O presente trabalho estudou duas vias reacionais para a preparação de derivados cationizados de quitosana (QCat), sendo que a N-metilação extensiva via reação de quitosana com iodometano (CH3I) resultou em N,N,N-trimetilquitosana (TMQ) enquanto que a reação de quitosana com cloreto de glicidiltrimetilamônio (CGTMA) produziu N-(2-hidroxi)-propil-3-trimetilamônio quitosana (HPTAQ). Planejamento fatorial completo 23 foi aplicado para analisar os efeitos das condições reacionais sobre o rendimento das reações (R) e as características de TMQ e HPTAQ. As características estruturais da quitosana de partida e seus derivados foram analisadas por espectroscopias na região de infravermelho (FTIR) e de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN-1H), sendo que esta última também foi utilizada para determinar os graus médios de acetilação (GA), de quaternização (GQ) e de substituição (GS) de quitosana, TMQ e HPTAQ, respectivamente. Viscosimetria capilar foi utilizada para determinar a viscosidade intrínseca ([&eta;]) de quitosana, TMQ e HPTAQ, permitindo estimar a ocorrência de despolimerização e sua relação com as condições reacionais. Todas as amostras de TMQ foram solúveis em água e o valor de GQ variou no intervalo 21,0 - 67,0%; a [&eta;] variou entre 13,7 mL/g - 213,0 mL/g e o rendimento da reação atingiu até 82,0%, sendo que entre as variáveis analisadas a concentração de hidroxido de sódio e excesso de CH3I são as mais relevantes. Quanto às amostras de HPTAQ, apenas aquelas com GS &gt; 12,0% foram solúveis em água,GS ficou no intervalo 1,0 % - 45,5%; [&eta;] variou entre 283,0 mL/g - 446,0 mL/g e o rendimento não foi superior a 33,0%, e entre as variáveis analisadas, temperatura e excesso de CGTMA foram as mais importantes na produção de HPTAQ. As amostras TMQ2 GQ = 46,0%; [&eta;] = 290,0 mL/g) e HPTAQ6 GS = 33,0%; [&eta;] = 293,0 mL/g) foram empregadas em estudo visando a formação de complexos surfactante/polieletrólito (CSP) com decanossulfonato de sódio (DS). As propriedades condutimétricas e tensiométicas dos TMQ2, HPTAQ6 e CSP\'s foram estudadas e mostraram que todos apresentam atividade interfacial (&gamma; <= 52,0 mN.m-1), além de elevado valor de módulo de elasticidade (E >= 31,0 mN.m-1), indicando que as espécies analisadas geram filmes interfaciais com boas propriedade mecânicas e por isso podem ser aplicados como agentes estabilizantes de emulsões. As emulsões do tipo óleo/água preparadas pela incorporação de QCat (TMQ ou HPTAQ) ou de CSP (TMQ/DS ou HPTAQ/DS) foram estáveis por mais de 4 meses, conforme avaliado por medidas de fluorescência e de turbidez. / In this work were studied two different methods for preparing cationized derivatives of chitosan (ChCat), a consisted extensive N-methylation by chitosan reaction with iodomethane (CH3I) resulted in N,N,N-trimethylchitosan (TMCh), and other a reaction of chitosan with chloride glycidyltrimethylammonium (GTMAC) resulted in N-(2-hydroxy)-propyl-3-trimethylammonium chitosan (HPTACh). A complete factorial design (23) was used to analyze the influence of reaction conditions on the yield of the reaction (R) as well as the characteristics of TMCh and HPTACh produced. The structure of chitosan pattern and its derivatives were characterized by infrared spectroscopy (IR) and nuclear magnetic resonance (1H-NMR), considering that the latter was also used to determine the average degree of acetylation (DA), quaternization (DQ) and substitution (DS) of chitosan, TMCh and HPTACh, respectively. Capillary viscometry was used to determine the intrinsic viscosity ([&eta;]) of chitosan, TMCh and HPTACh, allowing to estimate the occurrence of depolymerization and its relationship with the reaction conditions. All samples of TMCh were soluble in water and it was found that DA ranged as 21.0% - 67.0%; the [&eta;] ranged as 13.7 mL/g - 213.0 mL/g and the yield reaction was up to 82.0%, among the variables studied, the concentration of sodium hydroxide and excess CH3I were the most relevant. The HPTACh samples were soluble in water with DS &gt; 12.0%, DS ranged as 1.0% - 45.5%; the [&eta;] ranged as 283.0 mL/g - 446.0 mL/g and the yield was