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.

O presente trabalho tem como objetivo identificar e analisar parâmetros que influenciam a aderência de matrizes cimentícias a substratos apontando soluções técnicas para a melhoria de tal propriedade. Para tanto, foram desenvolvidos três estudos independentes: primeiro, a elaboração e validação de um modelo matemático com base na restrição geométrica para verificar a contribuição da penetração de partículas em meios porosos. O modelo considera que, após serem lançadas sobre a superfície, as partículas com área de projeção no plano menor ou igual à área do poro podem penetrá-la; segundo, um estudo experimental comparando substratos cimentícios com mesmas características topográficas (rugosidade/porosidade) e diferentes níveis de absorção obtidos mediante tratamentos superficiais: aplicação de silano e lixamento para verificar o efeito da absorção do substrato. O controle da absorção foi realizado por medições do ângulo de contato aparente e ensaios de absortividade; e por último, a influência do teor de ligante da matriz foi avaliada pela substituição de 30% e 60% do cimento por finos calcários, com duas distribuições granulométricas, em argamassas aplicadas sobre blocos cerâmicos. O efeito da aglomeração de partículas foi estudado pela adição de dispersante a base de policarboxilato num teor de 0,02% em relação ao volume total de sólidos. As características reológicas das argamassas foram medidas por reometria rotacional. O desempenho mecânico da interface matriz-substrato foi avaliado pela resistência de aderência ä tração. Os resultados mostraram que a aderência depende de parâmetros mais complexos que a simples absorção do substrato e, consequente ancoragem mecânica pela penetração de partículas nos poros. O uso de partículas finas associadas a dispersantes e tratamentos superficiais do substrato aumentaram aderência pelo acréscimo de contato matriz-substrato. / This study aims to identify and analyse parameters that influence the adhesion among cementitious matrices and substrates pointing out technical solutions to improve this property. The research has been developed by means of three independent studies. The first one concerns the development and validation of a mathematical model, based on geometric constraints, for the estimation of the particles potential penetration in porous media. The model considers particles with projected area less than or equal to the pore area can penetrate the pore. The second study is an experimental comparison among cementitious substrates with same porosity and roughness and different levels of absorption achieved by surface treatment. The application of abrasive methods and a water repellent have been used to manage the effect of the absorption of substrates. The control of wettability and absorption has been carried out by measuring the apparent contact angle and sorptivity. The third one regards the evaluation of binders content in cementitious matrices. Mortars, with two different limestone fines, have been made and applied on red ceramic substrates (clay bricks). The limestone fines, with two different particle size distributions, have been added at rates of 30% and 60% as replacement of binders volume. The agglomeration of particles has been assessed adding a polycarboxylate type admixture (0.02% of total solids volume), whereas the rheological behavior have been determined using a rotational rheometer. The performance of interface between matrix and substrate has been determined measuring the tensile adhesive strength. Results showed that the adhesion depends on parameters more complex than the simple absorption of substrate and the consequent mechanical interlocking of particles into pores. The use of fine particles, combined with the dispersant and with the silane surface treatment increased the adhesion through the increase of the contact area.

