A liga AA2024-T3 é uma liga de alumínio extensivamente empregada na indústria aeronáutica, cujo segundo elemento principal da liga é o cobre. A presença de partículas intermetálicas provoca baixa resistência à corrosão por pites. Com o intuito de prevenir a corrosão, vários tratamentos de superfície têm sido avaliados, entre os quais os filmes sol-gel têm grande destaque. O objetivo deste trabalho é a obtenção, desenvolvimento e caracterização de filmes de acetato de celulose (AC) combinado com tetraetilortosilicato (TEOS) para proteção contra a corrosão da liga de alumínio AA2024-T3 em NaCl 0,05 mol L-1. Além disso, foi investigado o efeito da quantidade relativa entre AC e TEOS sobre o comportamento eletroquímico da liga metálica revestida. Diferentes inibidores de corrosão forma incorporados na matriz AC e TEOS. As propriedades anticorrosivas da liga com os filmes foram estudadas usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) durante sete dias de imersão no meio corrosivo. A composição química dos filmes foi determinada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), enquanto a morfologia foi examinada através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Verificou-se que revestimentos obtidos a partir de soluções contendo 70% (m/m) de TEOS e 30% (m/m) de AC e 1.10-3 mol L-1 nitrato de cério propiciaram melhor a resistência à corrosão da liga AA2024 para tempos prolongados de imersão. / The aluminum alloy 2024-T3 is extensively employed in the aerospace industry and copper is the second alloying element. The presence of intermetallic particles causes low resistance to localized corrosion. In order to prevent the corrosion, several surface treatments have been evaluated, being sol-gel films the most prominent. The aim of this work is to obtain, develop and characterize films of cellulose acetate (AC) combined with tetraethylortosilicate (TEOS) for corrosion protection of aluminum alloy 2024-T3 in NaCl 0.05 mol L-1 solution. In addition, the effect of the AC and TEOS ratio on the electrochemical behavior of the coated metal surface was investigated. Different corrosion inhibitors were incorporated into the sol-gel solution. The anticorrosive properties of the alloy with the films were studied using electrochemical impedance spectroscopy in different immersion times. The chemical structure of the films was determined by infrared spectroscopy, while the morphological was examined by scanning electron microscopy. It was verified that the coatings obtained from solutions containing 70% (w/w) of TEOS, 30% (w/w) of cellulose acetate and 1.10-3 mol L-1 of cerium nitrate provided the best corrosion resistance to AA2024-T3 for prolonged immersion times.

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Coorientador: Hernane da Silva Barud / Banca: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Sandra Andrea Cruz / Resumo: Nos dias de hoje, cada vez mais se faz necessário a substituição de produtos não-biodegradáveis derivados do petróleo por novos materiais que, além de não agredirem o ambiente, atendessem a crescente a demanda tecnológica. Visto isso, a celulose vem despertando um grande interesse na produção de novos materiais pois é uma matéria-prima abundante, de baixo custo, renovável e apresenta propriedades ecologicamente compatíveis como a biodegradabilidade e não-toxicidade. O uso de materiais argilosos na produção de compósitos com a finalidade de aprimorar as propriedades mecânicas, térmicas, de barreira de gás, resistências a chama, entre outras, tem sido bastante recorrente. Atualmente, a Laponita vem sendo utilizada na produção de compósitos apresenta propriedades relevantes para tal aplicação como a grande expansibilidade de suas lamelas e elevada capacidade de troca catiônica. Além disso, por apresentar propriedades distintas das argilas de ocorrência natural, como o pequeno tamanho de cristalito, a capacidade de formar géis e filmes translúcidos e o reduzido conteúdo de metais de transição, a Laponita também tem sido utilizada como matriz na produção de complexos luminescentes intercalados. No presente trabalho foram produzidos e caracterizados bio-nanocompósitos na forma de filmes utilizando nanofibras de celulose (NFC) e Laponita (Lap), com diferentes proporções de argila em relação à massa total do filme (denominados de NFC, NFC/Lap X%, sendo X = 10, 20, 30, 40 e 50%) no qu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 10 ABSTRACT Nowadays, it is increasingly necessary to replace non - biodegradable petroleum products with new materials that, in addition to not harming the environment, surpasses the increasing technological demand. Because of this, celul l ose has been of great interest in the pr oduction of new materials since it is an abundant raw material, low cost, renewable and presents ecologically compatible properties such as biodegradability and non - toxicity. The use of clay materials in the production of composites in order to improve the mechanical properties, thermal, gas barrier, flame resistance, among others, has been very recurrent. Currently, Laponite has been used in the production of composites presents properties relevant to such application as the great expansibility of its la ye rs and high cation exchange capacity. In addition, because it presents distinct properties of naturally occurring clays, such as the small size of crystallite, the ability to form gels and translucent films and the reduced content of transition metals, Lap onite has also been used as a matrix in the production of luminescent complexes inter layered . In the present work, nanocomposites in the form of films using cellulose nanofibres (C NF ) and Laponite (Lap), with different proportions of clay in relation to th e total mass of the film (denominated C NF, CNF /Lap X%, being X =10, 20, 30, 40 and 50%) were produced and characterized . The scanning electron microscopy (SEM) images showed Lapon... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11912_75 - Eduardo_Versao_Final.pdf: 4543218 bytes, checksum: ea084f9050c76600cbf0ef5516e84b40 (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / Os elementos não processáveis (NPE´s) na indústria de papel e celulose, particularmente o cloro (Cl-) e o potássio (K+), eventualmente se acumulam no ciclo do licor na etapa de recuperação química. Esse acúmulo geralmente leva a incrustação e corrosão dentro da caldeira de recuperação. Para superar tais problemas, um sistema de lixiviação de cinzas é tipicamente empregado para remover Cl-/K+ e recuperar Na+/(SO4)-2 das cinzas. Neste contexto, esta pesquisa propõe avaliar os efeitos da temperatura, da concentração da lama e do pH sobre a eficiência de separação em um sistema de lixiviação em escala laboratorial utilizando cinzas de caldeira de recuperação de uma fábrica de celulose e papel. Conforme reportado pela literatura, o resultado revela que a concentração tem o efeito mais significativo sobre as variáveis de resposta, enquanto que o pH - não mencionado na literatura - também tem um efeito significativo. As condições operacionais ótimas (84% de eficiência de recuperação de sulfato e 97% de eficiência de remoção de cloreto) podem ser alcançadas a 60ºC, 50% de concentração na lama e pH 9,0.

Orientador: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Jonas Contiero / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Resumo: As fibras de celulose, o amido catiônico, que são polímeros naturais e o carbonato de cálcio um mineral, são utilizados como aditivos na preparação de dispersões para aplicações industriais e desempenham um papel importante quando se trata de estabilidade coloidal da suspensão. A estabilidade coloidal de suspensões de fibra de celulose pura e na presença de amido e carbonato de cálcio precipitado foi investigada através da medida do potencial zeta em função do pH variando-se a força iônica do meio, utilizando a técnica de Atenuação Eletroacústica com o equipamento Acoustosizer IIM da marca Colloidal Dynamics. Tendo como fundamentos a teoria DLVO que trata da estabilidade coloidal em sistemas dispersos, obtiveram-se informações importantes sobre o comportamento deste sistema. Pela avaliação dos resultados de potencial zeta das suspensões de fibra de celulose pode concluir que a adição de carbonato de cálcio precipitado produziu uma inversão de carga da superfície da fibra de celulose, além disso, ao se variar a força iônica do meio a inversão tornou-se ainda mais evidente. Dessa forma pode-se concluir que o carbonato de cálcio produz uma maximização nas forças de natureza repulsiva na fibra de celulose (através de sua dupla camada elétrica) tornando a suspensão mais estável. Resultados semelhantes foram obtidos com adição de amido catiônico à suspensão de fibra de celulose. O amido catiônico (carga superficial positiva) em contato com a superfície da fibra de celulose (carga superficial negativa) altera a carga da fibra para positiva. A avaliação com concentrações a 20, 50 e 100% mostrou que independentemente da concentração o potencial eletrocinético permanece com o mesmo perfil de variação. Ao se misturar à suspensão de fibra de celulose o carbonato de cálcio e amido catiônico concluiu-se que para concentrações... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fibers of cellulose and the cationic starch, which are natural polymers, and the calcium carbonate mineral are used as additives in the preparation of dispersions for industrial applications. They play an important role when it refers to colloidal suspension stability. The stability of colloidal suspensions of pure cellulose fiber in the presence of starch and precipitated calcium carbonate was investigated through the zeta potential measuring as a function of pH by varying the ionic strength of the medium using the Attenuation Electroacoustic technique in the equipment Acoustosizer IIM from Colloidal Dynamics. Based on the DLVO theory that deals with the colloidal stability of dispersed system, important information of this system behavior was obtained. The evaluation of the results of zeta potential for suspensions of cellulose fiber showed that the addition of precipitated calcium carbonate produces the charge reversal at the cellulose fiber surface. Moreover, this reversal became more evident when the ionic strength of the medium was high. Thus, it can be concluded that the calcium carbonate produces an increase in the repulsive nature strength of cellulose fiber (through its electric double layer), making the suspension more stable. Similar results were obtained with the addition of cationic starch to the cellulose fiber suspension. The cationic starch (positive surface charge) in contact with the cellulose fiber surface (negative surface charge) changes the charge of fiber to positive. The evaluation of concentrations 20, 50 and 100% showed that, regardless the concentration, the electrokinetic potential change profile does not change. By mixing the cellulose fiber suspension with calcium carbonate and cationic starch, it was concluded that the electrokinetic potential is positive for concentrations above 4% of cationic starch in the whole pH range... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O desenvolvimento de novos materiais com fonte renovável, baixo custo, melhores propriedades físico-mecânicas e biodegradáveis tem se tornado o principal objetivo de muitas empresas e grupos de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar física, química e biologicamente um biocompósito à base de membrana de celulose com própolis. Foram preparadas membranas de celulose com própolis nas concentrações de 1,2%, 2,4% e 3,6%, secas e úmidas, realizados testes de caracterização através de Espectroscopia Vibracional na Região Infra-Vermelho, Difratometria de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise Térmica [Calorimetria Exploratória Diferencial e Termogravimetria] e análise microbiológica para S. aureus. A presença de concentrações diferentes de própolis nas membranas foi identificada nos diversos métodos utilizados e através do ensaio antimicrobiano, a concentração mínima de 0,34% de própolis foi ativo à S. aureus. Portanto, os resultados obtidos são promissores para trabalhos futuros in vivo e possíveis aplicações médicas. / The development of new materials with renewable, low cost, better physical and mechanical properties and biodegradable has become the main goal of many companies and research groups. The aim of this work was prepare and characterize physical, chemical and biologically biocomposites based at a cellulose membrane with propolis. Cellulose membranes were prepared with propolis at concentrations of 1.2%, 2.4% and 3.6%, wet and dry tests performed characterization using vibrational spectroscopy Infra-Red, X-ray Diffraction, Microscopy Scanning Electron, thermal analysis [differential scanning calorimetry and thermogravimetric] and microbiological analysis for S. aureus. The presence of different concentrations of propolis in the membranes was identified in various methods used by testing and antimicrobial, the minimum concentration of 0.34% propolis was active at St. aureus. Therefore, the results are promising for future studies in vivo and potential medical applications.

Uma das técnicas mais utilizadas para avaliação da molhabilidade de sólidos em pó é a técnica de ascensão capilar, na qual o ângulo de contato é estimado de forma indireta pelo modelo clássico de Washburn. No entanto, este modelo não leva em consideração o efeito da dissolução do leito de partículas para o caso de sólidos solúveis no líquido molhante, o qual constitui uma limitação importante na sua aplicação para diversos materiais. Assim, o presente trabalho tem como objetivo principal a elaboração de um novo modelo matemático para a análise de dados de ascensão capilar considerando a dissolução parcial do leito de partículas durante as medidas. Paralelamente, como consequência da necessidade de especificar adequadamente as condições de teste para o estudo de adequação do modelo, definiu-se como objetivo adicional a avaliação do efeito da atividade de água (aw) do material particulado e da umidade do ambiente sobre o valor de ângulo de contato obtido pela técnica de Washburn. Esta parte do estudo foi realizada utilizando celulose microcristalina (CMC) como material de referencia. Observou-se que o ângulo de contato CMC-água diminui linearmente com aw, enquanto a dependência com a umidade foi não linear, sendo mais pronunciada abaixo da umidade da monocamada. Embora tenha sido observado que a umidade relativa do ambiente durante o período de realização de um teste de ascensão capilar não afeta os resultados obtidos, mostrou-se que este parâmetro é relevante na determinação do ângulo de contato pela técnica de Washburn, porque afeta o conteúdo de umidade do material ao final da etapa de preparação das amostras para análise Com relação ao desenvolvimento do modelo matemático para a análise de dados de ascensão capilar em leitos com dissolução parcial, o modelo proposto, designado modelo DM-Washburn, foi obtido a partir da integração da equação de Navier-Stokes (assim como o modelo de Washburn), porém introduzindo uma dependência do diâmetro do capilar (i.e. poro no leito de partículas) em função da posição vertical e do tempo como estratégia para quantificar os efeitos da dissolução. A comparação entre os modelos DM-Washburn e clássico Washburn em termos de qualidade de ajuste foi realizada utilizando dados experimentais de ascensão capilar em leitos de D-(+)-glicose e lactose, utilizando como líquidos molhantes água pura e soluções aquosas desses dois materiais com concentrações até saturação. O modelo DM-Washburn possibilitou obter estimativas do ângulo de contato independentes da concentração do carboidrato do líquido molhante, com valores de desvio relativo médio inferiores a 5% para todas as condições testadas, representando uma melhoria efetiva na modelagem da ascensão capilar para sistemas nos quais ocorre a dissolução parcial do leito no líquido molhante. Além disso, os testes realizados com celulose microcristalina (CMC), um material insolúvel em água, mostraram a consistência do modelo DM-Washburn em experimentos tradicionais de ascensão capilar, isto é, sem dissolução significativa do leito de partículas. Os resultados obtidos neste estudo indicam que o modelo DMWashburn tem um grande potencial para avaliar a molhabilidade de materiais solúveis.