lower than 33.0%, among the variables studied temperature and excess CGTMA were the most important in the production of HPTACh. Among the reaction conditions studied for the synthesis of TMCh the best condition was 2, while for HPTACh the best condition was 6. The samples TMCh2 DQ = 46.0%, [&eta;] = 290.0 ml/g) and HPTACh6 DS = 33.0%, [&eta;] = 293.0 mL/g) were used in a study aiming at the formation of surfactant/polyelectrolyte complex (SPEC) with sodium 1-decanessulfonate (SD). The conductivity and surface tension properties of TMCh2, HPTACh6 and SPEC\'s have been studied and show that all have interfacial activity (&gamma; <= 52.0 mN.m-1), and high value of elasticity modulus (E >= 31.0 mN.m-1), indicating that all species generate interfacial film with good mechanical property and thus can be applied as a stabilizing agent in emulsions emulsions oil/water that were prepared by incorporating ChCat synthesized and SPEC\'s in their formulations, they were stable for more than 4 months, as evaluated by fluorescence and turbidity measurements.

O presente trabalho estudou duas vias reacionais para a preparação de derivados cationizados de quitosana (QCat), sendo que a N-metilação extensiva via reação de quitosana com iodometano (CH3I) resultou em N,N,N-trimetilquitosana (TMQ) enquanto que a reação de quitosana com cloreto de glicidiltrimetilamônio (CGTMA) produziu N-(2-hidroxi)-propil-3-trimetilamônio quitosana (HPTAQ). Planejamento fatorial completo 23 foi aplicado para analisar os efeitos das condições reacionais sobre o rendimento das reações (R) e as características de TMQ e HPTAQ. As características estruturais da quitosana de partida e seus derivados foram analisadas por espectroscopias na região de infravermelho (FTIR) e de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN-1H), sendo que esta última também foi utilizada para determinar os graus médios de acetilação (GA), de quaternização (GQ) e de substituição (GS) de quitosana, TMQ e HPTAQ, respectivamente. Viscosimetria capilar foi utilizada para determinar a viscosidade intrínseca ([&eta;]) de quitosana, TMQ e HPTAQ, permitindo estimar a ocorrência de despolimerização e sua relação com as condições reacionais. Todas as amostras de TMQ foram solúveis em água e o valor de GQ variou no intervalo 21,0 - 67,0%; a [&eta;] variou entre 13,7 mL/g - 213,0 mL/g e o rendimento da reação atingiu até 82,0%, sendo que entre as variáveis analisadas a concentração de hidroxido de sódio e excesso de CH3I são as mais relevantes. Quanto às amostras de HPTAQ, apenas aquelas com GS &gt; 12,0% foram solúveis em água,GS ficou no intervalo 1,0 % - 45,5%; [&eta;] variou entre 283,0 mL/g - 446,0 mL/g e o rendimento não foi superior a 33,0%, e entre as variáveis analisadas, temperatura e excesso de CGTMA foram as mais importantes na produção de HPTAQ. As amostras TMQ2 GQ = 46,0%; [&eta;] = 290,0 mL/g) e HPTAQ6 GS = 33,0%; [&eta;] = 293,0 mL/g) foram empregadas em estudo visando a formação de complexos surfactante/polieletrólito (CSP) com decanossulfonato de sódio (DS). As propriedades condutimétricas e tensiométicas dos TMQ2, HPTAQ6 e CSP\'s foram estudadas e mostraram que todos apresentam atividade interfacial (&gamma; <= 52,0 mN.m-1), além de elevado valor de módulo de elasticidade (E >= 31,0 mN.m-1), indicando que as espécies analisadas geram filmes interfaciais com boas propriedade mecânicas e por isso podem ser aplicados como agentes estabilizantes de emulsões. As emulsões do tipo óleo/água preparadas pela incorporação de QCat (TMQ ou HPTAQ) ou de CSP (TMQ/DS ou HPTAQ/DS) foram estáveis por mais de 4 meses, conforme avaliado por medidas de fluorescência e de turbidez. / In this work were studied two different methods for preparing cationized derivatives of chitosan (ChCat), a consisted extensive N-methylation by chitosan reaction with iodomethane (CH3I) resulted in N,N,N-trimethylchitosan (TMCh), and other a reaction of chitosan with chloride glycidyltrimethylammonium (GTMAC) resulted in N-(2-hydroxy)-propyl-3-trimethylammonium chitosan (HPTACh). A complete factorial design (23) was used to analyze the influence of reaction conditions on the