Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:17:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345245.pdf: 1818766 bytes, checksum: 0a5e9a5e6600671e8c6139eee07b6ee5 (MD5) Previous issue date: 2016 / Os espiropiranos constituem uma família de cromóforos conhecida por suas propriedades foto-, termo- e mais recentemente mecanocrômicas. A ação da luz ultravioleta ou calor induz uma reação de abertura do heteroanel da estrutura do espiropirano (SP), rompendo uma ligação específica carbono-oxigênio central na molécula, que dá origem à forma aberta intensamente colorida merocianina (MC), o que torna sua reatividade facilmente detectável. A reação reversível é induzida termicamente ou por luz visível e pode ser repetida diversas vezes até a fadiga e, em último caso, a degradação do composto. Por estas propriedades, o SP apresenta-se como um promissor cromóforo aplicado em sensores de fadiga ou degradação de componentes poliméricos. Neste trabalho, a molécula de SP foi sintetizada a partir do 2,3-dihidroxibenzaldeído e do cloridrato da 4-metoxifenil-hidrazina que em etapas específicas, foi bifuncionalizada com duas hidroxilas, ortogonalmente posicionadas nos carbonos 5? e 8, para permitir a sua incorporação como parte da cadeia do polímero poliuretano. A forma hidroxilada do cromóforo permitiu sua associação por ligações covalentes à cadeia polimérica e a partir disso, a obtenção de um polímero que reage à ação de estímulos externos através da mudança de cor. O polímero estudado foi o poliuretano (PU) por sua versatilidade, polimerização controlada, e por ser constituído por isocianato e poliol, possibilitando a incorporação do SP bifuncionalizado à cadeia do polímero. Foram estudados comparativamente dois PUs obtidos a partir de isocianatos diferentes, PAPI 27 e Isonate 50 OP, em uma copolimerização por policondensação e foram realizadas as caracterizações usando a técnica de espectrofotometria de FTIR no material polimérico com o mecanóforo incorporado. Finalmente, foram feitos ensaios de termo- e fotocromismo e ensaios mecânicos para comprovar sua potencial utilização em dispositivo termo- e fotocrômicos macromoleculares para a detecção de luz e calor.<br> / Abstract : Spiropyran chromophores are a family known for its photo properties, thermal and more recently mechanochromics. The action of ultraviolet light or heat induces a hetero ring-opening reaction spiropyran structure (SP), breaking a central carbon-oxygen specific bond in the molecule, yielding the open form intensely colored, merocyanine (MC), which makes its reactivity easily detectable. The reversible reaction is induced thermally or by visible light and can be repeated several times before fatigue and, ultimately, degradation of the compound. For these properties, SP is presented as a promising chromophore applied in sensors of degradation by light or heat in polymeric components. In this thesis, SP molecule was synthesized from 2,3-dihydroxybenzaldeyde hydrochloride and 4-methoxyphenyl hydrazine and, it was bifunctionalized in specific steps with two hydroxyls groups, orthogonally positioned on the carbons 5' and 8, to allow its incorporation as part of the polyurethane (PU) polymer chain. The hydroxylated form of chromophore allows their association by covalent bonds to polymer chain and from the addition, the construction of polymeric materials that react to the action of external stimuli through color change. PU was the polymer obtained because of its versatility, controlled polymerization, and because it consists of isocyanate and polyol, allowing the incorporation of the bifunctionalized SP to the polymer chain. Two PUs were obtained from different isocyanates, PAPI 27 and Isonate 50 OP, by polycondensation copolymerization and the characterizations were performed using the FTIR spectrophotometry technique in the polymeric material with the incorporated machine. Finally, thermo- and photochromic tests and mechanical tests were carried out to prove their potential use in thermo- and macromolecular photochromic devices for the detection of light and heat.

