Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-17T20:57:59Z No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-18T19:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T19:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) Previous issue date: 2018-10-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Recentemente, têm-se encontrado várias aplicações de suspensões magnéticas nas áreas de engenharia, ciências médicas, entre outras, devido ao fato destas suspensões sofrerem alterações em seu comportamento na presença de campos magnéticos externos. A presente dissertação tem como objetivo investigar a dinâmica de duas partículas magnéticas esféricas em um escoamento cisalhante na presença de interações hidrodinâmicas e magnéticas, a fim de analisar propriedades macroscópicas de suspensões magnéticas diluídas em um regime fora do equilíbrio. Algumas particularidades desta dinâmica são analisadas, incluindo as relações entre trajetórias colisionais agregativas e dispersivas. Utilizando-se da simulação computacional da dinâmica de partículas juntamente a uma integração de Monte-Carlo, é possível se obter valores numéricos para os coeficientes de difusão hidrodinâmica induzida por cisalhamento e para a taxa de formação de pares agregados em suspensões diluídas para diferentes valores do parâmetro α, que representa a intensidade adimensional das interações dipolares. Neste trabalho também é explorado o problema da magnetização de suspensões cisalhadas para altos números de Péclet na presença de um campo magnético externo. Partindo do problema de uma partícula isolada em suspensão, é possível obter a primeira ordem da magnetização em estado estacionário analisando a dinâmica orientacional da partícula. Utilizando-se da simulação de duas partículas, é possível também obter valores numéricos para a segunda ordem da magnetização em estado estacionário em um regime fora do equilíbrio. / In recent years, many applications of magnetic suspensions were found in engineering, medical sciences, and other areas. These applications are mainly due to the fact that the rheological properties of these suspensions change in the presence of an external magnetic field. In this dissertation, we investigate the dynamics of two identical spherical magnetic particles undergoing a simple shear flow in the presence of magnetic and hydrodynamic interactions in order to analyze macroscopic quantities of magnetic suspensions in a regime out of equilibrium. Some particularities of the dynamical problem are investigated, including the interplay between aggregative and dispersive collisional trajectories. In addition, we perform a numerical computation of the hydrodynamic self-diffusivity, down-gradient diffusivity and the rate of particle doublet formation resulting from aggregative closed trajectories. The numerical computation of the diffusivities and aggregation rates is performed via a Monte-Carlo integration for different values of the magnetic interaction parameter $\alpha$, which represents the non-dimensional strength of the dipole-dipole magnetic interactions. We compare the results found for the diffusivities and doublet formation rates with theoretical predictions. Finally, we explore the problem of magnetization of magnetic suspensions undergoing a simple shear flow for large values of Péclet number in the presence of an external magnetic field. Starting with the problem of an isolated magnetic particle in suspension, we can obtain the first order of magnetization by analyzing the orientational dynamics of the particle. Further, we use the numerical simulation of two particles for obtaining numerical values for the second-order steady-state magnetization.

Submitted by Yuri Pessôa Lemos null (yp.lemos@hotmail.com) on 2017-04-13T20:02:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de mestrado Yuri Pessoa Lemos.pdf: 3406545 bytes, checksum: 0ed131f01d35c809b37fe3dd51451fb5 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-04-18T14:17:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lemos_yp_me_sjrp.pdf: 3406545 bytes, checksum: 0ed131f01d35c809b37fe3dd51451fb5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T14:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lemos_yp_me_sjrp.pdf: 3406545 bytes, checksum: 0ed131f01d35c809b37fe3dd51451fb5 (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A microencapsulação do óleo de buriti pode ser capaz de protegê-lo e promover a sua liberação controlada. Por isso, este projeto investigou a formação de complexos eletrostáticos entre gelatina e alginato de sódio como um possível sistema para microencapsular óleo de buriti por coacervação complexa. Óleo de buriti foi homogeneizado em solução de gelatina a 15000 rpm por 3 minutos, misturado à solução de alginato de sódio e o pH de coacervação ajustado em 3,5 ± 0,1. Nessa etapa foi testada a influência da frequência de agitação durante a mistura da emulsão óleo/gelatina com a solução de alginato e também a influência da concentração dos componentes de formação das microcápsulas. Os coacervados obtidos foram decantados por 24 horas, resfriados e então congelados a -40 °C e liofilizados A morfologia das partículas foi analisada em microscópio ótico