yield of the reaction (R) as well as the characteristics of TMCh and HPTACh produced. The structure of chitosan pattern and its derivatives were characterized by infrared spectroscopy (IR) and nuclear magnetic resonance (1H-NMR), considering that the latter was also used to determine the average degree of acetylation (DA), quaternization (DQ) and substitution (DS) of chitosan, TMCh and HPTACh, respectively. Capillary viscometry was used to determine the intrinsic viscosity ([&eta;]) of chitosan, TMCh and HPTACh, allowing to estimate the occurrence of depolymerization and its relationship with the reaction conditions. All samples of TMCh were soluble in water and it was found that DA ranged as 21.0% - 67.0%; the [&eta;] ranged as 13.7 mL/g - 213.0 mL/g and the yield reaction was up to 82.0%, among the variables studied, the concentration of sodium hydroxide and excess CH3I were the most relevant. The HPTACh samples were soluble in water with DS &gt; 12.0%, DS ranged as 1.0% - 45.5%; the [&eta;] ranged as 283.0 mL/g - 446.0 mL/g and the yield was lower than 33.0%, among the variables studied temperature and excess CGTMA were the most important in the production of HPTACh. Among the reaction conditions studied for the synthesis of TMCh the best condition was 2, while for HPTACh the best condition was 6. The samples TMCh2 DQ = 46.0%, [&eta;] = 290.0 ml/g) and HPTACh6 DS = 33.0%, [&eta;] = 293.0 mL/g) were used in a study aiming at the formation of surfactant/polyelectrolyte complex (SPEC) with sodium 1-decanessulfonate (SD). The conductivity and surface tension properties of TMCh2, HPTACh6 and SPEC\'s have been studied and show that all have interfacial activity (&gamma; <= 52.0 mN.m-1), and high value of elasticity modulus (E >= 31.0 mN.m-1), indicating that all species generate interfacial film with good mechanical property and thus can be applied as a stabilizing agent in emulsions emulsions oil/water that were prepared by incorporating ChCat synthesized and SPEC\'s in their formulations, they were stable for more than 4 months, as evaluated by fluorescence and turbidity measurements.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T22:05:09Z No. of bitstreams: 1 VALDETE CAMPOS SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1742009 bytes, checksum: d14a2b9103828a1effe17c04bc86fe09 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T22:05:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALDETE CAMPOS SILVA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1742009 bytes, checksum: d14a2b9103828a1effe17c04bc86fe09 (MD5) Previous issue date: 2015-04-13 / Capes / As águas oleosas provenientes de descartes de algumas indústrias representam um sério problema para o ecossistema marinho e terrestre, sendo necessário um tratamento prévio para reutilização ou descarte dessas águas. O uso de materiais adsorventes vem sendo bastante estudado pelo fato de minimizar os problemas causadores no sistema ambiental. A busca por materiais de baixos custos, alta capacidade de remoção e fácil disponibilidade são fatores importantes para a sua escolha. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a avaliação da capacidade de remoção de óleo utilizando argila vermiculita modificada com sal quaternário de amônio e cera de carnaúba líquida em soluções emulsionadas óleo/água. Para tal finalidade, o planejamento fatorial 2² com três pontos centrais foi realizado para determinar as condições dos ensaios de banho finito. Para o processo de expansão a argila vermiculita in natura foi aferida, antes e depois da expansão, em uma proveta graduada. Foi levada ao forno mufla frio até atingir as temperaturas de 700, 800, e 900 ºC e, após atingir estas temperaturas permaneceu por mais 15 minutos no forno. A argila vermiculita expandida foi modificada com o sal quaternário de amônio CTABr e a cera de carnaúba líquida durante 2 minutos, sob agitação constante. Após as modificações, foram preparadas as emulsões óleo/água nas concentrações de 50, 75 e 100 ppm, utilizando o cloreto de sódio, óleo lubrificante Petrobras e água deionizada, sob agitação mecânica por 20 minutos. Para o banho finito, foram