Os materiais em estado sólido têm papel importante no desenvolvimento da tecnologia e na produção da forma farmacêutica, pois atuam como um dos principais constituintes das formulações. As dimensões das partículas sólidas normalmente influenciam a dissolução dos fármacos, visto que esta depende da área superficial exposta ao meio líquido. O presente trabalho estuda a influência do tamanho das partículas sólidas na liberação de fármacos contidos no sistema matricial. foram analisados comprimidos matriciais formados por hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) (A) e fármacos (isoniazida (INH), fármaco hidrossolúvel (B) ou rifampicina (RMP) fármaco com baixa solubilidade(C)). Os pós para elaboração das formulações foram separados por tamisação, segundo classificação da USP XXIII, em quatro tamanho de partículas, partículas não homogêneas (branco), t&#8805;0,425 , 0,177&#8804;*t&#60;0,250 e t&#60;0,150 (t= tamanho em mm) e identificadas como A0, A1, A2, A3, B0, B1, B2, B3 e C0, C1, C2, C3, respectivamente. Por compressão direta foram preparados comprimidos matriciais de 250 mg, contendo, no primeiro tipo de formulação, 150 mg de isoniazida; 2,5 mg de estearato de magnésio e. 97,5 mg de HPMC e na segunda formulação mudou-se a constituição da fórmula, utilizando como fármaco 150 mg de rifampicina e os demais constituintes permaneceram os mesmos. As formulações foram obtidas pela combinação dos pós, mantendo-se constante a força de compressão, umidade do ambiente e demais variáveis, em A0B0, A1B1, A2B2, A3B3, A0C0, A0C1, A0C2, A0C3, A1C0, A1C1, A1C2, A1C3, A2C0, A2C1, A2C2, A2C3, A3C0, A3C1, A3C2 e A3C3. Os resultados das análises física e físico-química apresentaram claramente a influência do tamanho da partícula sólida sobre os parâmetros dos comprimidos matriciais estudados. Através da análise estatística dos parâmetros farmacocinéticos, Qmax e AUC, pode-se concluir que as formulações A1B1, A2B2, A3B3, A0C3, A1C1, A1C2, A1C3 e A2C1 apresentaram diferenças significativas entre as médias, quando comparada ao padrão. / The present work studies the solid particle size\'s influence of the rifampin and hydroxypropylmetylcellulose in kinetic release profile of the drug in matrix systems. The matrix tablets were formed by HPMC (A), isoniazid (B) and rifampin (C). The powders were classified by sieving in four different particle size distribution. (See table in file PDF) The twenty formulations were prepared by direct compression of the rifampin or isoniazid (150 mg), magnesium stearat (2,5 mg) and HPMC in order to obtain tablets of 250 mg. The formulations were obtained by the combination of the powders, in A0B0, A1,B1, A2B2, A3B3, A0C0, A0C1, A0C2, A0C3, A1C0, A1C1, A1C2, A1C3, A2C0, A2C1, A2C2, A2C3, A3C3, A3C1, A3C2 e A3C3. The drug release was studied by the dissolution and quantification assay. The dissolution curve represents the accumulated drug release during a period of 10 hours. The matrices dissolution profiles are upset by divergence the drugs and HPMC particle size in formulation. The estatistic analyse (teste t) the pharmacokinetic parameter (Qmax and AUC) show that the formulations A1B1, A2B2, A3B3, A1C1, A1C2, A1C3 and A2C1 are significantly differents when compare whith the standard tablets.

Os materiais em estado sólido têm papel importante no desenvolvimento da tecnologia e na produção da forma farmacêutica, pois atuam como um dos principais constituintes das formulações. As dimensões das partículas sólidas normalmente influenciam a dissolução dos fármacos, visto que esta depende da área superficial exposta ao meio líquido. O presente trabalho estuda a influência do tamanho das partículas sólidas na liberação de fármacos contidos no sistema matricial. foram analisados comprimidos matriciais formados por hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) (A) e fármacos (isoniazida (INH), fármaco hidrossolúvel (B) ou rifampicina (RMP) fármaco com baixa solubilidade(C)). Os pós para elaboração das formulações foram separados por tamisação, segundo classificação da USP XXIII, em quatro tamanho de partículas, partículas não homogêneas (branco), t&#8805;0,425 , 0,177&#8804;*t&#60;0,250 e t&#60;0,150 (t= tamanho em mm) e identificadas como A0, A1, A2, A3, B0, B1, B2, B3 e C0, C1, C2, C3, respectivamente. Por compressão direta foram preparados comprimidos matriciais de 250 mg, contendo, no primeiro tipo de formulação, 150 mg de isoniazida; 2,5 mg de estearato de magnésio e. 97,5 mg de HPMC e na segunda formulação mudou-se a constituição da fórmula, utilizando como fármaco 150 mg de rifampicina e os demais constituintes permaneceram os mesmos. As formulações foram obtidas pela combinação dos pós, mantendo-se constante a força de compressão, umidade do ambiente e demais variáveis, em A0B0, A1B1, A2B2, A3B3, A0C0, A0C1, A0C2, A0C3, A1C0, A1C1, A1C2, A1C3, A2C0, A2C1, A2C2, A2C3, A3C0, A3C1, A3C2 e A3C3. Os resultados das análises física e físico-química apresentaram claramente a influência do tamanho da partícula sólida sobre os parâmetros dos comprimidos matriciais estudados. Através da análise estatística dos parâmetros farmacocinéticos, Qmax e AUC, pode-se concluir que as formulações