Orientador: Dario Antonio Donatti / Banca: Alexandre Mesquita / Banca: Andresa Deoclídia Soares Cortês / O processo Sol-Gel tem permido preparar materiais vítreos ou vítro-cerâmicos com novas composições com alto grau de pureza, homogêneos, materiais híbridos orgânicos e inorgânicos (OIHM) e até materiais impossíveis de serem preparados por processos convencionais. Um dos melhores sistemas para obtenção dos OIHM de sílica (ORMOSIL - Silicato Organicamente Modificado) é a reação combinada com alcoóxidos de Silício como o TEOS (Tetraetilortosilicato) e alcoóxidos funcionalizados como o GPTS (3-Glicidoxipropil-trimetoxisilano). A Prata, é aplicada em diversas áreas como por exemplo, em pinturas a base de Prata (utilizados para circuitos impressos), em filmes fotográficos, películas de vidros dentre várias outras aplicações. Dois efeitos encontrados quando uma amostra GTD-Ag (Amostra com a dopagem de AgNO3), irradiada por uma lâmpada UV e tratada a temperatura (acima de 80 °C), são os efeitos fotocrômicos e termocrômicos. Para o efeito fotocrômico, a irradiação por lâmpada UV, produz partículas de prata oxidadas (Ag+) que transformam-se em partículas de prata reduzidas (Ago), ocorrendo-se assim, o escurecimento dos filmes (redução). O clareamento das amostras GTD-Ag (oxidação), foi obtido através de um agente oxidante, o H2O2. Para observar o efeito termocrômico, as amostras GTD-Ag, são tratadas em forno convencional em temperaturas de 80 °C à 550 °C em atmosferas de N2 e ambiente. No tratamento térmico em atmosfera de N2, foi possível observar o escurecimento (redução) da amostra, a partir da temperatura de 80 °C, e em tratamento térmico à atmosfera ambiente, observamos um clareamento da amostra (oxidação), a partir da temperatura de 200 °C. Utilizando a técnica de análise térmica diferencial (DTA), foi possível verificar a óxido-redução da amostra GTD-Ag,... (Resumo completo, clicar acesso eletronico abaixo) / Abstract: The sol-gel process has allowed prepare vitreous or vitro-ceramic materials with novel compositions with high purity, homogeneous, organic and inorganic hybrid materials (OIHM) and impossible materials to be prepared by conventional methods. One of the better systems for obtaining OIHM silica (ORMOSIL - Silicate Organically Modified), is the combined reaction of silicon alkoxides such as TEOS (Tetraethylorthosilicate), and functionalised alkoxides such as GPTS (3- Glycidoxypropyl-trimethoxysilane). The Silver is applied in various areas such as Silver paintings (used for printed circuits) on photographic films, glass films among many other applications. Two effects found when a GTD-Ag sample (Sample with AgNO3 doping) irradiated by a UV lamp and treated at temperatures (above 80 °C), are photochromic and thermochromic effects. For the photochromic effect, the UV irradiation lamp produces oxidized silver particles (Ag+) which becomes reduced particles silver (Agº), occurring to thereby darkening of the films (reduction). The samples of the bleaching GTD-Ag (oxidation) were obtained by an oxidizing agent H2O2. To observe the thermochromic effect, the GTD-Ag samples are treated in a conventional oven at temperatures of 80 °C to 550 °C in N2 atmosphere and ambient. In the heat treatment in N 2 atmosphere, was observed to darkening (reduction) of the sample from the 80 °C temperature and treatments to the ambient atmosphere, we observed a whitening of the sample (oxidation) at low temperature 200 °C. Using the differential thermal analysis (DTA), we found the redox sample GTD-Ag, when treated in atmosphere ambient at temperatures above 150 °C. Similar behavior is observed for the GTD samples (Sample undoped AgNO3) at temperatures above 200 °C, occurring an effect known by pyrolysis which in our case is the degradation of the epoxy group / Mestre

O estudo busca esclarecer pontos essenciais sobre o emprego da termocromia em têxteis por meio de sua aplicação em estampas em camisetas, respondendo questões sobre o poder expressivo destas e do uso da termocromia como recurso de qualificação em projetos de Design de Superfície. A pesquisa traz dados históricos da camiseta como objeto de design e moda. Nesse contexto verificou-se a relevância dos esclarecimentos técnicos sobre o funcionamento da tinta termocrômica, assim como apresenta-se no estudo uma gama de produtos que se utilizaram da aplicação desta técnica, além de estudos acadêmicos considerados inovadores nessa área de conhecimento. O objetivo principal do estudo é explorar novos conhecimentos sobre os sistemas e técnicas em relação à aplicabilidade da termocromia em estampas de camisetas, bem como mostrar as capacidades subjetivas de comunicação/expressão e de interatividade em produtos com essa tecnologia, que podem servir como auxílio para os designers em projetos inovadores. Neste sentido, foram propostos estudos experimentais