utilizadas as amostras da argila modificada, água deionizada, e as emulsões óleo/água, seguindo o planejamento fatorial 2². Após todos os procedimentos, as emulsões óleo/água e as amostras do banho finito, foram avaliadas através do analisador de óleo Horiba OCMA-350. Por meio do tratamento térmico, verificou-se que o processo de expansão das lamelas da vermiculita foi favorecido a temperatura de 700 oC. Nos difratogramas ficou evidenciado a intercalação do sal quaternário de amônio devido aumento da distância interlamelar do pico característico da argila vermiculita expandida. Com os espectros de infravermelhos observou-se a ausência da água adsorvida, ocasionada pelo processo de expansão, e a intercalação do material orgânico. A partir das micrografias verificou-se que a intercalação do sal quaternário de amônio e a cera de carnaúba gerou o preenchimento dos espaços vazios entre as camadas decorrentes da argila expandida que resultaram em aglomerados mais compactos. A argila vermiculita modificada com sal quaternário de amônio apresentou maior potencial na capacidade de remoção, nos tempos de 1h e 3h, e concentração de 100 ppm, em relação à argila modificada com cera de carnaúba. Para a argila vermiculita modificada com sal quaternário de amônio os ensaios 1 (50 ppm/1 hora) e 2 (100 ppm /1 hora) tiveram a melhor porcentagem de remoção de óleo, com 89,72% e 90,80%, respectivamente, e para a argila vermiculita modificada com cera de carnaúba os ensaios 2 (100 ppm/1 hora) e 4 (100 ppm/3 horas) tiveram a melhor remoção de óleo, com 84,21% e 86,90%, respectivamente. / Oily water from discharges of some industries represent a serious problem for the marine and terrestrial ecosystem, requiring pretreatment for reuse or disposal of these waters. The use of adsorbent materials has been widely studied because of minimizing the problems causing the environmental system. The search for low-cost materials, high capacity removal and easy availability are important factors in their choice. Thus, this study aimed to evaluate the oil removal capacity using vermiculite modified clay with quaternary ammonium salt and wax liquid carnauba in emulsified oil / water solutions. For this purpose, the factorial design 2² with three central points was conducted to determine the conditions of finite bath trials. For the process of expansion in nature vermiculite clay was measured before and after expansion, in a graduated cylinder. It was brought to the cold muffle furnace until it reaches temperatures of 700, 800, and 900 ° C and, after reached these temperatures remained for 15 more minutes in the oven. The expanded vermiculite clay was modified with the quaternary ammonium salt, the liquid CTABr and carnauba wax, for 2 minutes under constant stirring. After the modifications, the oil/water emulsions were prepared at concentrations of 50, 75 and 100 ppm, using sodium chloride, Petrobrás lubricating oil and deionized water, under mechanical stirring for 20 minutes. For the finite bath, the samples modified clay, the deionized water, and the oil/water emulsions were used, according to the 2² factorial design. Após todos os procedimentos, as emulsões óleo/água e as amostras do banho finito, foram avaliadas através do analisador de óleo Horiba OCMA-350. Through the heat treatment, it was found that the process of expansion of the vermiculite lamellae was favored of 700 ° C temperature. In diffractogram, was evidence the intercalation of quaternary ammonium salt, due to increased interlayer distance from the characteristic peak of the expanded vermiculite clay. With the infrared spectra, were observe the absence of adsorbed water, caused by the expansion process, and intercalation of the organic material. From the micrographs it was found that the intercalation of quaternary ammonium salt and carnauba wax generated filled the voids between layers of the resulting expanded clay which have resulted in more compact aggregation. The vermiculite modified clay with quaternary ammonium salt has the greatest potential removability, the times of 1h and 3h, and 100 ppm concentration, in relation to the clay modified with carnauba wax. For the vermiculite modified clay with quaternary ammonium salt, the tests 1 (50 ppm / 1 hour) and 2 (100 ppm / 1 hour) had the best percentage of oil removal, with 89.72% and 90.80%, respectively, and vermiculite modified