A1B1, A2B2, A3B3, A0C3, A1C1, A1C2, A1C3 e A2C1 apresentaram diferenças significativas entre as médias, quando comparada ao padrão. / The present work studies the solid particle size\'s influence of the rifampin and hydroxypropylmetylcellulose in kinetic release profile of the drug in matrix systems. The matrix tablets were formed by HPMC (A), isoniazid (B) and rifampin (C). The powders were classified by sieving in four different particle size distribution. (See table in file PDF) The twenty formulations were prepared by direct compression of the rifampin or isoniazid (150 mg), magnesium stearat (2,5 mg) and HPMC in order to obtain tablets of 250 mg. The formulations were obtained by the combination of the powders, in A0B0, A1,B1, A2B2, A3B3, A0C0, A0C1, A0C2, A0C3, A1C0, A1C1, A1C2, A1C3, A2C0, A2C1, A2C2, A2C3, A3C3, A3C1, A3C2 e A3C3. The drug release was studied by the dissolution and quantification assay. The dissolution curve represents the accumulated drug release during a period of 10 hours. The matrices dissolution profiles are upset by divergence the drugs and HPMC particle size in formulation. The estatistic analyse (teste t) the pharmacokinetic parameter (Qmax and AUC) show that the formulations A1B1, A2B2, A3B3, A1C1, A1C2, A1C3 and A2C1 are significantly differents when compare whith the standard tablets.

O presente trabalho tem como objetivo identificar e analisar parâmetros que influenciam a aderência de matrizes cimentícias a substratos apontando soluções técnicas para a melhoria de tal propriedade. Para tanto, foram desenvolvidos três estudos independentes: primeiro, a elaboração e validação de um modelo matemático com base na restrição geométrica para verificar a contribuição da penetração de partículas em meios porosos. O modelo considera que, após serem lançadas sobre a superfície, as partículas com área de projeção no plano menor ou igual à área do poro podem penetrá-la; segundo, um estudo experimental comparando substratos cimentícios com mesmas características topográficas (rugosidade/porosidade) e diferentes níveis de absorção obtidos mediante tratamentos superficiais: aplicação de silano e lixamento para verificar o efeito da absorção do substrato. O controle da absorção foi realizado por medições do ângulo de contato aparente e ensaios de absortividade; e por último, a influência do teor de ligante da matriz foi avaliada pela substituição de 30% e 60% do cimento por finos calcários, com duas distribuições granulométricas, em argamassas aplicadas sobre blocos cerâmicos. O efeito da aglomeração de partículas foi estudado pela adição de dispersante a base de policarboxilato num teor de 0,02% em relação ao volume total de sólidos. As características reológicas das argamassas foram medidas por reometria rotacional. O desempenho mecânico da interface matriz-substrato foi avaliado pela resistência de aderência ä tração. Os resultados mostraram que a aderência depende de parâmetros mais complexos que a simples absorção do substrato e, consequente ancoragem mecânica pela penetração de partículas nos poros. O uso de partículas finas associadas a dispersantes e tratamentos superficiais do substrato aumentaram aderência pelo acréscimo de contato matriz-substrato. / This study aims to identify and analyse parameters that influence the adhesion among cementitious matrices and substrates pointing out technical solutions to improve this property. The research has been developed by means of three independent studies. The first one concerns the development and validation of a mathematical model, based on geometric constraints, for the estimation of the particles potential penetration in porous media. The model considers particles with projected area less than or equal to the pore area can penetrate the pore. The second study is an experimental comparison among cementitious substrates with same porosity and roughness and different levels of absorption achieved by surface treatment. The application of abrasive methods and a water repellent have been used to manage the effect of the absorption of substrates. The control of wettability and absorption has been carried out by measuring the apparent contact angle and sorptivity. The third one regards the evaluation of binders content in cementitious matrices. Mortars, with two different limestone fines, have been made and applied on red ceramic substrates (clay bricks). The limestone fines, with two different particle size distributions, have been added at rates of 30% and 60% as replacement of binders volume. The agglomeration of particles has been assessed adding a polycarboxylate type admixture (0.02% of total solids volume), whereas the rheological behavior have been determined using a rotational rheometer. The performance of interface between matrix and substrate has been determined measuring the tensile adhesive strength. Results showed that the adhesion depends on parameters more complex than the simple absorption of substrate and the consequent mechanical interlocking of particles into pores. The use of fine particles, combined with the dispersant and with the silane surface treatment increased the adhesion through the increase of the contact area.