e eletrônico de varredura (MEV), e a concentração de óleo de buriti presente externamente foi determinada através da extração com acetona e quantificada em espectrofotômetro. As análises em microscópio ótico demostraram que houve a complexação e a formação das microcápsulas. Análises de MEV mostraram o formato irregular e a estrutura contínua dos coacervados, os quais apresentaram boa retenção de óleo de buriti (<80%). Foi observado que a frequência de agitação tem grande influência no tamanho das microcápsulas e que seu tamanho influencia diretamente no comportamento reológico das suspensões de cápsulas obtidas após a coacervação. / The microencapsulation of buriti oil may be able to protect it and promote its controlled release. Therefore, this project investigated the formation of electrostatic complexes between gelatin and sodium alginate as a possible system for microencapsulating buriti oil by complex coacervation. Buriti oil was homogenized in gelatin solution at 15000 rpm for 3 minutes, mixed to a sodium alginate solution and coacervation pH was adjusted to 3.5 ± 0.1. At this stage the influence of stirring speed during blending of oil/gelatin emulsion with alginate solution, as well as the effect of concentration of the microcapsule-forming components were evaluated. The obtained coacervates were decanted for 24 hours, cooled and then frozen at -40 °C, and lyophilized. The morphology of the particles was analyzed by optical and scanning electron microscopy (SEM). The concentration of buriti oil present in the external surface of microcapsules was extracted with acetone and quantified in a spectrophotometer. Optical microscopy analysis showed that there was complexation and formation of the microcapsules. SEM analyzes showed the irregular shape and continuous structure of the coacervates, which had good retention of buriti oil (<80%). It was observed that the agitation speed has a large influence on the size of the microcapsules, and that particle size directly affected the rheological behavior of the microcapsule suspensions obtained after coacervation.

A estabilização de suspensões de alumina é essencial para a fabricação de vários produtos, especialmente na indústria cerâmica e com o controle das propriedades que se pode atingir usando polímeros como agentes estabilizantes. Na busca de processos industriais que preservem o meio ambiente, polímeros sintéticos podem ser substituídos por biopolímeros, com a vantagem adicional de encontrar usos nobres para rejeitos, como quitina, da qual se obtêm a quitosana e ligninas. Nesta tese, os derivados carboximetilados de celulose, a carboximetilcelulose (CMC) e quitosana, a carboximetilquitosana (CMQ) foram preparados e caracterizados por Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Próton (1HRMN), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Difração de raios X, Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC). O derivado obtido da lignina, a carboximetil-lignina, (CML) foi caracterizado por Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). Os três derivados obtidos foram usados como agentes estabilizantes para suspensões aquosas de alumina. A reação de carboximetilação ocorreu em meio heterogêneo, gerando derivados solúveis em água. O grau de substituição (GS) para as carboximetilceluloses foi determinado por 1HRMN, obtendo-se valores de 0,7; 1,3 e 1,8 para as três amostras analisadas nesse trabalho. Para as carboximetilquitosanas, o GS foi determinado por FTIR e análise elementar sendo obtidos valores de 0,6 e 0,8 para duas amostras de CMQ. O valor de GS de 0,5 para carboximetil-lignina foi obtido por titulação potenciomêtrica. Os derivados CMC, CMQ e CML permitiram a estabilização de suspensões de alumina, como demonstrado em medidas de tamanho de partículas, potencial zeta e viscosidade. De relevância especial foi a estabilização em altos valores de pHs, incluindo o ponto de carga zero, pcz, no qual a atração entre as partículas de alumina, de cargas opostas, é máxima, levando a aglomeração de partículas em suspensões sem agentes de estabilização. A distribuição de tamanhos de partícula também foi afetada positivamente com a incorporação dos derivados. De maneira geral, os resultados com os derivados foram promissores em termos de potencial zeta e tamanho de partícula no pcz da alumina, o intervalo de interesse deste trabalho. O destaque é para o derivado de celulose, a CMC GS 1,3 que obteve a melhor performance dentre todos do derivados levando aos menores valores de viscosidade para a suspensão, salientando que esta foi preparada com alto teor de sólidos, nas mesmas condições de suspensões utilizadas em processamentos cerâmicos,. Foi importante também a estabilização ao longo do tempo das suspensões contendo CMC, CMQ e CML, pois o tamanho médio de partícula permaneceu invariável por períodos de até 2 horas, tempo suficiente para processos de moldagem de cerâmicos como extrusão, injeção, tap-casting. O uso de derivados carboximetilados de lignina, quitosana e celulose, como agentes estabilizantes de suspensões de alumina, abre caminho para novas aplicações de produtos obtidos a partir de fontes naturais e renováveis, em substituição aos tradicionalmente usados, oriundos