de aplicação de estampas com tinta termocrômica em camisetas, que deram o sentido fundamental a esta dissertação, acrescentando conhecimento e abrindo espaço para novas pesquisas no âmbito interdisciplinar. Neste estudo de caso exploratório, foi possível concluir, que os métodos mostrados aqui são fatores importantes de inovação para o setor têxtil e de moda e que os testes produzidos provaram a necessidade de rigor técnico contido nas especificações técnicas do fornecedor. / This study aims to clarify some fundamental questions related to textile thermochromism in the application of t-shirt printing, namely the expressive power of prints and the use of thermochromism as a resource in surface design. The investigation brings historical data regarding the t-shirt as an object of design and fashion. In this context, the importance of technical clarification related to the performance of thermochromic ink is verified and a range of products utilized in this technique are presented. A number of innovative academic studies in this area are also presented. The main objectives of this study are to investigate new knowledge about the applicability of systems and techniques utilized in thermochromic t-shirt graphics and to demonstrate the subjective capacity of expression and interaction of products that utilize this technology, which can serve as an aid to designers in innovative projects. From this perspective, experimental tests in the application of thermochromic t-shirt printing were proposed, providing significance to this thesis, enhancing the knowledge in this field and promoting further interdisciplinary research. In this exploratory case study it was possible to conclude that the methods shown here represent important innovations in the textile and fashion sectors and that the tests demonstrated the necessity of technical rigor regarding manufacturers’ technical specifications.

O estudo busca esclarecer pontos essenciais sobre o emprego da termocromia em têxteis por meio de sua aplicação em estampas em camisetas, respondendo questões sobre o poder expressivo destas e do uso da termocromia como recurso de qualificação em projetos de Design de Superfície. A pesquisa traz dados históricos da camiseta como objeto de design e moda. Nesse contexto verificou-se a relevância dos esclarecimentos técnicos sobre o funcionamento da tinta termocrômica, assim como apresenta-se no estudo uma gama de produtos que se utilizaram da aplicação desta técnica, além de estudos acadêmicos considerados inovadores nessa área de conhecimento. O objetivo principal do estudo é explorar novos conhecimentos sobre os sistemas e técnicas em relação à aplicabilidade da termocromia em estampas de camisetas, bem como mostrar as capacidades subjetivas de comunicação/expressão e de interatividade em produtos com essa tecnologia, que podem servir como auxílio para os designers em projetos inovadores. Neste sentido, foram propostos estudos experimentais de aplicação de estampas com tinta termocrômica em camisetas, que deram o sentido fundamental a esta dissertação, acrescentando conhecimento e abrindo espaço para novas pesquisas no âmbito interdisciplinar. Neste estudo de caso exploratório, foi possível concluir, que os métodos mostrados aqui são fatores importantes de inovação para o setor têxtil e de moda e que os testes produzidos provaram a necessidade de rigor técnico contido nas especificações técnicas do fornecedor. / This study aims to clarify some fundamental questions related to textile thermochromism in the application of t-shirt printing, namely the expressive power of prints and the use of thermochromism as a resource in surface design. The investigation brings historical data regarding the t-shirt as an object of design and fashion. In this context, the importance of technical clarification related to the performance of thermochromic ink is verified and a range of products utilized in this technique are presented. A number of innovative academic studies in this area are also presented. The main objectives of this study are to investigate new knowledge about the applicability of systems and techniques utilized in thermochromic t-shirt graphics and to demonstrate the subjective capacity of expression and interaction of products that utilize this technology, which can serve as an aid to designers in innovative projects. From this perspective, experimental tests in the application of thermochromic t-shirt printing were proposed, providing significance to this thesis, enhancing the knowledge in this field and promoting further interdisciplinary research. In this exploratory case study it was possible to conclude that the methods shown here represent important innovations in the textile and fashion sectors and that the tests demonstrated the necessity of technical rigor regarding manufacturers’ technical specifications.