Estágio realizado na Portucel Viana e orientado pelo Eng.º Mário António Pinto dos Santos Amaral / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na Portucel Viana e orientado pelo Eng.º Mário Amaral / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-26Bitstream added on 2014-06-13T18:55:37Z : No. of bitstreams: 1 comelato_js_me_guara.pdf: 638138 bytes, checksum: 973ae32b21e0f4f1e48fb1406e756072 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-05-06T12:18:26Z: comelato_js_me_guara.pdf,Bitstream added on 2015-05-06T12:19:02Z : No. of bitstreams: 1 000670919.pdf: 646855 bytes, checksum: cda353c2aa060d60af1e5369124b9d2e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento da celulose kraft de eucalipto branqueada por diferentes reagentes e sua influência sobre as propriedades físicas e mecânicas do papel produzido, refino e propriedades das fibras. Os reagentes químicos utilizados nas sequências de branqueamento afetam significativamente as propriedades da polpa por despolimerização das cadeias de celulose e, consequentemente, a diminuição do comprimento das fibras. O refino tem por objetivo melhorar as interações entre as fibras, porém resulta em alterações estruturais, incluindo o encurtamento da fibra, fibrilação interna e externa, como também a produção de finos na polpa de celulose. O material utilizado foi uma polpa kraft industrial de eucalipto pré-deslignificada com oxigênio. As sequências de branqueamento foram do tipo ECF (livre de cloro elementar), objetivando alcançar uma alvura de 90 ± 0,5% ISO. A sequência D(E+P)DD foi utilizada como referência para as sequências AHTD(E+P)DD, D(E+P)D(PO) e PX(E+P)DD. As polpas foram classificadas em classificador laboratorial tipo Bauer-McNett de acordo com a norma TAPPI T233 – cm 25. As duas maiores porções de polpa retidas nas peneiras do equipamento foram refinadas nas mesmas condições de sua polpa não classificada. O comprimento das fibras, coarseness e teor de finos foram determinados em análise microscópica em aparelho FQA (Fiber Quality Analyser). As análises físicas, mecânicas e químicas foram determinadas de acordo com os procedimentos descritos pela norma TAPPI. As polpas das sequências branqueadas com os estágios AHT, PX e PO afetaram mais negativamente as propriedades físicas e mecânicas da polpa e aumentaram a concentração de polpa, que passaram em peneiras mais finas, pois estes reagentes são pouco seletivos. Para as polpas classificadas, a drenabilidade após o refino foi menor, pois quanto... / This study aims to evaluate the relation between the length of cellulose fibers and their influence on the refining, caused by different bleaching chemical reagents. The chemical reagents used in bleaching sequences affect significantly the composition of the pulp, causing depolymerization of cellulose chains, and by consequence, the reduction of fiber lengths. The refining aims to improve interactions between the fibers, but also results in composition changes, including fiber shortening, internal and external fibrillation, and also the production of fines in pulp. The material used was an industrial eucalyptus pulp pre-oxygen delignified. The bleaching sequences were type ECF (Elemental Chlorine Free), in order to reach a brightness of 90 ± 0.5% ISO. The sequence D(E+P)DD was used as reference to the AHTD(E+P)DD, D(E+P)D(PO) and PXA(E+P)DD sequences. The pulps were classified according to TAPPI T233 – cm 25 in a laboratorial Bauer-McNett classifier. The two major pieces of pulp retained in the equipment´s sieves were refined under de same conditions for the unclassified pulp. The size and coarseness of the fibers were determined by microscopic analysis, in a FQA (Fiber Quality Analyzer) equipment. The physical-mechanical and analytical properties were determined in accordance to TAPPI standards. The bleached pulps with AHT, PXA and PO stages were more negatively affected by the physical and mechanical properties of the pulp and increased the concentration of slurry that passed in thinner screens, because these reagents are less selective. For the classified pulps, the drainability after refining was lower thus the smaller the amounts of fines in pulp, the greater the space between the fibers. The absence of fines negatively affected the tensile, compression and smoothness properties of paper. The low percentage of fines in pulps was not significant for tear index, but it increased ... (Complete abstract click electronic access below)