdf: 1033941 bytes, checksum: 78e3218226ae4e1376a101c0d5d8d71f (MD5) Previous issue date: 2008-04-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / The main anionic surfactants world widely used are the sodium dodecyl benzene sulfonate (LAS) and sodium dodecyl sulfate (DSS), which are mainly used in the manufacturing of domestic and personal hygiene products. As a consequence of the great and increasing consumption of LAS and DSS there is an increasing wareness regarding the adverse effects of these compounds to the organisms and environment. The present study aimed to evaluate the acute and chronic toxicity of the compounds LAS and DSS to the cladocerans Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia and Ceriodaphnia silvestrii. It was also evaluated the toxicity of the water and sediments of four reservoirs and one stream of São Paulo State Analyses of LAS concentrations in the water of these reservoirs were also performed by Liquid chromatography. Acute toxicity tests indicated a value of CE(I)50;48h for LAS of 14.17 mg L-1 to D. similis, 11.84 mg L-1 to C. dubia and 13.51 mg L-1 to C. silvestrii. Significant changes in the viability of the cladoceran offsprings were observed for C. dubia and C. silvestrii exposed to the LAS, with values of CENO equal to 1.0 mg L-1 to C. dubia and 2.5 mg L-1 to C. silvestrii. It was concluded that the maximum permissible concentration of 0.5 mg L-1 surfactants as established by the resolution CONAMA nº. 357/2005 (Brazilian Ministry of Environment) in order to protect aquatic communities is adequate, considering the sensitivity of the native species C. silvestrii. The results of the acute toxicity tests with DSS indicated a CE(I)50;48h value of 12.82; 4.37 and 5.42 mg L-1, for D. similis, C. dubia and C. silvestrii, respectively. A CENO value of 2.0 mg L-1 was obtained in the chronic toxicity tests for C. silvestrii. The surfactant LAS was detected in all the water samples collected in the Lobo (Broa), Lagoa Dourada and Fazzari reservoirs, but at concentrations lower than 5 mg L-1 (the method limit of detection). The toxicity tests with environmental samples revealed that there is no toxicity in the water of the Lobo and Lagoa Dourada sampled, however the water of Monjolinho Reservoir was toxic to D. similis and Fazzari stream was toxic to D. similis and C. dubia. Only the sediment of Monjolinho Reservoir was not toxic to cladocerans. / Os principais surfactantes aniônicos disponíveis no mercado mundial são o dodecil benzeno sulfonato de sódio (LAS) e o dodecil sulfato de sódio (DSS), utilizados principalmente em produtos de limpeza doméstica e de higiene pessoal. Devido ao grande consumo mundial de LAS e de DSS há uma crescente preocupação sobre os efeitos adversos destes compostos no ambiente e aos organismos. Este trabalho teve por objetivo avaliar a toxicidade aguda e crônica do LAS e do DSS aos organismos-teste Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia e Ceriodaphnia silvestrii. Foi também avaliada a toxicidade da água e dos sedimentos em quatro reservatórios e um riacho do estado de São Paulo por meio de testes de toxicidade aguda e da análise quantitativa do surfactante LAS. Os testes de toxicidade aguda indicaram uma CE(I)50;48h do LAS de 14,17 mg L-1 para D. similis, 11,84 mg L-1 para C. dubia e 13,51 mg L-1 para C. silvestrii. Nos testes crônicos realizados foi observada significativa alteração viabilidade da progênie de C. dubia e C. silvestrii exposta ao LAS, com valores de CENO igual a 1,0 mg L-1 para C. dubia e 2,5 mg L-1 para C. silvestrii. Pode-se concluir que o valor máximo permissível de surfactantes de 0,5 mg L-1, estabelecido pela Resolução CONAMA nº. 357/2005 em águas destinadas à proteção das comunidades aquáticas, é adequado para a espécie nativa C. silvestrii. Nos testes de toxicidade aguda de DSS foram obtidos valores de CE(I)50;48h de 12,82; 4,37 e 5,42 mg L-1, para D. similis, C. dubia e C. silvestrii, respectivamente. No ensaio de toxicidade crônica obteve-se valor de CENO igual a 2,0 mg L-1 para C. silvestrii. O surfactante LAS foi detectado nas amostras de água dos Reservatórios do Lobo (Broa), Lagoa Dourada e Represa do Monjolinho em concentração inferior a 5 mg L-1. Os testes revelaram que não há toxicidade aguda aos cladóceros da água da Lagoa Dourada e do Reservatório do Lobo, havendo, contudo, toxicidade da água da Represa do Monjolinho para D. similis e da água do Córrego do Fazzari para os cladóceros D. similis e C. dubia. Somente a amostra de sedimento da Represa do Monjolinho não causou toxicidade aos cladóceros.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ErikaaAS.pdf: 744693 bytes, checksum: 969bbaf028a15425563a34bdced20b1e (MD5) Previous issue date: 2005-07-21 / The formation of paraffin deposits is common in the petroleum industry during production, transport and treatment stages. It happens due to modifications in the thermodynamic variables that alter the solubility of alkanes fractions present in petroleum. The deposition of paraffin can provoke significant and growing petroleum losses, arriving to block the flow, hindering to the production. This process is associated with the phases equilibrium L-S and the stages and nucleation, growth and agglomeration the crystals. That process is function of petroleum intrinsic characteristics and temperature and pressure variations, during production. Several preventive and corrective methods are used to control the paraffin crystallization, such as: use of chemical inhibitors, hot solvents injection, use of termochemistry reactions, and mechanical removal. But for offshore exploration this expensive problem needs more investigation. Many studies have been carried through