Submitted by LUCAS BRAGA DE MELLO null (lucaomello12@gmail.com) on 2016-10-10T23:06:13Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MESTRADO Lucas Prata PDF.pdf: 1870553 bytes, checksum: 6998aa62034574fa649ce2ba13deebdf (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. O arquivo submetido não contém a folha de aprovação. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-10-11T16:02:02Z (GMT) / Submitted by LUCAS BRAGA DE MELLO null (lucaomello12@gmail.com) on 2016-10-11T23:16:56Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MESTRADO Lucas Mello Versão Final PDF.pdf: 3076697 bytes, checksum: adb1c134f37b4f27c08705c14999bfeb (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-17T17:32:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_lc_me_rcla.pdf: 3076697 bytes, checksum: adb1c134f37b4f27c08705c14999bfeb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-17T17:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_lc_me_rcla.pdf: 3076697 bytes, checksum: adb1c134f37b4f27c08705c14999bfeb (MD5) Previous issue date: 2016-10-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo Sol-Gel tem permido preparar materiais vítreos ou vítro-cerâmicos com novas composições com alto grau de pureza, homogêneos, materiais híbridos orgânicos e inorgânicos (OIHM) e até materiais impossíveis de serem preparados por processos convencionais. Um dos melhores sistemas para obtenção dos OIHM de sílica (ORMOSIL – Silicato Organicamente Modificado) é a reação combinada com alcoóxidos de Silício como o TEOS (Tetraetilortosilicato) e alcoóxidos funcionalizados como o GPTS (3-Glicidoxipropil-trimetoxisilano). A Prata, é aplicada em diversas áreas como por exemplo, em pinturas a base de Prata (utilizados para circuitos impressos), em filmes fotográficos, películas de vidros dentre várias outras aplicações. Dois efeitos encontrados quando uma amostra GTD-Ag (Amostra com a dopagem de AgNO3), irradiada por uma lâmpada UV e tratada a temperatura (acima de 80 °C), são os efeitos fotocrômicos e termocrômicos. Para o efeito fotocrômico, a irradiação por lâmpada UV, produz partículas de prata oxidadas (Ag+) que transformam-se em partículas de prata reduzidas (Ago), ocorrendo-se assim, o escurecimento dos filmes (redução). O clareamento das amostras GTD-Ag (oxidação), foi obtido através de um agente oxidante, o H2O2. Para observar o efeito termocrômico, as amostras GTD-Ag, são tratadas em forno convencional em temperaturas de 80 °C à 550 °C em atmosferas de N2 e ambiente. No tratamento térmico em atmosfera de N2, foi possível observar o escurecimento (redução) da amostra, a partir da temperatura de 80 °C, e em tratamento térmico à atmosfera ambiente, observamos um clareamento da amostra (oxidação), a partir da temperatura de 200 °C. Utilizando a técnica de análise térmica diferencial (DTA), foi possível verificar a óxido-redução da amostra GTD-Ag, quando tratada em atmosfera ambiente, em temperaturas superiores a 150 °C. Comportamento semelhante é observado para as amostras GTD (Amostra sem dopagem de AgNO3), em temperaturas acima de 200 °C, ocorrendo um efeito conhecido por pirólise, que no nosso caso é a degradação do grupo epóxi. / The sol-gel process has allowed prepare vitreous or vitro-ceramic materials with novel compositions with high purity, homogeneous, organic and inorganic hybrid materials (OIHM) and impossible materials to be prepared by conventional methods. One of the better systems for obtaining OIHM silica (ORMOSIL - Silicate Organically Modified), is the combined reaction of silicon alkoxides such as TEOS (Tetraethylorthosilicate), and functionalised alkoxides such as GPTS (3- Glycidoxypropyl-trimethoxysilane). The Silver is applied in various areas such as Silver paintings (used for printed circuits) on photographic films, glass films among many other applications. Two effects found when a GTD-Ag sample (Sample with AgNO3 doping) irradiated by a UV lamp and treated at temperatures (above 80 °C), are photochromic and thermochromic effects. For the photochromic effect, the UV irradiation lamp produces oxidized silver particles (Ag+) which becomes reduced particles silver (Agº), occurring to thereby darkening of the films (reduction). The samples of the bleaching GTD-Ag (oxidation) were obtained by an oxidizing agent H2O2. To observe the thermochromic effect, the GTD-Ag samples are treated in a conventional oven at temperatures of 80 °C to 550 °C in N2 atmosphere and ambient. In the heat treatment in N 2 atmosphere, was observed to darkening (reduction) of the sample from the 80 °C temperature and treatments to the ambient atmosphere, we observed a whitening of the sample (oxidation) at low temperature 200 °C. Using the differential thermal analysis (DTA), we found the redox sample GTD-Ag, when treated in atmosphere ambient at temperatures above 150 °C. Similar behavior is observed for the GTD samples (Sample undoped AgNO3) at temperatures above 200 °C, occurring an effect known by pyrolysis which in our case is the degradation of the epoxy group.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06-27Bitstream added on 2014-06-13T19:58:50Z : No. of bitstreams: 1 montanari_b_me_araiq.pdf: 1110824 bytes, checksum: 31d43cb39ebc2be5429e997729625c38 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Filmes finos de óxido de tungstênio apresentam várias propriedades ópticas interessantes. As propriedades eletrocrômicas, fotocrômicas e termocrômicas são conhecidas como uma mudança de cor pela ação de um campo elétrico, radiação eletromagnética e calor, respectivamente e têm sido amplamente estudadas. Muitos sistemas foram investigados e suas propriedades são largamente influenciadas por muitos parâmetros experimentais. Este comportamento é devido à facilidade dos átomos de tungstênio adotar vários estados de oxidação. Amostras vítreas foram preparadas nos sistemas ternário (NaPO3)n - BaF2 - WO3 e binário (NaPO3)n - WO3. Esses vidros apresentam grande estabilidade térmica frente à cristalização. Amostras contendo altas concentrações de WO3 (acima de 40% em mol) foram usadas como precursores na preparação dos filmes finos. Os filmes foram depositados pela técnica de evaporação por canhão de elétrons. Substratos de vidro borosilicato foram utilizados devido a melhor aderência. Os filmes foram caracterizados pela difração de raios X, perfilometria, espectroscopia de dispersão de raios X (EDX), espectroscopia de absorção eletrônica na região do UV-visível, espectroscopia de absorção vibracional na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia de absorção de raios X (XANES), m-lines e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Filmes finos estáveis contendo altas concentrações de WO3 foram obtidos e parâmetros experimentais foram estabelecidos. Propriedades termocrômicas foram estudadas em função do tempo e da temperatura. A umidade atmosférica foi o parâmetro fundamental no estudo do termocromismo. Propriedades ópticas e estruturais foram estudadas em função da concentração de WO3. Tratamentos térmicos controlados foram realizados nos filmes e somente a fase WO3 pode ser cristalizada a partir de filmes contendo altas concentrações de tungstênio. / Tungsten oxide thin films present several interesting optical properties. Electrochromic, photochromic and thermochromic properties are known as a colour change by the action of an electric field, electromagnetic radiation and heat respectively and have been widely studied. Many systems were investigated and their properties are largely influenced by many experimental parameters. This behavior is due to the facility of tungsten atoms to adopt various oxidation states. Vitreous samples were prepared in the (NaPO3)n - BaF2 - WO3 ternary and (NaPO3)n - WO3 binary systems. These glasses present high thermal stability against crystallization. Samples containing high concentrations of WO3 (above 40% molar) have been