de fontes fósseis. / The stabilization of alumina suspensions is crucial for the fabrication of various products, especially in the ceramic industry, with fine control of materials properties being reached using polymers as stabilizing agents. In this context, in the search for environmentally-friendly industrial processes, synthetic polymers may be replaced with biopolymers, with the added advantage of providing noble uses for waste materials such as those deriving from lignins and chitosans. In this thesis, carboxymethylated cellulose (CMC) and chitosan (CMQ) were prepared and characterized with proton nuclear magnetic resonance (1HNMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction and size exclusion chromatography (SEC). Carboxymethylated lignin (CML) was characterized with Fourier Transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetry (TG) and DSC. These three derivatives were used as stabilizing agents in aqueous solutions of alumina. The carboxymethylation reaction was carried out in a heterogeneous medium yielding water-soluble derivatives. GS values of 0.7, 1.3 and 1.8 for CMC were obtained with 1HNMR measurements, while values of 0.6 and 0.8 for CMQ were determined using FTIR and elemental analysis. For CML, GS = 0.5 was found using potentiometric titration. The success of the carboxymethylation was confirmed via 1HNMR measurements. The effectiveness of the derivatives CMC, CMQ and CML as stabilizing agents was proven by measuring the size distribution of particles, viscosity and zeta potential of alumina suspensions. Of particular relevance was the stabilization at high pHs, including the point of zero charge (pcz) for which attraction between oppositely charged particles is maximum, where alumina particles normally agglomerate in the absence of stabilizing agents. The particle size distributions were also affected positively by incorporation of the derivatives. Overall, the data presented indicated that CML was responsible for optimized results for the zeta potential and mean particle size at the pzc of alumina suspensions. The CMC with GS = 1.3 exhibited the best performance with the lowest viscosity values at the pcz, even in dispersions with high contents of solid materials which are the conditions prevailing in ceramic processes. Also worth mentioning was the stability over time of the alumina suspensions incorporating CMQ, CML and CMC, with the average particle size remaining the same for 1-2 hours, which is a sufficient period of time for ceramic molding processes such as extrusion, injection and tap-casting. The use of carboxymethylated derivatives of lignin, chitosan and cellulose as stabilizing agents opens the way for the development of new products from natural and renewable sources, to replace those materials traditionally used which are obtained from fossil sources.

Este trabalho teve por finalidade desenvolver um método para a caracterização do perfil de dissolução de suspensões de mebendazol (MBZ), discriminatório para as formas polimórficas do fármaco. Pertencendo a classe II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), além da baixa solubilidade, o MBZ é bastante crítico por apresentar-se comercialmente disponível em duas formas polimórficas (A e C) e misturas destas. Além disso, pouca informação é encontrada acerca de métodos de dissolução de suspensões. O material apresentado está dividido em três capítulos, sendo o primeiro deles uma revisão da literatura sobre a dissolução de suspensões de fármacos que apresentam polimorfismo. Neste capítulo é feita uma abordagem sobre questões relacionadas ao desenvolvimento de métodos, como inserção das amostras na cuba de dissolução, agitação, uso de tensoativos no meio e a quantificação do fármaco. No segundo capítulo é apresentado o desenvolvimento do método de dissolução, com ênfase no estudo da solubilidade das formas polimórficas A e C de MBZ e sua interação com tensoativos. Foram realizados ensaios de solubilidade pelo método do equilíbrio, cálculo de concentração micelar crítica para os tensoativos lauril sulfato de sódio e polissorbato 80, sendo ao final realizado delineamento experimental (DOE) para o desenvolvimento do método. Pela avaliação do DOE, o local de inserção da amostra não influencia a dissolução de MBZ, por outro lado, a presença de tensoativo, assim como a forma polimórfica empregada, exercem efeito nos resultados apresentados. A partir destas informações, o método indicado para avaliação das suspensões de MBZ com potencial discriminatório de suas formas polimórficas foi definido pela utilização do aparato 2 (pá) a 75 rpm, com 2 litros de HCl 0,1 M sem tensoativo, como meio de dissolução. No último capítulo, o método desenvolvido foi utilizado na avaliação de especialidades farmacêuticas adquiridas no Brasil e em alguns países da América Latina, sendo os respectivos perfis de dissolução, comparados por meio de uma análise multivariada de componentes principais, com formulações contendo o MBZ em diferentes proporções de polimorfos. A partir dos resultados, foi possível observar que grande parte das formulações comercializadas não apresentaram perfil de dissolução satisfatório, isso pode estar relacionado com a presença