Emulsões são sistemas formados quando dois componentes imiscíveis são misturados, na forma de gotículas dispersas numa fase contínua, estabilizados pela ação de emulsificantes, compostos anfifílicos, com afinidades por ambas as fases do sistema. No caso de emulsões de Pickering, o sistema é estabilizado por partículas coloidais sólidas, que adsorvem à interface das gotículas da emulsão. O objetivo desta dissertação foi produzir e caracterizar suspensões de celulose cristalina (CC), celulose amorfa (CA) e de partículas de quitosana (PQ) e avaliar seu potencial de aplicação como únicos compostos estabilizantes em emulsões óleo-em-água. As CC e CA foram produzidas por tratamentos térmico e ácido de celulose microcristalina, respectivamente, enquanto que as PQs foram produzidas por tratamento ácido de quitosana de média massa molecular. Em todos esses casos, os tratamentos foram seguidos de ultra-agitação: 0 (ST), 10000 (UT10), 15000 (UT15) ou 20000 rpm (UT20) por 3 minutos. As suspensões de CC, CA e PQ foram caracterizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas, do potencial zeta e da estabilidade física, e por microscopia eletrônica de varredura e/ou de força atômica. As partículas em pó, produzidas por liofilização, foram submetidas a análises de difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e de colorimetria instrumental. Em função dessas caracterizações, foi estudado o efeito do tipo de partícula estabilizadora (CC, CA ou PQ) sobre o tamanho de gotas, colorimetria instrumental e estabilidade física de emulsões com 20% (v/v) de óleo de soja, sem e com &beta;-caroteno. Observou-se que os tratamentos UT10, UT15 e UT20 provocaram importantes alterações na distribuição de tamanho de partículas, com redução do tamanho médio das partículas, sem efeito significativo da velocidade de agitação. Em relação à PQ, os tratamentos por ultra-agitação não influenciaram o tamanho de partículas, nem quando comparado com suspensões ST. A CC apresentou-se em fragmentos de fibras celulósicas e altamente instáveis em suspensão, com índices de instabilidade próximos a 0,78. A CA apresentou-se em partículas coloidais e agregados irregulares, com estabilidade física razoável em suspensão (0,26). As suspensões de PQ apresentaram grandes estruturas cristalinas de acetato de sódio, junto a partículas coloidais de quitosana, mas altamente estáveis em suspensão aquosa (0,04). De forma geral, o potencial &zeta; e a estabilidade física das suspensões de CC, CA e PQ não variaram com o tratamento (ST, UT10, UT15 e UT20). Na caracterização das partículas liofilizadas, constatou-se alto índice de cristalinidade da CC (81%), e baixa cristalinidade da CA (42%) e da PQ (40%). Os tratamentos não provocaram modificações consideráveis na estrutura química, analisada por FTIR, e nem na cor instrumental da CC, CA e PQ. Por fim, apenas a PQ foi capaz de produzir e estabilizar emulsões óleo-em-água, não havendo formação de fase creme durante o armazenamento. A adição de 0,005% de &beta;-caroteno à fase lipídica deixou as emulsões estabilizadas por PQ ligeiramente alaranjadas e aumentou sua estabilidade física, sem afetar o tamanho médio de suas gotas (29-32 &micro;m). Portanto, apenas a PQ demonstrou potencial para estabilizar emulsões óleo-em-água, com ou sem &beta;-caroteno. / Emulsions