Wax Appearance Temperature (WAT) of paraffin; therefore the formed crystals are responsible for the modification of the reologics properties of the oil, causing a lot off operational problems. From the determination of the WAT of a system it is possible to affirm if oil presents or not trend to the formation of organic deposits, making possible to foresee and to prevent problems of wax crystallization. The solvent n-paraffin has been widely used as fluid of perforation, raising the production costs when it is used in the removal paraffin deposits, needing an operational substitute. This study aims to determine the WAT of paraffin and the interference off additives in its reduction, being developed system paraffin/solvent/surfactant that propitiates the wax solubilization. Crystallization temperatures in varied paraffin concentrations and different solvents were established in the first stage of the experiments. In the second stage, using the methodology of variation of the photoelectric signal had been determined the temperature of crystallization of the systems and evaluated the interferences of additives to reduction of the WAT. The experimental results are expressed in function of the variations of the photoelectric signals during controlled cooling, innovating and validating this new methodology to determine WAT, relatively simple with relation the other applied that involve specific equipments and of high cost. Through the curves you differentiate of the results had been also identified to the critical stages of growth and agglomeration of the crystals that represent to the saturation of the system, indicating difficulties of flow due to the increase of the density / A forma??o de dep?sito paraf?nico ? comum na ind?stria do petr?leo durante as etapas de produ??o, movimenta??o e tratamento e ocorre em decorr?ncia de modifica??es nas vari?veis termodin?micas que alteram a solubilidade das fra??es de alcanos presentes no petr?leo. A cristaliza??o de parafinas pode provocar significativas e crescentes perdas de petr?leo, chegando a bloquear o fluxo, impedindo ? produ??o. Esse processo est? associado ao equil?brio de fases L-S e as etapas de nuclea??o, crescimento e aglomera??o dos cristais. Existem v?rios m?todos preventivos e corretivos para controlar a cristaliza??o de parafinas, dentre os quais se destacam: o uso de inibidores qu?micos, a inje??o de solventes aquecidos, o emprego de rea??es termoqu?micas e a remo??o mec?nica, por?m quanto ? explora??o offshore pouco se conhece, tornando-se indispens?vel investigar este custoso problema. Muitos estudos t?m sido realizados quanto ? temperatura de in?cio do aparecimento dos cristais (TIAC) da parafina, pois os cristais formados s?o respons?veis pela modifica??o das propriedades reol?gicas do petr?leo, causando diversos problemas operacionais. A partir da determina??o da TIAC de um sistema ? poss?vel afirmar se um petr?leo apresenta ou n?o tend?ncia ? forma??o de dep?sitos org?nicos, possibilitando prever e evitar problemas de cristaliza??o paraf?nica. O solvente n-parafina tem sido amplamente utilizado como fluido de perfura??o, elevando os custos de produ??o quando ? empregado na remo??o de dep?sitos paraf?nicos, necessitando de um substituto operacional. Este estudo visa determinar a TIAC da parafina e ? interfer?ncia de aditivos na sua redu??o, desenvolvendo um sistema parafina/solvente/tensoativo que propicie a solubiliza??o paraf?nica. Na primeira etapa dos experimentos, foram determinadas as temperaturas de cristaliza??o em concentra??es de parafina variadas e diferentes solventes. Na segunda etapa, utilizando a metodologia de varia??o do sinal fotoel?trico foi determinada a temperatura de cristaliza??o dos sistemas e avaliadas as interfer?ncias dos aditivos quanto ? redu??o da TIAC. Os resultados s?o expressos em fun??o das varia??es do sinal fotoel?trico, durante resfriamento controlado, inovando e validando esta metodologia de determina??o da TIAC, relativamente simples com rela??o ?s outras aplicadas que envolvem equipamentos espec?ficos e de alto custo. Atrav?s das curvas diferencias dos resultados tamb?m foram identificadas ?s etapas cr?ticas de crescimento e aglomera??o dos cristais que representam ? satura??o do sistema, indicando dificuldades de fluxo devido ao aumento da densidade

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre_sem_Cap234567.pdf: 796852 bytes, checksum: ae985c95250c45acc8aaa9d33c06b2bb (MD5) Previous issue date: 2009-09-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / With the increasing industrialization of the planet caused by globalization, it has become increasingly common to search for highly resistant and durable materials for many diverse branches of activities. Thus, production and demand for materials that meet these requirements have constantly increased with time. In view of this, stainless steel is presented as one of the materials which are suitable applications, due to many features that are interesting for several segments of the industry. Concerns of oil companies over heavy oil reservoirs have grown steadily for the last decades. Rheological properties of these oils impair their transport in conventional flow systems. This problem has created the need to develop technologies to improve flow and transport, reducing operation costs so as to enable oil production in the reservoir. Therefore, surfactant-based chemical systems are proposed to optimize transport conditions, effected by reduction of interfacial tensions, thereby enhancing the flow of oil in ducts and reducing load losses by friction. In order to examine such interactions, a study on the wettability of metallic surfaces has been undertaken, represented