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Fernando Giacchero.pdf: 4189596 bytes, checksum: 744ba5d6d712d7bbaf8643e411becaf4 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to know the electrochemical behavior of galvanized steel and improve its corrosion protection were tested mineral oils and emulsions which exist in the industrial sector in order to compare the electrochemical tests with results obtained in natural tests. The galvanizing Industries care about a safety when selling their material and the mineral oils inhibitors are widely used in this field, but if these oils or oil-water emulsions are not in the ideal concentration, they can not ensure protection for galvanized steel, which is usually required by suppliers of at least six months without the formation of corrosion products. The technique of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves anodic and cathodic (CPOL) showed the electrochemical behavior of galvanized steel, ordinary steel, the electrochemical behavior of galvanized steel in the presence of mineral oils and emulsifying behavior even in presence of oil full. Immersion tests were performed at regular steel and galvanized steel in order to understand the mechanisms of formation of corrosion products and the results were obtained by scanning electron microscopes (SEM) techniques and X-ray diffraction (XRD). Tests were also conducted with natural samples of galvanized steel with different concentrations of oil in an airtight container with the atmosphere of a more aggressive galvanizing industry partner in this research for a period of six months at the most critical period of the year where the great heat exchange causes a greater number of cycles that dry and wet samples favoring the formation of corrosion products. Samples will be collected after the six-month period and analyzed by SEM and XRD to identify the corrosion products formed comparing the analyzes obtained for several concentrations of emulsions and thus identifying the most efficient way to ensure the protection against corrosion in galvanized steel. / As indústrias de galvanização que armazenam o aço zincado em locais de alta umidade relativa propiciam a formação da corrosão branca que afeta a estética e, conseqüentemente, a comercialização do material. Para zelar pela integridade do metal, óleos minerais são utilizados neste campo como inibidores temporários de corrosão. Porém, se esses óleos ou emulsões óleo-água não estiverem na concentração ideal, poderão não garantir uma proteção para o aço zincado, que costuma ser exigida por fornecedores de no mínimo seis meses sem a formação de produtos de corrosão visíveis a olho nu. A técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e as curvas de polarização anódicas e catódicas (Cpol) mostraram o comportamento eletroquímico do aço galvanizado, aço comum, aço galvanizado em presença de óleos minerais emulsionáveis e o comportamento desse em presença de óleo integral. Ensaios de imersão foram realizados no aço comum e galvanizado a fim de conhecer os produtos de corrosão por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por difração de raios X (DRX). Ensaios naturais também foram realizados com amostras de aço galvanizado com diferentes concentrações de óleo num recipiente hermeticamente fechado com a atmosfera de uma indústria parceira do setor por um prazo de seis meses no período mais crítico do ano onde a grande inversão térmica provoca um maior número de ciclos de secagem favorecendo a formação de produtos de corrosão. As amostras com concentração abaixo de 15% revelaram produtos comuns aos ensaios de imersão como os hidroxicloretos hidratados de zinco nas amostras com emulsões de concentração de 5% de óleo e os hidroxicarbonatos de zinco nas placas com concentração de 5% e 10% de óleo, sendo apenas as emulsões com teor de óleo igual ou maior a 15% eficientes neste período de tempo.