are systems formed when two immiscible components are mixed, presenting dispersed droplets in a continuous phase, stabilized by emulsifiers, amphiphilic compounds, with affinities for both phases of the system. In the case of Pickering emulsions, the system is stabilized by solid colloidal particles, which adsorb at the interface of the emulsion droplets. The objective of this dissertation was to produce and characterize suspensions of crystalline cellulose (CC), amorphous cellulose (CA) and chitosan particles (PQ) and to evaluate its potential as single stabilizing compounds in oil-in-water emulsions. CC and CA were produced by heat and acidic treatments of microcrystalline cellulose, respectively, whereas PQs were produced by acidic treatment of medium molecular weight chitosan, also followed by ultra-stirring treatment. In all cases, the treatments were followed by ultra-stirring: 0 (ST); 10,000 (UT10); 15,000 (UT15) or 20,000 rpm (UT20) for 3 minutes. The suspensions of CC, CA and PQ were characterized for determination of particle size distribution, zeta potential and physical stability, and by scanning electron microscopy and/or atomic force microscopy. The powder particles, produced by freeze-drying, were subjected to analysis by X-ray diffraction, Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) and instrumental colorimetry. As a function of these characterizations, the effect of the stabilizing particle type (CC, CA or PQ) on droplet size, instrumental colorimetry and physical stability of emulsions with 20% (v/v) soybean oil, without and with &beta;-carotene was studied. It was observed that the treatments UT10, UT15 and UT20 caused important changes in the particle size distribution, with reduction of the mean particle size, without significant effect of the agitation speed. Regarding chitosan particles, ultra-stirring treatments did not influence particle size, neither when compared to suspensions without pretreatment. CC was presented as highly unstable cellulosic fiber fragments in suspension, with instability indexes close to 0.78. CA was presented in colloidal particles and irregular aggregates, with reasonable physical stability in suspension (0.26). The suspensions of PQ showed large crystalline structures of sodium acetate, together with colloidal chitosan particles, but highly stable in aqueous suspension (0.04). In general, the potential &zeta; and the physical stability of CC, CA and PQ suspensions did not change with the treatment (ST, UT10, UT15 and UT20). In the characterization of the freezedried particles, a high crystallinity index of CC (81%) was observed, whereas CA (42%) and PQ (40%) showed low crystallinities. The treatments neither caused significant changes in the chemical structure, analyzed by FTIR, nor in the instrumental color of CC, CA and PQ. Finally, only PQ was able to produce and stabilize oil-in-water emulsions, with no cream phase formation during storage. Addition of 0.005% &beta;-carotene to the oil phase left the emulsions stabilized by PQ slightly orange and increased the physical stability of the emulsions, without affecting the droplet size of the emulsions (29-32 &micro;m). Therefore, only PQ demonstrated the potential to stabilize oil-in-water emulsions, with or without &beta;-carotene.