by measuring of contact angle of surfactant solutions onto flat plates of 304 stainless steel. Aqueous solutions of KCl, surfactants and mixtures of surfactants, with linear and aromatic hydrocarbon chain and ethoxylation degrees ranging between 20 to 100, have been tested. The wettability was assessed by means of a DSA 100 kr?ss goniometer. The influence of roughness on the wettability was also investigated by machining and polished the stainless steel plates with sandpapers of references ranging between 100 of 1200. The results showed that sanding and polishing plates result in decrease of wettability. As for the solutions, they have provided better wettability of the stainless steel than the KCl solutions tested. It was also been concluded that surfactant mixtures is an option to be considered, since they promote interactions that generate satisfactory contact angles for a good wettability on the stainless steel plate. Another conclusion refers to the influence of the ethoxylation degree of the nonionic surfactant molecules on wettability. It has been observed that contact angles decrease with decreasing ethoxylation degrees. This leads us to conclude that molecules with higher ethoxylation degree, being more hydrophobic, decrease the interaction of water with the ducts, thereby reducing friction and improving the flow / Com o crescente aumento da industrializa??o, provocado pela globaliza??o do planeta, tornou-se cada vez mais comum a busca por materiais de alta resist?ncia e durabilidade para os mais diversificados ramos de atividades. Assim, a produ??o e procura por materiais que atendam estas exig?ncias tornou-se cada vez maior com o passar dos anos. Logo, um dos materiais que v?m preenchendo bem os requisitos necess?rios para esta aplica??o ? o a?o inoxid?vel, devido ?s suas diversas caracter?sticas aplic?veis aos diferentes ramos da ind?stria. O interesse das companhias de petr?leo por reservas de ?leos pesados vem apresentando aumento constante durante as ?ltimas d?cadas. As propriedades reol?gicas destes ?leos impedem o seu transporte em sistemas convencionais de fluxo. A partir deste problema surge a necessidade do desenvolvimento de tecnologias que permitam melhorar o escoamento e transporte, reduzindo os custos de opera??o, para, assim, viabilizar a produ??o de ?leo no reservat?rio. Diante disto, surge o transporte atrav?s de sistemas contendo tensoativos, que reduzem as tens?es interfaciais, facilitando o escoamento do ?leo atrav?s do duto, reduzindo as perdas de carga por atrito. Para verificar estas intera??es estudou-se a molhabilidade das superf?cies, que ? representada pela medida do ?ngulo de contato de solu??es de tensoativo com placas planas de a?o inoxid?vel 304. Foram utilizadas solu??es de KCl, tensoativos e misturas de tensoativos com cadeia carb?nica linear e arom?tica de grupos etoxilados variando de 3 a 100. Para determina??o da molhabilidade foi utilizado o goni?metro DSA 100, Kr?ss. A fim de observar a influ?ncia da rugosidade na molhabilidade, a placa de a?o inoxid?vel foi usinada e polida com diferentes lixas de refer?ncia de 100 at? 1200. Os resultados obtidos mostraram que lixar e polir a placa resulta em diminui??o da molhabilidade. Quanto ?s solu??es de tensoativos, estas apresentaram melhor molhabilidade em a?o inoxid?vel do que as solu??es de KCl testadas. Tamb?m foi observado que a mistura de tensoativos ? uma op??o consider?vel, uma vez que apresentou ?ngulos de contato satisfat?rios para uma boa molhabilidade na placa de a?o inoxid?vel. Outro fato observado ? que a etoxila??o tamb?m interfere na molhabilidade, reduzindo o ?ngulo de contato com a redu??o da etoxila??o. Isto nos leva a concluir que tensoativos com maior etoxila??o, sendo mais hidrof?bicas, diminuem a intera??o da ?gua com o duto e, consequentemente, o atrito com o mesmo, melhorando assim o escoamento

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoKGS.pdf: 2171353 bytes, checksum: e45c25ca9137eeb633f0f529e7d80d83 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / In heavy oil fields there is a great difficulty of the oil to flow from the reservoir to the well, making its production more difficult and with high cost. Most of the original volumes of oil found in the world are considered unrecoverable by the use of the current methods. The injection of micellar solutions has a direct action in the oil interfacial properties, resulting in an enhanced oil recovery. The objective of this research was the study and selection of micellar solutions with ability to decrease the interfacial interactions between fluids and reservoir formation, increasing oil production. The selected micellar solutions were obtained using commercial surfactants and surfactants synthesized in laboratory, based on the intrinsic properties of these molecules, to use in the enhanced oil recovery. Petroleum Reservoirs were simulated using sandstone plugs from Botucatu formation. Experiments with conventional and enhanced oil recovery techniques were accomplished. The obtained results showed that all micellar solutions were able to enhance oil recovery, and the micellar solution prepared with a SB anionic surfactant, at 2% KCl solution, showed the best recovery factor. It was also accomplished an economic analysis with the SB surfactant solution. With the injection of 20% porous volume of micellar solution, followed by brine injection, the increment in petroleum recovery can reach 81% recovery factor in the 3rd porous volume injected. The increment in the total cost by the addition of surfactant to the injection water represents R$ 7.50/ton of injected fluid / Em campos de ?leos pesados h? uma grande dificuldade de escoamento do ?leo do