considerável de polimorfo A nas matérias-primas utilizadas, comprometendo assim a sua solubilidade. / The aim of this work was to develop a method for characterization of the dissolution profile of mebendazole (MBZ) suspensions, being discriminatory for the polymorphic forms of the drug. MBZ belongs to class II of the Biopharmaceutics Classification System (BCS), besides its low solubility, it is very critic, being commercially available in two polymorphic forms (A and C) and their mixtures. Moreover, there is low information about dissolution methods for suspensions. The text presented herein is divided into three chapters, the first chapter is a literature review about dissolution of suspensions containing drugs that present polymorphism. In this chapter is made a discussion about the variables of the method, as sample insertion in the dissolution vessel, rotation speed, use of surfactants in the dissolution medium and drug quantification. The development of the dissolution method, focused on the solubility study of MBZ polymorphic forms A and C and their interaction with surfactants is presented in the chapter 2. Some tests were performed: solubility using shake flask method, calculation of micellar critical concentration for the surfactants sodium lauryl sulphate and polysorbate 80, and an experimental design (DOE) was done for developing the method. By DOE evaluation, the sample insertion site does not influence on MBZ dissolution, but the presence of surfactant and the polymorphic form used, show effect on the results. Based on these information, the method indicated for evaluation of MBZ suspensions, with discriminatory power for its polymorphic forms was defined by using apparatus 2 (paddle) at 75 rpm and 2 L of 0.1M HCl without surfactant as dissolution medium. In chapter 3, the method developed was used to evaluate pharmaceutical suspensions from Brazil and from some countries of Latin America. The respective dissolution profiles were compared by means of multivariate analysis of principal components with formulations containing MBZ in different polymorphs ratios. From the results, it was possible to observe that a great part of the commercially available formulations do not presented a satisfactory dissolution profile, and this fact can be related to a considerable amount of the crystalline form A in the raw material, which compromises its solubility.

Este trabalho teve por finalidade desenvolver um método para a caracterização do perfil de dissolução de suspensões de mebendazol (MBZ), discriminatório para as formas polimórficas do fármaco. Pertencendo a classe II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), além da baixa solubilidade, o MBZ é bastante crítico por apresentar-se comercialmente disponível em duas formas polimórficas (A e C) e misturas destas. Além disso, pouca informação é encontrada acerca de métodos de dissolução de suspensões. O material apresentado está dividido em três capítulos, sendo o primeiro deles uma revisão da literatura sobre a dissolução de suspensões de fármacos que apresentam polimorfismo. Neste capítulo é feita uma abordagem sobre questões relacionadas ao desenvolvimento de métodos, como inserção das amostras na cuba de dissolução, agitação, uso de tensoativos no meio e a quantificação do fármaco. No segundo capítulo é apresentado o desenvolvimento do método de dissolução, com ênfase no estudo da solubilidade das formas polimórficas A e C de MBZ e sua interação com tensoativos. Foram realizados ensaios de solubilidade pelo método do equilíbrio, cálculo de concentração micelar crítica para os tensoativos lauril sulfato de sódio e polissorbato 80, sendo ao final realizado delineamento experimental (DOE) para o desenvolvimento do método. Pela avaliação do DOE, o local de inserção da amostra não influencia a dissolução de MBZ, por outro lado, a presença de tensoativo, assim como a forma polimórfica empregada, exercem efeito nos resultados apresentados. A partir destas informações, o método indicado para avaliação das suspensões de MBZ com potencial discriminatório de suas formas polimórficas foi definido pela utilização do aparato 2 (pá) a 75 rpm, com 2 litros de HCl 0,1 M sem tensoativo, como meio de dissolução. No último capítulo, o método desenvolvido foi utilizado na avaliação de especialidades farmacêuticas adquiridas no Brasil e em alguns países da América Latina, sendo os respectivos perfis de dissolução, comparados por meio de uma análise multivariada de componentes principais, com formulações contendo o MBZ em diferentes proporções de polimorfos. A partir dos resultados, foi possível observar que grande parte das formulações comercializadas não apresentaram perfil de dissolução satisfatório, isso pode estar relacionado com a presença considerável de polimorfo A nas matérias-primas utilizadas, comprometendo assim a sua solubilidade. / The aim of this work was to develop a method for characterization of the dissolution profile of mebendazole (MBZ) suspensions, being discriminatory for the polymorphic forms of the drug. MBZ belongs to class II of the Biopharmaceutics Classification System (BCS), besides its low solubility, it is very critic, being commercially available in two polymorphic forms (A and C) and their mixtures. Moreover, there is low information about dissolution methods for suspensions. The text presented herein is divided into three chapters, the first chapter is a literature review about dissolution of suspensions containing drugs that present polymorphism. In this chapter is made a discussion about the variables of the method, as sample insertion in the dissolution vessel, rotation speed, use of surfactants in the dissolution medium and drug quantification. The development of the dissolution method, focused on the solubility study of MBZ polymorphic forms A and C and their interaction with surfactants is presented in the chapter 2. Some tests were performed: solubility using shake flask method, calculation of micellar critical concentration for the surfactants sodium lauryl sulphate and polysorbate 80, and an experimental design (DOE) was done for developing the method. By DOE evaluation, the sample insertion site does not influence on MBZ dissolution, but the presence of surfactant and the polymorphic form used, show effect on the results. Based on these information, the method indicated for evaluation of MBZ suspensions, with discriminatory power for its polymorphic forms was defined by using apparatus 2 (paddle) at 75 rpm and 2 L of 0.1M HCl without surfactant as dissolution medium. In chapter 3, the method developed was used to evaluate pharmaceutical suspensions from Brazil and from some countries of Latin America. The respective dissolution profiles were compared by means of multivariate analysis of principal components with formulations containing MBZ in different polymorphs ratios. From the results, it was possible to observe that a great part of the commercially available formulations do not presented a satisfactory dissolution profile, and this fact can be related to a considerable amount of the crystalline form A in the raw material, which compromises its solubility.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-02-15Bitstream added on 2014-06-13T19:31:45Z : No. of bitstreams: 1 souza_ac_me_sjrp.pdf: 887036 bytes, checksum: f8baf654f6ac3238cb12ab9fdef0e338 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O comportamento reológico de suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foi avaliado usando um reômetro acoplado a um agitador, mais conhecido como reômetro de turbina. Foram analisadas suspensões formadas por soluções aquosas saturadas de sacarose a diferentes temperaturas (e, portanto, com diferentes concentrações de sacarose), às quais foram adicionadas diferentes frações de cristais de sacarose de tamanho conhecido. As frações de cristais de sacarose usadas na composição das suspensões foram separadas, através de peneiramento, a partir de três diferentes tipos de açúcares comerciais: açúcar granulado, refinado e de confeiteiro. As soluções aquosas saturadas de sacarose, consideradas como meio dispersante das suspensões, foram caracterizadas reologicamente utilizando-se um reômetro rotacional de cilindros concêntricos. Todas as soluções analisadas apresentaram comportamento Newtoniano nas faixas de concentração e temperatura avaliadas. Já as suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foram avaliadas reologicamente com o auxílio do reômetro de turbina, o qual foi montado na base do reômetro rotacional de cilindros concêntricos e cujo agitador foi acoplado ao eixo originalmente destinado ao cilindro interno. O agitador usado no equipamento foi do tipo âncora e teve suas constantes determinadas através de metodologia específica. As suspensões analisadas também apresentaram comportamento reológico do tipo Newtoniano. Os resultados obtidos foram utilizados para a obtenção de modelos relacionando a viscosidade das suspensões à fração das partículas cristalinas presentes no sistema, bem como às características reológicas do meio líquido. / Rheological properties of suspensions of sucrose crystals in saturated sucrose aqueous solutions were investigated using a rheometer coupled to an agitator, also known as mixer-type rheometer. Suspensions formed by saturated solutions were analyzed at different temperatures (and, therefore, at different sucrose concentrations), and with different added fractions of sucrose crystals of known size. Three different types of commercial sugars (granulated, refined, and confectioner) were sieved in order to obtain fractions of sucrose crystals of different sizes. Saturated sucrose aqueous solutions, considered as a suspension dispersant mean, were rheologically characterized using a concentric cylinders rheometer. In the studied ranges of concentration and temperature, all analyzed solutions showed Newtonian behavior. The crystals suspensions in saturated sucrose aqueous solutions were rheologically evaluated by using the mixer-type rheometer, which was coupled to the concentric cylinders rheometer. The impeller was an anchor type agitator and had their constants determined by means of a specific methodology. The analyzed suspensions also showed Newtonian behavior. The experimental results were used to obtain mathematical models relating the suspensions viscosity to the dispersant liquid phase viscosity and to the volumetric fraction of crystals.