Cerâmicas elétricas de Ba2In2O5 foram preparadas pelo método convencional de mistura de óxidos, e pela mistura e cristalização dos nitratos metálicos, para verificar o efeito do tamanho inicial das partículas na transição de fase ordemdesordem e na condutividade elétrica. Foram feitas substituições utilizando os cátions Gd3+ e Er3+, para verificar o efeito destes cátions na condutividade elétrica do indato de bário. Foi também preparado o óxido de índio pela técnica de complexação de cátions, e as nanopartículas obtidas foram caracterizadas por diversas técnicas. As principais técnicas de caracterização utilizadas foram: análise térmica, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X convencional e utilizando radiação síncrotron, espalhamento de raios X a baixos ângulos, espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia Raman e medida da condutividade elétrica por espectroscopia de impedância. Os principais resultados mostraram que os tratamentos térmicos de calcinação e sinterização exercem forte influência na obtenção da fase Ba2In2O5. Fases espúrias são facilmente formadas no Ba2In2O5 também decorrentes da interação deste com a umidade. Um menor tamanho inicial de partículas favorece a redução na temperatura de transição de fase de segunda ordem. A introdução do Er, em teores relativamente baixos, produziu aumento na condutividade elétrica e simultânea redução na temperatura de transição de fase. Altos teores de Er e Gd dão origem a múltiplas fases. Na decomposição térmica do citrato de índio é formado um composto intermediário. A calcinação do citrato de índio produziu um material particulado com tamanho nanométrico, mesmo para temperaturas de até 900 ºC. / The Ba2In2O5 conducting ceramic was prepared by the conventional powder mixing technique and by the crystallization of a mixture of metallic nitrates. The main purpose of this work was to verify the particle size effect on the electrical conductivity and phase transition temperature of sintered ceramics. Gd3+ and Er3+ were used to study the effect of dopant cations in the electrical conductivity behavior of Ba2In2O5. Finally, indium oxide was prepared by the cation complexation technique, and the obtained nanoparticles were characterized by several techniques. The main characterization techniques used in this work were: thermal analyses, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis, conventional X-ray diffraction and non-conventional X-ray diffraction using síncroton radiation, small angle X-ray diffraction, Raman spectroscopy and electrical conductivity by impedance spectroscopy. The main results show that special care should be taken in order to obtain single phase Ba2In2O5 powders, especially with thermal treatments of calcination and sintering of powders and compacts. The temperature for the second order phase transition decreased with reduction of the initial particle size. An increase of the electrical conductivity along with decrease in the temperature for phase transition was observed for small amounts of Er. Large contents of both Gd and Er give rise to more complexes phases. An intermediate compound was formed during the thermal decomposition of indium citrate. Calcination of this precursor up to 900 ºC gave rise to nanosized particles.

Emulsões são sistemas formados quando dois componentes imiscíveis são misturados, na forma de gotículas dispersas numa fase contínua, estabilizados pela ação de emulsificantes, compostos anfifílicos, com afinidades por ambas as fases do sistema. No caso de emulsões de Pickering, o sistema é estabilizado por partículas coloidais sólidas, que adsorvem à interface das gotículas da emulsão. O objetivo desta dissertação foi produzir e caracterizar suspensões de celulose cristalina (CC), celulose amorfa (CA) e de partículas de quitosana (PQ) e avaliar seu potencial de aplicação como únicos compostos estabilizantes em emulsões óleo-em-água. As CC e CA foram produzidas por tratamentos térmico e ácido de celulose microcristalina, respectivamente, enquanto que as PQs foram produzidas por tratamento ácido de quitosana de média massa molecular. Em todos esses casos, os tratamentos foram seguidos de ultra-agitação: 0 (ST), 10000 (UT10), 15000 (UT15) ou 20000 rpm (UT20) por 3 minutos. As suspensões de CC, CA e PQ foram caracterizadas para determinação da distribuição do tamanho de partículas, do potencial zeta e da estabilidade física, e por microscopia eletrônica de varredura e/ou de força atômica. As partículas em pó, produzidas por liofilização, foram submetidas a análises de difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e de colorimetria instrumental. Em função dessas caracterizações, foi estudado o efeito do tipo de partícula estabilizadora (CC, CA ou PQ) sobre o tamanho de gotas, colorimetria instrumental e estabilidade física de emulsões com 20% (v/v) de óleo de soja, sem e com &beta;-caroteno. Observou-se que os tratamentos UT10, UT15 e UT20 