reservat?rio at? o po?o, tornando sua produ??o mais dif?cil e de alto custo. A maior parte dos volumes originais de ?leo encontrados no mundo ? considerada irrecuper?vel pelos m?todos convencionais. A inje??o de solu??es micelares propicia uma atua??o direta nas propriedades interfaciais do ?leo, provocando um aumento da recupera??o. O objetivo desse trabalho foi estudar e selecionar solu??es micelares capazes de diminuir as intera??es interfaciais entre os fluidos e a forma??o, visando o aumento da produ??o. A sele??o das solu??es micelares foi feita a partir de tensoativos comerciais e sintetizados em laborat?rio, baseado em propriedades intr?nsecas dessas mol?culas, para se realizar uma recupera??o avan?ada de petr?leo. Reservat?rios de petr?leo foram simulados a partir de plugs de arenito da forma??o Botucatu Bacia do Paran?. Foram realizados, dentre outros, ensaios de recupera??o convencional e avan?ada de petr?leo com as solu??es micelares. Os principais resultados mostram que todas as solu??es micelares foram capazes de recuperar o ?leo, e que a solu??o micelar preparada com tensoativo ani?nico SB, em solu??o 2% KCl, apresentou maior fator de recupera??o dentre as demais. Foi realizada, tamb?m, uma an?lise econ?mica, com a solu??o de tensoativo SB. Injetando-se 20% do volume poroso de solu??o micelar, seguida de inje??o de salmoura, o acr?scimo de recupera??o de petr?leo pode chegar a uma fra??o de recupera??o de 81% ao longo do 3? volume poroso injetado. O acr?scimo do custo do tensoativo ? ?gua de inje??o representa um valor de R$ 7,50/tonelada de fluido injetado

Nanocápsulas poliméricas (NC) foram descritas como uma nova geração de veículos para bloqueadores solares. Um estudo anterior demonstrou que a presença de monoestearato de sorbitano (MS) e polissorbato 80 (P80), ao invés de fosfatidilcolina em suspensões de nanocápsulas, conferiu uma maior fotoestabilidade à quercetina (QUE) e ao metoxicinamato de octila (OMC) co-encapsulados em função do espalhamento de luz de nanocápsulas, que agem como filtro solar físico. Neste trabalho, foram investigadas as bases físico-químicas dessas descobertas. Para alcançar o objetivo, o número de partículas por volume (N) foi determinado por turbidimetria e propriedades de espalhamento de luz das NC. Análise térmica e microscopia óptica também foram realizadas. Formulações de NC contendo QUE e OMC foram preparadas pelo método de deposição interfacial da poli-e-caprolactona, utilizando dois diferentes sistemas de tensoativos: Epikuron 170® (fosfatidilcolina) ou MS e P80. As NC apresentaram adequados diâmetros, índices de polidispersão, potencial zeta e pH. Formulações preparadas com QUE não apresentaram diferença significativa (P>0,05) para o N (partículas.cm-3), curiosamente o valor de N para×as partículas preparadas com MS e P80 foi menor do que as partículas preparadas com fosfatidilcolina (P<0,05), demonstrando que o espalhamento de luz não foi consequência de um N maior. Através de espalhamento de luz estático (Razão de Rayleigh) e espalhamento múltiplo de luz (TurbiscanLab®) foi verificado que a fotoestabilidade da QUE e do OMC foi relacionada a um maior espalhamento de luz das suspensões devido à natureza de seus componentes. A análise térmica demonstrou que os tensoativos e a QUE não interagem com a porção cristalina do PCL e que o MS e o P80 propiciaram melhor estabilidade química, do que as NC que continham Epikuron 170®. Análise microscópica mostrou nanocristais de QUE nas formulações explicando a influência das QUE nas análises espectroscópicas. Concluindo, NC preparadas com MS e P80 são mais eficazes em espalhar à luz do que aquelas preparadas com fosfatidilcolina. / Polymeric nanocapsules (NC) have been described as a new generation of carriers for UV blockers. A previous study demonstrated that the presence of the stabilizers sorbitan monostearate (SM) and polysorbate 80 (P80) instead of phophatidylcholine in nanocapsule suspensions caused a better photostability of co-encapsulated quercetin (QUE) and octyl methoxycinnamate (OMC) because of the light scattering of nanocapsules, which, act as physical sunscreen. In this work, was investigated the physicochemical basis of those findings. To reach the objective, the number of particles per volume (N) was determined by turbidimetry and the light scattering properties of the NC. Thermal analyses and optical microscopy were also performed. NC formulations containing OMC and QUE were prepared by interfacial deposition of poly(e-caprolactone) using two different surfactant systems: Epikuron 170® (phosphatidylcholine) or SM and P80. The NC presented adequate mean diameters polydispersity indexes, zeta potential and pH. Formulations prepared with QUE showed similar (p>0.05) N values (particles×cm-3), interestingly the N value for particles prepared with SM and P80 was smaller than particles the prepared with phosphatidylcholine (p<0.05), demonstrating that the light scattering was not a consequence of a higher N in the suspension. Through static light scattering (Rayleigh Ratio) and multiple light scattering (TurbiscanLab®) was found that the photostability of QUE and OMC was related to a higher light scattering of suspensions due to the nature of its components. Thermal analysis demonstrated that the surfactants and QUE did not interact with the crystalline portion of PCL and that SM and P80 provided better chemical stability for the NC containing QUE than Epikuron 170®. Microscopy analysis showed QUE nanocrystals in the formulations explaining the influence of QUE in the spectroscopic analyses. In conclusion, NC prepared with SM and P80 are more effective in scatter the light than those prepared with phosphatidylcholine.