A estabilização de suspensões de alumina é essencial para a fabricação de vários produtos, especialmente na indústria cerâmica e com o controle das propriedades que se pode atingir usando polímeros como agentes estabilizantes. Na busca de processos industriais que preservem o meio ambiente, polímeros sintéticos podem ser substituídos por biopolímeros, com a vantagem adicional de encontrar usos nobres para rejeitos, como quitina, da qual se obtêm a quitosana e ligninas. Nesta tese, os derivados carboximetilados de celulose, a carboximetilcelulose (CMC) e quitosana, a carboximetilquitosana (CMQ) foram preparados e caracterizados por Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Próton (1HRMN), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Difração de raios X, Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC). O derivado obtido da lignina, a carboximetil-lignina, (CML) foi caracterizado por Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). Os três derivados obtidos foram usados como agentes estabilizantes para suspensões aquosas de alumina. A reação de carboximetilação ocorreu em meio heterogêneo, gerando derivados solúveis em água. O grau de substituição (GS) para as carboximetilceluloses foi determinado por 1HRMN, obtendo-se valores de 0,7; 1,3 e 1,8 para as três amostras analisadas nesse trabalho. Para as carboximetilquitosanas, o GS foi determinado por FTIR e análise elementar sendo obtidos valores de 0,6 e 0,8 para duas amostras de CMQ. O valor de GS de 0,5 para carboximetil-lignina foi obtido por titulação potenciomêtrica. Os derivados CMC, CMQ e CML permitiram a estabilização de suspensões de alumina, como demonstrado em medidas de tamanho de partículas, potencial zeta e viscosidade. De relevância especial foi a estabilização em altos valores de pHs, incluindo o ponto de carga zero, pcz, no qual a atração entre as partículas de alumina, de cargas opostas, é máxima, levando a aglomeração de partículas em suspensões sem agentes de estabilização. A distribuição de tamanhos de partícula também foi afetada positivamente com a incorporação dos derivados. De maneira geral, os resultados com os derivados foram promissores em termos de potencial zeta e tamanho de partícula no pcz da alumina, o intervalo de interesse deste trabalho. O destaque é para o derivado de celulose, a CMC GS 1,3 que obteve a melhor performance dentre todos do derivados levando aos menores valores de viscosidade para a suspensão, salientando que esta foi preparada com alto teor de sólidos, nas mesmas condições de suspensões utilizadas em processamentos cerâmicos,. Foi importante também a estabilização ao longo do tempo das suspensões contendo CMC, CMQ e CML, pois o tamanho médio de partícula permaneceu invariável por períodos de até 2 horas, tempo suficiente para processos de moldagem de cerâmicos como extrusão, injeção, tap-casting. O uso de derivados carboximetilados de lignina, quitosana e celulose, como agentes estabilizantes de suspensões de alumina, abre caminho para novas aplicações de produtos obtidos a partir de fontes naturais e renováveis, em substituição aos tradicionalmente usados, oriundos de fontes fósseis. / The stabilization of alumina suspensions is crucial for the fabrication of various products, especially in the ceramic industry, with fine control of materials properties being reached using polymers as stabilizing agents. In this context, in the search for environmentally-friendly industrial processes, synthetic polymers may be replaced with biopolymers, with the added advantage of providing noble uses for waste materials such as those deriving from lignins and chitosans. In this thesis, carboxymethylated cellulose (CMC) and chitosan (CMQ) were prepared and characterized with proton nuclear magnetic resonance (1HNMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction and size exclusion chromatography (SEC). Carboxymethylated lignin (CML) was characterized with Fourier Transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetry (TG) and DSC. These three derivatives were used as stabilizing agents in aqueous solutions of alumina. The carboxymethylation reaction was carried out in a heterogeneous medium yielding water-soluble derivatives. GS values of 0.7, 1.3 and 1.8 for CMC were obtained with 1HNMR measurements, while values of 0.6 and 0.8 for CMQ were determined using FTIR and elemental analysis. For CML, GS = 0.5 was found using potentiometric titration. The success of the carboxymethylation was confirmed via 1HNMR measurements. The effectiveness of the derivatives CMC, CMQ and CML as stabilizing agents was proven by measuring the size distribution of particles, viscosity and zeta potential of alumina suspensions. Of particular relevance was the stabilization at high pHs, including the point of zero charge (pcz) for which attraction between oppositely charged particles is maximum, where alumina particles normally agglomerate in the absence of stabilizing agents. The particle size distributions were also affected positively by incorporation of the derivatives. Overall, the data presented indicated that CML was responsible for optimized results for the zeta potential and mean particle size at the pzc of alumina suspensions. The CMC with GS = 1.3 exhibited the best performance with the lowest viscosity values at the pcz, even in dispersions with high contents of solid materials which are the conditions prevailing in ceramic processes. Also worth mentioning was the stability over time of the alumina suspensions incorporating CMQ, CML and CMC, with the average particle size remaining the same for 1-2 hours, which is a sufficient period of time for ceramic molding processes such as extrusion, injection and tap-casting. The use of carboxymethylated derivatives of lignin, chitosan and cellulose as stabilizing agents opens the way for the development of new products from natural and renewable sources, to replace those materials traditionally used which are obtained from fossil sources.