provocaram importantes alterações na distribuição de tamanho de partículas, com redução do tamanho médio das partículas, sem efeito significativo da velocidade de agitação. Em relação à PQ, os tratamentos por ultra-agitação não influenciaram o tamanho de partículas, nem quando comparado com suspensões ST. A CC apresentou-se em fragmentos de fibras celulósicas e altamente instáveis em suspensão, com índices de instabilidade próximos a 0,78. A CA apresentou-se em partículas coloidais e agregados irregulares, com estabilidade física razoável em suspensão (0,26). As suspensões de PQ apresentaram grandes estruturas cristalinas de acetato de sódio, junto a partículas coloidais de quitosana, mas altamente estáveis em suspensão aquosa (0,04). De forma geral, o potencial &zeta; e a estabilidade física das suspensões de CC, CA e PQ não variaram com o tratamento (ST, UT10, UT15 e UT20). Na caracterização das partículas liofilizadas, constatou-se alto índice de cristalinidade da CC (81%), e baixa cristalinidade da CA (42%) e da PQ (40%). Os tratamentos não provocaram modificações consideráveis na estrutura química, analisada por FTIR, e nem na cor instrumental da CC, CA e PQ. Por fim, apenas a PQ foi capaz de produzir e estabilizar emulsões óleo-em-água, não havendo formação de fase creme durante o armazenamento. A adição de 0,005% de &beta;-caroteno à fase lipídica deixou as emulsões estabilizadas por PQ ligeiramente alaranjadas e aumentou sua estabilidade física, sem afetar o tamanho médio de suas gotas (29-32 &micro;m). Portanto, apenas a PQ demonstrou potencial para estabilizar emulsões óleo-em-água, com ou sem &beta;-caroteno. / Emulsions are systems formed when two immiscible components are mixed, presenting dispersed droplets in a continuous phase, stabilized by emulsifiers, amphiphilic compounds, with affinities for both phases of the system. In the case of Pickering emulsions, the system is stabilized by solid colloidal particles, which adsorb at the interface of the emulsion droplets. The objective of this dissertation was to produce and characterize suspensions of crystalline cellulose (CC), amorphous cellulose (CA) and chitosan particles (PQ) and to evaluate its potential as single stabilizing compounds in oil-in-water emulsions. CC and CA were produced by heat and acidic treatments of microcrystalline cellulose, respectively, whereas PQs were produced by acidic treatment of medium molecular weight chitosan, also followed by ultra-stirring treatment. In all cases, the treatments were followed by ultra-stirring: 0 (ST); 10,000 (UT10); 15,000 (UT15) or 20,000 rpm (UT20) for 3 minutes. The suspensions of CC, CA and PQ were characterized for determination of particle size distribution, zeta potential and physical stability, and by scanning electron microscopy and/or atomic force microscopy. The powder particles, produced by freeze-drying, were subjected to analysis by X-ray diffraction, Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) and instrumental colorimetry. As a function of these characterizations, the effect of the stabilizing particle type (CC, CA or PQ) on droplet size, instrumental colorimetry and physical stability of emulsions with 20% (v/v) soybean oil, without and with &beta;-carotene was studied. It was observed that the treatments UT10, UT15 and UT20 caused important changes in the particle size distribution, with reduction of the mean particle size, without significant effect of the agitation speed. Regarding chitosan particles, ultra-stirring treatments did not influence particle size, neither when compared to suspensions without pretreatment. CC was presented as highly unstable cellulosic fiber fragments in suspension, with instability indexes close to 0.78. CA was presented in colloidal particles and irregular aggregates, with reasonable physical stability in suspension (0.26). The suspensions of PQ showed large crystalline structures of sodium acetate, together with colloidal chitosan particles, but highly stable in aqueous suspension (0.04). In general, the potential &zeta; and the physical stability of CC, CA and PQ suspensions did not change with the treatment (ST, UT10, UT15 and UT20). In the characterization of the freezedried particles, a high crystallinity index of CC (81%) was observed, whereas CA (42%) and PQ (40%) showed low crystallinities. The treatments neither caused significant changes in the chemical structure, analyzed by FTIR, nor in the instrumental color of CC, CA and PQ. Finally, only PQ was able to produce and stabilize oil-in-water emulsions, with no cream phase formation during storage. Addition of 0.005% &beta;-carotene to the oil phase left the emulsions stabilized by PQ slightly orange and increased the physical stability of the emulsions, without affecting the droplet size of the emulsions (29-32 &micro;m). Therefore, only PQ demonstrated the potential to stabilize oil-in-water emulsions, with or without &beta;-carotene.