Nous avons étudié la stabilisation de microbulles d’air par les tensioactifs semi-fluorés CF3(CF2)n-1(CH2)mOP(O)(OH)2 (FnHmPhos, où n = 8, 10, m = 2) et des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer et de ferrite de cobalt. Ces nouveaux objets combinant propriétés acoustiques et magnétiques pourraient servir d’agent de contraste à la fois en échographie et en imagerie IRM. Nous avons étudié des propriétés physico-chimiques des tensioactifs en solution et à l’interface aireau. Nous avons montré par tensiométrie dynamique et par des études de films de Langmuir que les tensioactifs F8H2Phos et F10H2Phos forment des monocouches dont le module élastique est très élevé, ce qui favorise la stabilisation de bulles de petite taille ainsi que de bulles non-sphériques. Nous avons proposé une approche de dégonflement/gonflement contrôlé en faisant varier la pression dans la bulle par la température et nous avons étudié le froissement de la paroi des bulles pendant le dégonflement. Des microbulles portant des nanoparticules ont été obtenues dans une suspension des nanoparticules d’oxyde de fer ou de ferrite de cobalt en présence de F8H2Phos ou F10H2Phos, en déstabilisant la suspension par NaCl, ce qui permet de diminuer la barrière électrostatique entre les nanoparticules et la surface des bulles et de favoriser l’adsorption. Les microbulles obtenues sont stables pendant plus d’une semaine grâce à la paroi rigide des nanoparticules. / The stabilization of air microbubbles by semi-fluorinated surfactants CF3(CF2)n-1(CH2)mOP(O)(OH)2 (FnHmPhos, where n = 8, 10, m = 2) and iron oxide nanoparticles was studied in order to design novel microbubbles that possess both acoustical and magnetic properties. Such microbubbles have potential applications as dual constrast agents by enhancing the signals from both ultrasonography and MRI imaging. We have studied physic-chemical properties of the surfactants in solution and at water-air interface. We have demonstrated by dynamic tensiometry and studies of Langmuir monolayers that F8H2Phos and F10H2Phos form highly elastic interfacial films that are favorable for long-term stabilization of small bubbles and bubbles of non-spherical shape. We designed an approach of temperature-controlled pumping/shrinking of the microbubbles and demonstrated the correlation of the collapse structures of the bubble shell with microbubble stability. The stabilization of microbubbles by iron oxide or cobalt ferrite nanoparticles was achieved by destabilizing the nanoparticle suspension in the presence of F8H2Phos or F10H2Phos. Under these conditions the nanoparticles were adsorbed onto the surface of the microbubbles forming a rigid shell which enhanced their stability and lengthened their lifetime to greater than one week.

Este trabalho trata da proposta para a produção carbonato de glicerila como continuação de trabalho de Mestrado. Propõe-se estabelecer uma sequência para a obtenção e a purificação do produto, que envolve remoção e o aproveitamento de amônia e a remoção de eletrólitos, bem como a utilização de novos catalisadores. De maneira geral, análises espectrofotométricas demonstraram que o produto purificado apresentou características semelhantes às da especificação constante de produto já existente no mercado cedido para comparação (JEFFSOL®, Huntsman). Além disso, foi calculado o custo de produção tanto em escala laboratorial como em escala industrial. Análises de Ressonância Magnética Nuclear e Cromatografia a Gás, aliadas à Espectrofotometria no Infravermelho permitiram avaliar tanto a evolução das reações, bem como os rendimentos reacionais. Foi demonstrada a aplicabilidade das técnicas de RMN 1H e 13C para o cálculo dos rendimentos reacionais, bem como para a elucidação dos mecanismos reacionais. A partir de análises em escala laboratorial, foi possível verificar que, para as condições reacionais estudadas foram obtidas baixas conversões da glicerina e baixas seletividades para o carbonato de glicerila. E ainda, o sulfato de zinco apresentou o melhor desempenho. É importante salientar que, mesmo para baixas conversões, sua produção ainda é economicamente viável devido ao seu elevado valor de mercado. O estudo da produção em escala industrial contemplou a síntese de fluxograma de processo e posterior simulação, incluindo o dimensionamento dos principais equipamentos de processo para fins de análise econômica, via calculo de custos de capital (CAPEX) e operacionais (OPEX). Os resultados indicaram viabilidade econômica do projeto, sendo demonstrado que a implantação de uma nova unidade de produção de carbonato de glicerila pode ser bastante rentável mesmo para baixos rendimentos. O produto obtido possui diversas e interessantes aplicações cosméticas e farmacêuticas, principalmente por ser um tensoativo não iônico, de baixa toxicidade, biodegradável e produzido a partir de fontes renováveis. Assim, o carbonato de glicerila produzido é uma interessante forma de aproveitamento da glicerina proveniente da fabricação de biodiesel. / This work deals with the proposal for the production of glyceryl carbonate as a continuation of the Master\'s work. In this paper it is proposed to establish a sequence for obtaining and purifying the product, which involves removal and the use of ammonia and removal of electrolytes as well as the use of new catalysts. In general, spectrophotometric analysis showed that the purified product showed similar characteristics to the specification of the existing product on the market given for comparison (JEFFSOL®, Huntsman). Furthermore, it was calculated the cost of production in both small and large scales. Nuclear Magnetic Resonance and Gas Chromatography, combined to Infrared Spsctroscopy analysis allowed to evaluate the reaction pathways and calculate the yields. It was demonstrated the suaitability of NMR 1H and 13C techniques to calculate reaction yields as well as for the elucidation of the reaction mechanism. From analysis in laboratory scale, it was found that for the reaction conditions studied there were obtained low glycerin conversions and low selectivities for glyceryl carbonate. And yet, zinc sulfate had the best performance. Importantly, even for low conversions, production is still economically viable due to its high market price. Through computer simulation and mass and energy balances, followed by analysis of economic feasibility it has been demonstrated that the implementation of a new glyceryl carbonate plant can be quite profitable. The obtained product has various and interesting cosmetic and pharmaceutical applications, mainly because it is a nonionic surfactant, low toxicity, biodegradable and produced from renewable sources. Thus, the produced glyceryl carbonate is an interesting way to use the glycerin from the biodiesel manufacturing.