A indústria cerâmica tem destinado produtos para as mais diversas áreas e, com a crescente exigência de alta qualidade, tornou-se necessário desenvolver novas técnicas para o processamento cerâmico. O objetivo consiste em produzir corpos a verde (antes da queima) mais homogêneos, com menor incidência de micro-defeitos. Tais materiais podem ser produzidos preparando-se suspensões aquosas de pós cerâmicos como o óxido de alumínio (Al2O3), conhecido como alumina. Estas suspensões possuem um alto teor de sólidos no meio. A adição de outras espécies ao meio auxilia a dispersão das partículas, aumentando a estabilidade da suspensão. Estas espécies podem ser polieletrólitos (polímeros com cargas) que interagem com a superfície das partículas de alumina, através de vários mecanismos, promovendo um impedimento à aproximação de outras partículas. Neste trabalho, foram utilizados três tipos de taninos, que são macromoléculas de origem vegetal, de nome comercial Weibull e Macrospec; e Dispersan, sendo que a diferença entre eles está na quantidade de grupos hidroxila, maior em Macrospec com relação a Weibull, e na mistura com polímero sintético, o poliacrilato de sódio, caso do Dispersan. Um derivado quaternizado de quitosana, (nitrogênio trimetilado), um polissacarídeo natural, também foi utilizado como agente de estabilização. A meta pretendida correspondia à obtenção de suspensões com partículas menores e portanto menor viscosidade e maior fluidez, ou seja a suspensões mais homogêneas que levem a produtos de melhor qualidade. A avaliação da estabilidade das suspensões, devido à adição das macromoléculas, foi feita através de medidas de viscosidade, potencial zeta, diâmetro médio de partícula, além de testes de sedimentação. Dentre os agentes de estabilização utilizados, os taninos Weibull, Macrospec e Dispersan, no geral, apresentaram desempenho similar, contribuindo para uma diminuição da viscosidade e do tamanho das partículas da suspensão e no teste de sedimentação, um melhor empacotamento. A quitosana quaternizada também levou à estabilização da suspensão em determinadas condições mas, comparativamente aos taninos, apresentou desempenho inferior. Os resultados foram promissores, todavia, devendo o estudo ser aprofundado considerando-se condições diversificadas. / The ceramic industry provides products for several areas, and new processing techniques became necessary to meet the quality requirements. The objective is to produce more homogeneous green microstructures (bodies before burning), with lower number of micro-defects. Such materials can be produced from aqueous suspensions of aluminum oxide (Al2O3), known as alumina. These suspensions have a large number of solid particles, and dispersion of particles may be assisted by the addition of other species, increasing stability. These species can be polyelectrolytes (polymers with charges) that interact with the surface of alumina particles, hindering the approach of other particles. In this work, vegetal macromolecules such as tannins and chitosan, polysaccharides found in exoskeleton of crustaceans, are used as stabilizing (stabilization) agents of the suspension. Evaluation of the suspension stability, due to addition of these macromolecules, is performed through measurements of viscosity, zeta potential, particle diameter, pore size and sedimentation tests. The overall aim is the attainment of less viscous suspensions with smaller particles and greater fluidity, i.e. more homogeneous suspensions that lead to better-quality products. Amongst the stabilizing agents used, the tannins presented the better performance, contributing for a reduction in viscosity and particle size, in addition to a better wrapping up in the sedimentation tests. Although the quaternized chitosan has also contributed for a decrease in viscosity and particle size, it presented inferior performance, in comparison to that of tannins. These results were nevertheless promising, and a further study with chitosan is recommended, in which other conditions are employed.

A indústria cerâmica tem destinado produtos para as mais diversas áreas e, com a crescente exigência de alta qualidade, tornou-se necessário desenvolver novas técnicas para o processamento cerâmico. O objetivo consiste em produzir corpos a verde (antes da queima) mais homogêneos, com menor incidência de micro-defeitos. Tais materiais podem ser produzidos preparando-se suspensões aquosas de pós cerâmicos como o óxido de alumínio (Al2O3), conhecido como alumina. Estas suspensões possuem um alto teor de sólidos no meio. A adição de outras espécies ao meio auxilia a dispersão das partículas, aumentando a estabilidade da suspensão. Estas espécies podem ser polieletrólitos (polímeros com cargas) que interagem com a superfície das partículas de alumina, através de vários mecanismos, promovendo um impedimento à aproximação de outras partículas. Neste trabalho, foram utilizados três tipos de taninos, que são macromoléculas de origem vegetal, de nome comercial Weibull e Macrospec; e Dispersan, sendo que a diferença entre eles está na quantidade de grupos hidroxila, maior em Macrospec com relação a Weibull, e na mistura com polímero sintético, o poliacrilato de sódio, caso do Dispersan. Um derivado quaternizado de quitosana, (nitrogênio trimetilado), um polissacarídeo natural, também foi utilizado como agente de estabilização. A meta pretendida correspondia à obtenção de suspensões com partículas menores e portanto menor viscosidade e maior fluidez, ou seja a suspensões mais homogêneas que levem a produtos de melhor