Um modelo matemático da reação de copolimerização em emulsão de acrilato de butila e estireno em reator batelada e semi-batelada isotérmico foi desenvolvido e apresentou bons resultados quando comparado a experimentos disponíveis em literatura científica. O modelo contemplou a solução do balanço populacional, tanto para a distribuição de tamanho de partículas quando para a distribuição média de radicais por partícula. Contemplou-se também a solução do balanço de momentos, para obtenção da massa molar média numérica e mássica. O problema descrito foi resolvido através da solução numérica de um conjunto de equações algébricodiferenciais e o balanço populacional foi resolvido pelo método dos pivots fixos. Foi possível validar com boa aderência a conversão dos monômeros, o diâmetro médio de partículas, número de partículas por litro de emulsão, número médio de radicais por partícula, a distribuição de tamanho de partículas e a massa molar média numérica e mássica ao longo do tempo para um conjunto de experimentos. / A mathematical model of emulsion copolymerization reaction of styrene and butyl acrylate for batch and semi-batch isothermal reactor was developed and presented good results when compared to experiments available in the scientific literature. The model included the solution of the population balance for both particle size distribution and average number of radicals per particle. The balances of moments of the molecular weight distribution are solved to obtain the weight- and numberaveraged molecular weight of the polymer. The problem described was solved by numerical solution of a set of algebraic-differential equations and the population balance was solved by the method of fixed pivots. The model prediction were validated with a set of experiments with respect to the changes of monomer conversion, average particle diameter, number of particles per liter of emulsion, average number of radicals per particle, particle size distribution, number- and weight-average molecular weight during process time.

Cerâmicas elétricas de Ba2In2O5 foram preparadas pelo método convencional de mistura de óxidos, e pela mistura e cristalização dos nitratos metálicos, para verificar o efeito do tamanho inicial das partículas na transição de fase ordemdesordem e na condutividade elétrica. Foram feitas substituições utilizando os cátions Gd3+ e Er3+, para verificar o efeito destes cátions na condutividade elétrica do indato de bário. Foi também preparado o óxido de índio pela técnica de complexação de cátions, e as nanopartículas obtidas foram caracterizadas por diversas técnicas. As principais técnicas de caracterização utilizadas foram: análise térmica, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios X convencional e utilizando radiação síncrotron, espalhamento de raios X a baixos ângulos, espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia Raman e medida da condutividade elétrica por espectroscopia de impedância. Os principais resultados mostraram que os tratamentos térmicos de calcinação e sinterização exercem forte influência na obtenção da fase Ba2In2O5. Fases espúrias são facilmente formadas no Ba2In2O5 também decorrentes da interação deste com a umidade. Um menor tamanho inicial de partículas favorece a redução na temperatura de transição de fase de segunda ordem. A introdução do Er, em teores relativamente baixos, produziu aumento na condutividade elétrica e simultânea redução na temperatura de transição de fase. Altos teores de Er e Gd dão origem a múltiplas fases. Na decomposição térmica do citrato de índio é formado um composto intermediário. A calcinação do citrato de índio produziu um material particulado com tamanho nanométrico, mesmo para temperaturas de até 900 ºC. / The Ba2In2O5 conducting ceramic was prepared by the conventional powder mixing technique and by the crystallization of a mixture of metallic nitrates. The main purpose of this work was to verify the particle size effect on the electrical conductivity and phase transition temperature of sintered ceramics. Gd3+ and Er3+ were used to study the effect of dopant cations in the electrical conductivity behavior of Ba2In2O5. Finally, indium oxide was prepared by the cation complexation technique, and the obtained nanoparticles were characterized by several techniques. The main characterization techniques used in this work were: thermal analyses, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis, conventional X-ray diffraction and non-conventional X-ray diffraction using síncroton radiation, small angle X-ray diffraction, Raman spectroscopy and electrical conductivity by impedance spectroscopy. The main results show that special care should be taken in order to obtain single phase Ba2In2O5 powders, especially with thermal treatments of calcination and sintering of powders and compacts. The temperature for the second order phase transition decreased with reduction of the initial particle size. An increase of the electrical conductivity along with decrease in the temperature for phase transition was observed for small amounts of Er. Large contents of both Gd and Er give rise to more complexes phases. An intermediate compound was formed during the thermal decomposition of indium citrate. Calcination of this precursor up to 900 ºC gave rise to nanosized particles.