Esta Tese aborda duas importantes vertentes de pesquisa em polímeros conjungados (PC), bastante relevantes na Eletrônica Orgânica (EO) e na área de Biossensores. Com respeito à EO, estudam-se as interfaces PC - metal (M) por meio da espectroscopia vibracional de Geração de Soma de Frequências, cuja sigla mais comum é SFG - derivada do seu nome inglês Sum Frequency Generation. Este problema é de grande importância porque na interface acontecem fenômenos essenciais para o funcionamento de dispositivos, como por exemplo a injeção e coleta de cargas. Deve-se ressaltar que poucos trabalhos na literatura investigam o problema da interface PC-M, e aqueles que o fazem, ou sondam interfaces diferentes daquelas de dispositivos reais, ou são estudos teóricos, com necessidade da comprovação experimental, ou ainda usam ferramentas sem especificidade a interfaces. Neste ponto, o estudo da interface PC-M feita nesta Tese apresenta como expressivo diferencial o uso da espectroscopia SFG às interfaces PC-M do tipo encontrado em dispositivos usuais da EO. A técnica SFG permite determinar o ordenamento molecular nas interfaces através da análise quantitativa das vibrações das duplas ligações dos PC, que é a região molecular ativa durante o funcionamento dos dispositivos da EO. Além disso, a simples análise qualitativa dos espectros SFG indica a ocorrência de dopagem (transferência de carga) em algumas interfaces PC-M. Dentre as conclusões deste trabalho, destaca-se o entendimento de como a organização molecular da interface influencia a transferência de carga espontânea entre PC e M. Para tanto, construiu-se um modelo de ordenamento molecular (MOM) baseado nos resultados de SFG, que levando em conta o alinhamento energético (AE) entre os níveis de Fermi dos materiais na interface, estabelece a correlação entre arranjo molecular e transferência de carga. Para o estudo, escolheram-se os metais Al e Au, e os PCs comerciais poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) regioregular e poli(9,9-dioctilfluoreno) (PF8), por serem comumente usados em dispositivos da EO. A combinação MOM-AE explica, por exemplo, a não ocorrência de dopagem nas interfaces P3HT-M. Neste caso, o MOM prevê o empacotamento &pi; ao longo do plano da superfície metálica de modo que o contato PC-M estabelece-se através das cadeias alquila (isolantes) do P3HT. No caso de PF8-Au, verifica-se dopagem tipo p. Na interface PF8-Al, embora existam cadeias alinhadas à superfície metálica e com o plano dos anéis paralelo à mesma, favorecendo a transferência de carga, a igualdade das funções trabalho (AE) de cada material impede a dopagem. Também se verificaram diferenças quantitativas no ordenamento molecular do PC em função do método de preparação da amostra: i) PC depositado sobre substrato metálico ou ii) metal evaporado sobre filme do PC. De forma qualitativa, analisam-se copolímeros: poli(9,9-n-dihexil-2,7-fluorenodiilvinileno-alt-2,5 tiofeno) (L29) e iv) poli(9,9-di-hexilfluorenodiilvinileno-alt-1,4-fenilenovinileno) (L16), em interfaces com os mesmos metais. Neste caso, observa-se dopagem em todas as interfaces. O estudo inserido na área de Biosensores é motivado pela vasta gama de trabalhos que relatam o uso das propriedades ópticas (PO) de PEC como ferramenta sensora em sistemas biológicos, e sua modulação via interação com surfactantes. Foi então realizada a análise, por meio de técnicas de espectroscopia óptica convencional - Absorção Óptica (AO) e Fotoluminescência (PL) - e da técnica de Microcalorimetria Isotérmica por Titulação, da interação entre polieletrólitos conjugados (PEC) e surfactantes em solução aquosa. A formação do complexo PEC+surfactante ocorre mediante modificação do estado de agregação do polímero que, por sua vez, gera alterações em suas POs. Assim este estudo visa o entendimento de como as forças hidrofóbicas, eletrostáticas, fatores termodinâmicos e estrutura química de PECs e surfactantes influenciam as POs dos complexos formados. Pela primeira vez na literatura, relata-se a ocorrência de interação eletrônica entre PEC e surfactante. Isto acontece no caso do complexo formado pelo PEC aniônico, derivado do PPV, o poli [5 - metoxi 2 - (3 sulfopropoxi) - 1,4 fenilenovinileno] (MPSPPV), e o surfactante dodecilbenzeno sulfonato de sódio (DBS). A inédita interação eletrônica ocorre em solução, resultando em dramáticas modificações nos estados eletrônicos do MPSPPV devido à forte interação hidrofóbica com o DBS. Isto gera expressivos deslocamentos, em torno de 0,5 eV ou 100 nm, para a luminescência do complexo em relação à do MPSPPV puro. Isso torna o complexo MPSPPV+DBS bastante promissor, pois apresenta POs sintonizáveis, em função da concentração de surfactante. Para explicar as novas POs do complexo MPSPPV+DBS, propõe-se um modelo baseado na formação do complexo MPSPPV+DBS autoorganizado em um arranjo molecular específico. Neste arranjo, a proximidade entre os grupos conjugados de cada molécula leva ao realinhamento dos níveis energéticos, sob regime de forte acoplamento. A fim de estender e generalizar o trabalho, estudam-se surfactantes de diversas estruturas químicas ao constituírem complexos com o PEC aniônico (MPSPPV) e com o PEC catiônico, o poli [2,5 - bis ( 2 - (n, n -dietilamônio brometo) etoxi) - 1, 4 - alt - 1, 4 - fenileno] (DAB). Os surfactantes estudados são: dodecil sulfato de sódio (SDS), dodecilbenzeno sulfonato de sódio (DBS), t - octil - fenoxi - polietoxi - etanol (TX100) e dodeciltrimetil brometo de amônia (DTAB). Essas descobertas podem ter implicações importantes para o