used as target to prepare thin films. Such films were deposited by electron beam evaporation method. Borosilicate glasses substrates were used due to better adherence. The films were characterized by X-ray diffraction, perfilometry, X-ray dispersion spectroscopy (XDS), UV-visible transmittance, infrared reflectance spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray absorption near edge structure (XANES), m-lines and Scanning Electronic Microscopy (SEM). Stable thin films containing high concentration of WO3 were obtained and experimental parameters were established. Thermochromic properties were studied in function of time and temperature. Humidity of the atmosphere was a fundamental parameter in the study of the thermochromism. Optical and structural properties were studied in function of concentration WO3. Controlled thermal treatments were accomplished in the films and only the phase WO3 was crystallized starting from films containing high tungsten concentrations.

O estudo busca esclarecer pontos essenciais sobre o emprego da termocromia em têxteis por meio de sua aplicação em estampas em camisetas, respondendo questões sobre o poder expressivo destas e do uso da termocromia como recurso de qualificação em projetos de Design de Superfície. A pesquisa traz dados históricos da camiseta como objeto de design e moda. Nesse contexto verificou-se a relevância dos esclarecimentos técnicos sobre o funcionamento da tinta termocrômica, assim como apresenta-se no estudo uma gama de produtos que se utilizaram da aplicação desta técnica, além de estudos acadêmicos considerados inovadores nessa área de conhecimento. O objetivo principal do estudo é explorar novos conhecimentos sobre os sistemas e técnicas em relação à aplicabilidade da termocromia em estampas de camisetas, bem como mostrar as capacidades subjetivas de comunicação/expressão e de interatividade em produtos com essa tecnologia, que podem servir como auxílio para os designers em projetos inovadores. Neste sentido, foram propostos estudos experimentais de aplicação de estampas com tinta termocrômica em camisetas, que deram o sentido fundamental a esta dissertação, acrescentando conhecimento e abrindo espaço para novas pesquisas no âmbito interdisciplinar. Neste estudo de caso exploratório, foi possível concluir, que os métodos mostrados aqui são fatores importantes de inovação para o setor têxtil e de moda e que os testes produzidos provaram a necessidade de rigor técnico contido nas especificações técnicas do fornecedor. / This study aims to clarify some fundamental questions related to textile thermochromism in the application of t-shirt printing, namely the expressive power of prints and the use of thermochromism as a resource in surface design. The investigation brings historical data regarding the t-shirt as an object of design and fashion. In this context, the importance of technical clarification related to the performance of thermochromic ink is verified and a range of products utilized in this technique are presented. A number of innovative academic studies in this area are also presented. The main objectives of this study are to investigate new knowledge about the applicability of systems and techniques utilized in thermochromic t-shirt graphics and to demonstrate the subjective capacity of expression and interaction of products that utilize this technology, which can serve as an aid to designers in innovative projects. From this perspective, experimental tests in the application of thermochromic t-shirt printing were proposed, providing significance to this thesis, enhancing the knowledge in this field and promoting further interdisciplinary research. In this exploratory case study it was possible to conclude that the methods shown here represent important innovations in the textile and fashion sectors and that the tests demonstrated the necessity of technical rigor regarding manufacturers’ technical specifications.