qualidade. A avaliação da estabilidade das suspensões, devido à adição das macromoléculas, foi feita através de medidas de viscosidade, potencial zeta, diâmetro médio de partícula, além de testes de sedimentação. Dentre os agentes de estabilização utilizados, os taninos Weibull, Macrospec e Dispersan, no geral, apresentaram desempenho similar, contribuindo para uma diminuição da viscosidade e do tamanho das partículas da suspensão e no teste de sedimentação, um melhor empacotamento. A quitosana quaternizada também levou à estabilização da suspensão em determinadas condições mas, comparativamente aos taninos, apresentou desempenho inferior. Os resultados foram promissores, todavia, devendo o estudo ser aprofundado considerando-se condições diversificadas. / The ceramic industry provides products for several areas, and new processing techniques became necessary to meet the quality requirements. The objective is to produce more homogeneous green microstructures (bodies before burning), with lower number of micro-defects. Such materials can be produced from aqueous suspensions of aluminum oxide (Al2O3), known as alumina. These suspensions have a large number of solid particles, and dispersion of particles may be assisted by the addition of other species, increasing stability. These species can be polyelectrolytes (polymers with charges) that interact with the surface of alumina particles, hindering the approach of other particles. In this work, vegetal macromolecules such as tannins and chitosan, polysaccharides found in exoskeleton of crustaceans, are used as stabilizing (stabilization) agents of the suspension. Evaluation of the suspension stability, due to addition of these macromolecules, is performed through measurements of viscosity, zeta potential, particle diameter, pore size and sedimentation tests. The overall aim is the attainment of less viscous suspensions with smaller particles and greater fluidity, i.e. more homogeneous suspensions that lead to better-quality products. Amongst the stabilizing agents used, the tannins presented the better performance, contributing for a reduction in viscosity and particle size, in addition to a better wrapping up in the sedimentation tests. Although the quaternized chitosan has also contributed for a decrease in viscosity and particle size, it presented inferior performance, in comparison to that of tannins. These results were nevertheless promising, and a further study with chitosan is recommended, in which other conditions are employed.

O sistema de suspensão de um veículo desempenha papel fundamental na isolação das vibrações provenientes da pista e de outras fontes de excitações e tem como alguns de seus objetivos: melhoria do conforto dos passageiros, manutenção da integridade das cargas e das vias (asfalto), aumento da segurança, proporcionando melhores condições de aderência pneu-piso, etc. A predição do desempenho de um sistema de suspensão veicular antes da construção de um protótipo físico, permite o dimensionamento prévio dos componentes que o integram com maior precisão, otimizando-se, desta forma, o custo final do produto bem como custos e prazos decorrentes de modificações para solucionar problemas que seriam detectados somente na experimentação do protótipo físico. Este trabalho apresenta um comparativo entre os resultados analíticos obtidos utilizando-se as funções transferências de um modelo simplificado (ou clássico) linear de uma suspensão automotiva de 1/4 de veículo (quarter-car); dos obtidos através da utilização de um protótipo virtual do mesmo modelo simplificado (ou clássico) de 1/4 de veículo e, por fim, dos obtidos utilizando-se um protótipo virtual de um sistema de suspensão do tipo MacPherson, sendo que os protótipos virtuais podem trabalhar com não-linearidades. São obtidas as respostas dinâmicas no domínio da frequência (0 a 30 Hz) e também no domínio do tempo, neste último caso utilizando-se como entrada um pulso no pneu, que simula a passagem do veículo sobre um obstáculo a 18 Km/h. Os resultados são comparados objetivamente e conclui-se sobre as limitações de utilização do modelo simplificado (ou clássico) de 1/4 de veículo. / The performance of the suspension system of a vehicle is fundamental to isolate the vibrations from road and from other sources and has the following objetives: improve the comfort of passengers (ride), protect the cargo and the road (asphalt), improve vehicle handling, etc. The prediction of the performance of a vehicle´s suspension system prior to the real prototype construction, allows the previous optimization of the design of the suspension´s components, obtaining a low cost product, in a shorter timming, with lower development costs, by solving problems that would be evident only during the tests with the real prototype. This study presents a comparison between analitycal results obtained by the use of transfers functions of a plain or classical linear model of a automotive suspension system named quarter-car; the results obtained from a virtual prototype of the same plain or classical model and, finally, the results obtained from a virtual prototype of a Macpherson suspension system, considering that the virtuals prototypes are be able to work with non-linearities. The dynamic response are obtained in the frequency domain (0 a 30 Hz) and in the time domain too, in this last case, with a pulse input in the tire, that simulates the car passing over a bump with a speed of 18 Km/h. Through the comparison of the results is possible to conclude about the limitations of the classical model.