projeto de plataformas para aplicações em biosensores, e para a melhoria do desempenho e durabilidade de dispositivos de EO. / This Thesis addresses two important branches of the conjugated polymer (CP) research which are relevant to Organic Electronics (OE) and Biosensors. Concerning OE, the interfaces CP-metal (M) are studied by the Sum-Frequency Generation (SFG) vibrational spectroscopy. This problem is quite important since fundamental phenomena that are essential to the performance of organic devices take place at this interface, such as charge injection and collection. It should be stressed that few papers in the literature focus on the CP-M interface, and they either probe different interfaces from those present in the devices, or use analytical tools without specificity to the interfaces, or else they are theoretical studies requiring experimental verification. In this regard, the study of the CP-M interface accomplished in this Thesis shows the advantage over previous studies due to the use of SFG spectroscopy to the CP-M interfaces usually found in the organic devices. Furthermore, SFG spectroscopy allows a determination of the molecular arrangement at the interfaces by a quantitative analysis of the vibrations of the double bonds, which are the molecular regions directly involved in the operation of OE devices. Furthermore, a simple and qualitative analysis of the SFG spectra leads to the recognition of doping (charge transfer) in some CP-M interfaces. Among the most important conclusions, emerges the understanding of how the molecular order affects the spontaneous charge transfer between PC and M at the interface. This was attained through a molecular order model (MOM) based on the SFG results and on the energy alignment (EA) between the Fermi levels of the PC and metal at the interface. For this study were used the metals Al and Au, and the commercial CPs regioregular poly(3-hexylthiofene) (P3HT) and poly(9,9-dioctylfluorene) (PF8), which are commonly used in OE. The MMO-EA combination explains that reason for not detecting doping in P3HT-M interfaces, where the MMO has suggested &pi;-stacking along the surface plane, resulting in little interaction between CPs electrons with the metal. The p-doping is found in the PF8-Au interface. For the interface PF8-Al, although the MMO implies that the polymeric chains are aligned to the metallic surface with their aromatic rings parallel to the surface, which is favorable for charge transfer process, the equality between the work functions (EA) of the materials prevents doping. It has also been observed quantitative differences in chain orientation for samples prepared by different methods: i) CP film spread over metallic substrates and ii) metal evaporated onto CP films. In a qualitative way, the 2 copolymers - poly(9,9-n-dihexyl-2,7-fluorenediilvinylene-alt-2,5 thiophene) (L29) and poly(9,9-di-hexylfluorenediilvinylene-alt-1,4-fenilenevinylene) (L16) - were analyzed at interfaces with the same metals. In all these cases, doping is observed. The study related to Biosensors is motivated by the large number of paper reporting the use of optical properties (OP) of CPE as a sensing tool in biological systems, and their modulation via interaction with surfactants. Therefore, an investigation of the interaction between conjugated polyelectrolytes (CPE) and surfactants in aquous solution was performed by convencional optical spectroscopy - Optical Absorbance (OA) and Photoluminescence (PL) - and the thermodynamic technique named Isothermal Titration Microcalometry. The formation of the CPE+surfactant complex is followed by modifications in the aggregation state of the polymer, which in turn generates modifications on its OPs. Therefore, this study aims the understanding of how hydrophobic and/or electrostatic forces, thermodynamic factors and chemical structure of the CPE and surfactants affect the OPs of the complexes. For the first time in the literature related to PEC+surfactant complexes, electrocnic interaction is noticed when the an anionic PPV derivative, poly [5 - metoxy 2 (3 sulfopropoxi) 1,4 fenilenovinileno] (MPSPPV), interacts with the surfactant Sodium dodecylbenzene sulfatonate (DBS). The striking electronic interaction occours in aqueous solution and dramatic modifications takes place in the electronic states of MPSPPV due to its strong hydrophobic interaction with DBS. The PL of complex MPSPPV+DBS presents a remarkable blue-shift of about 0,5 eV (or 100 nm), when compared to the PL of MPSPPV. Consequently, the MPSPPV+DBS has tunable OPs, within a wide range of the visible spectrum, as a function of the surfactant concentration. In order to explain these changes of OPs, is proposed a model based on the formation of a self-organized MPSPPV+DBS complex with a specific molecular arrangement. In this hybrid aggregate, the small distance between the conjugated groups of each molecule leads to a realignment of the energy levels. The complete study, however, investigated the complexes formed with the surfactants: Sodium dodecyl sulfate (SDS), Sodium dodecylbenzene sulfatonate (DBS), t - octyl - phenoxy - polyethoxy - ethanol (TX100) and dodecyltrimethyl Ammonium Bromide (DTAB), in interaction with both the anionic PEC (MPSPPV) and the cationic poly [2,5 - bys ( 2 - (n, n -diethylammonium bromide) ethoxy) - 1, 4 - alt - 1, 4 - fenylene] (DAB). These discoveries are expected to have important implications to the design of platforms for biosensor applications, and to the improvement of performance and durability of OE devices.

O uso e estudo de materiais híbridos para desenvolver novos materiais com qualidades superiores para aplicações em fotônica, sensores e áreas afins é um desafio para o químico. Neste contexto deve-se especular sobre as propriedades de associação de materiais orgânicos e inorgânicos para alcançar novas e melhores propriedades. Neste estudo, os óxidos metálicos (óxidos de cério em particular), uma classe especial entre nanopartículas inorgânicas, foram selecionados para explorar as suas aplicações com uma classe, também especial de compostos orgânicos, sendo no nosso estudo as Naftaleno Diimidas. Óxido de cério é um semicondutor, com uma &#8220;bandgap&#8221; larga, conhecido por sua capacidade catalítica e por sua simples manipulação para preparar filmes finos e nanopartículas. Derivados de Naftaleno Diimidas são conhecidos por sua superior atividade eletroquímica comparáveis aos dos Paraquat (metilviologênio), mas com amplitude maior de aplicações fotoquímicas. Foram sintetizadas Naftaleno Diimidas carregados positivamente e negativamente com propriedades surfactantes. Após a caracterização detalhada das Naftaleno Diimidas, incluindo auto-associação e interação com moléculas de surfactantes, a interação com nanopartículas de óxido de cério foram determinadas. As Naftaleno Diimidas interagiram de forma especial com nanopartículas de óxido de cério conferindo ausência de atividade hidrolítica e um comportamento fotocrômico singular. Propõe-se que o corante orgânico se adsorve nas ranhuras das nanopartículas e, além disso forma dímeros estáveis que têm importância para as novas fotoatividades observadas. / The use and study of hybrid materials is a challenge for the chemist to develop materials having new and superior qualities for applications in photonics, sensors and related areas. In this context one has to speculate on the properties of the organic and inorganic partners to achieve better and new properties. In this study the metal oxides (in particular Cerium Oxides), a special class among inorganic nanoparticles were selected to exploit their applications with an also special class of organic compounds the Naphthalene Diimides. Cerium Oxide is a wide bandgap semiconductor well known for its catalytic capabilities and for its simple manipulation to prepare thin films and nanoparticles. Naphthalene Diimides derivatives are known for their superior lectrochemical activities comparable to those of Paraquat (Methyl Viologen) but with larger amplitude of photochemical applications. Positively and negatively charged, surfactant like, Naphthalene Diimides, were synthesized. After detailed characterization of the Naphthalene Diimides including selfassociation and interaction with surfactant molecules, the interaction with Cerium Oxide nanoparticles was determined. Naphthalene Diimides interacted in a special manner with Cerium Oxide nanoparticles rendering hydrolytic inertness and novel photochromic behavior. The organic dye is proposed to adsorb in the crevices of the particles and furthermore forming stable dimers that accounts for the new photoactivities observed

Nanocápsulas poliméricas (NC) foram descritas como uma nova geração de veículos para bloqueadores solares. Um estudo anterior demonstrou que a presença de monoestearato de sorbitano (MS) e polissorbato 80 (P80), ao invés de fosfatidilcolina em suspensões de nanocápsulas, conferiu uma maior fotoestabilidade à quercetina (QUE) e ao metoxicinamato de octila (OMC) co-encapsulados em função do espalhamento de luz de nanocápsulas, que agem como filtro solar físico. Neste trabalho, foram investigadas as bases físico-químicas dessas descobertas. Para alcançar o objetivo, o número de partículas por volume (N) foi determinado por turbidimetria e propriedades de espalhamento de luz das NC. Análise térmica e microscopia óptica também foram realizadas. Formulações de NC contendo QUE e OMC foram preparadas pelo método de deposição interfacial da poli-e-caprolactona, utilizando dois diferentes sistemas de tensoativos: Epikuron 170® (fosfatidilcolina) ou MS e P80. As NC apresentaram adequados diâmetros, índices de polidispersão, potencial zeta e pH. Formulações preparadas com QUE não apresentaram diferença significativa (P>0,05) para o N (partículas.cm-3), curiosamente o valor de N para×as partículas preparadas com MS e P80 foi menor do que as partículas preparadas com fosfatidilcolina (P<0,05), demonstrando que o espalhamento de luz não foi consequência de um N maior. Através de espalhamento de luz estático (Razão de Rayleigh) e espalhamento múltiplo de luz (TurbiscanLab®) foi verificado que a fotoestabilidade da QUE e do OMC foi relacionada a um maior espalhamento de luz das suspensões devido à natureza de seus componentes. A análise térmica demonstrou que os tensoativos e a QUE não interagem com a porção cristalina do PCL e que o MS e o P80 propiciaram melhor estabilidade química, do que as NC que continham Epikuron 170®. Análise microscópica mostrou nanocristais de QUE nas formulações explicando a influência das QUE nas análises espectroscópicas. Concluindo, NC preparadas com MS e P80 são mais eficazes em espalhar à luz do que aquelas preparadas com fosfatidilcolina. / Polymeric nanocapsules (NC) have been described as a new generation of carriers for UV blockers. A previous study demonstrated that the presence of the stabilizers sorbitan monostearate (SM) and polysorbate 80 (P80) instead of phophatidylcholine in nanocapsule suspensions caused a better photostability of co-encapsulated quercetin (QUE) and octyl methoxycinnamate (OMC) because of the light scattering of nanocapsules, which, act as physical sunscreen. In this work, was investigated the physicochemical basis of those findings. To reach the objective, the number of particles per volume (N) was determined by turbidimetry and the light scattering properties of the NC. Thermal analyses and optical microscopy were also performed. NC formulations containing OMC and QUE were prepared by interfacial deposition of poly(e-caprolactone) using two different surfactant systems: Epikuron 170® (phosphatidylcholine) or SM and P80. The NC presented adequate mean diameters polydispersity indexes, zeta potential and pH. Formulations prepared with QUE showed similar (p>0.05) N values (particles×cm-3), interestingly the N value for particles prepared with SM and P80 was smaller than particles the prepared with phosphatidylcholine (p<0.05), demonstrating that the light scattering was not a consequence of a higher N in the suspension. Through static light scattering (Rayleigh Ratio) and multiple light scattering (TurbiscanLab®) was found that the photostability of QUE and OMC was related to a higher light scattering of suspensions due to the nature of its components. Thermal analysis demonstrated that the surfactants and QUE did not interact with the crystalline portion of PCL and that SM and P80 provided better chemical stability for the NC containing QUE than Epikuron 170®. Microscopy analysis showed QUE nanocrystals in the formulations explaining the influence of QUE in the spectroscopic analyses. In conclusion, NC prepared with SM and P80 are more effective in scatter the light than those prepared with phosphatidylcholine.