A reciclagem de materiais poliméricos tem sido objeto de estudos a fim de poupar recursos naturais, principalmente de fontes não renováveis, com objetivo de minimizar os impactos causados ao meio ambiente. Nesse cenário, aparecem os materiais elastoméricos, como a borracha, principalmente na utilizada da fabricação de pneus, uma vez que a indústria pneumática consome aproximadamente 60% da produção de borracha. Como a destinação final de forma ambientalmente correta do pneu é uma exigência devidamente amparada por normas e leis nacionais e internacionais, o objetivo desse trabalho é desenvolver um estudo sobre a eficácia das irradiações das micro-ondas no processo de desvulcanização do pó de pneu. Para esse estudo as amostras de pó de pneu foram submetidas a irradiações de micro-ondas, e posteriormente incorporadas às matrizes poliméricas de NR (borracha natural) e SBR (borracha de butadieno-estireno), e caracterizadas para verificação de suas propriedades. Para caracterização das amostras foram utilizados os seguintes ensaios: Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), Dureza, Resistência à Tração e Alongamento, Reometria, Índice de Inchamento, Análise Termogravimétrica (TGA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Verificou-se viabilidade técnica da incorporação do pó de pneu nas matrizes de NR e SBR, uma vez que alguns resultados mostraram que a adição do pó de pneu irradiado via micro-ondas não ocasionou perdas significativas nas propriedades mecânicas e térmicas dos compostos. / The recycling of polymeric materials has been studied in order to save natural resources, mainly from non-renewable sources, in order to minimize the impacts caused to the environment. In this scenario, there are elastomeric materials, such as rubber, mainly used in tire manufacturing, since the pneumatic industry consumes approximately 60% of rubber production. As the final destination of an environmentally correct tire is a requirement, duly supported by national and international laws and regulations, the objective of this work is to develop a study on the efficiency of microwave irradiation in the process of tire powder devulcanization. For this study the tire powder samples were subjected to microwave irradiation, and later incorporated into the polymer matrices of NR (natural rubber) and SBR (butadiene-styrene rubber), and characterized for verification of their properties. For characterization of the samples the following tests were used: Infrared Spectroscopy (FTIR), Hardness, Tensile Strength and Stretching, Rheometry, Swell Index, Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (MEV). It was verified the technical feasibility of the incorporation of the tire powder in the NR and SBR matrices, since some results showed that the addition of the tire powder irradiated by microwave did not cause significant losses in the mechanical and thermal properties of the compounds.

Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar uma matriz híbrida estável de poli(estireno-co-divinilbenzeno) magnetizado pela adição de magnetita (Fe3O4) e avaliar seu potencial como suporte para a imobilização de lipases. A matriz híbrida foi sintetizado pela técnica de polimerização em suspensão utilizando dos monômeros de estireno e divinilbenzeno e ao qual foram adicionadas partículas de magnetita preparadas por coprecipitação dos íons Fe+2 e Fe+3. A caracterização foi realizada pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (DRX) e magnetização de amostra vibrante (VSM), comparando os materiais magnetizados e não magnetizados. Os biocatalisadores foram preparados pela imobilização da lipase de Candida rugosa (LCR) e lipase PS Burkholderia cepacia (LPS) via adsorção física e foram caracterizados em função da influência de pH e temperatura na atividade hidrolítica, parâmetros cinéticos, estabilidade térmica, estabilidade operacional e estabilidade de estocagem. O derivado de LCR foi aplicado em reações de esterificação e o derivado de LPS em reações de transesterificação. Os resultados obtidos pelas análises de FTIR, DRX e VSM confirmaram que a magnetita foi incorporada ao polímero, gerando atração das partículas por um campo magnético externo. A caracterização bioquímica indicou forte influência do pH na atividade hidrolítica, apresentando ponto ótimo próximo a 8,0 tanto para as lipases livres quanto imobilizadas. Os biocatalisadores magnetizados preparados apresentaram bom desempenho em todos os aspectos, o derivado da lipase de Candida rugosa alcançou conversões entre 89-94% nas reações de esterificação, revelando tempo de meia vida de t1/2=52 dias na estabilidade operacional. O derivado de Burkholderia cepacia atingiu rendimentos próximos a 80% nas reações de transesterificação com t1/2=40 dias. A imobilização aumentou a estabilidade térmica das lipases em 50 vezes no caso da LCR e em 2,3 vezes para a LPS. Estes resultados indicam que o material híbrido magnetizado sintetizado possui grande potencial para ser utilizado como suporte na imobilização de enzimas com aplicação em reações de interesse industrial. / This study aimed to synthesize and characterize a stable hybrid matrix of poly (styrene-codivinylbenzene) magnetized by the addition of magnetite (Fe3O4) and evaluate its potential for application in the immobilization of lipases, by characterization of the prepared biocatalysts. The support was synthesized by the suspension polymerization technique by applying styrene and divinylbenzene monomers and adding magnetite particles synthesized by co-precipitation of Fe + 2 and Fe + 3. The characterization of the material was performed by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetization (VSM), by comparison of the magnetized and the not magnetized particles. The biocatalysts were prepared by immobilization of lipase from Candida rugosa (CRL) and lipase from Burkholderia cepacia (Lipase PS) via physical adsorption and they were characterized according to the influence of pH and temperature on the hydrolytic activity, kinetic parameters, thermal stability, operational stability and storage stability. The CRL derivative was applied in esterification reactions and the lipase PS derivative was applied in transesterification reactions. The results obtained by the analysis FTIR, XRD and VSM confirmed the magnetite was successfully incorporated into the polymer and generated the atraction for an external magnetic field. Biochemical characterization indicated a strong influence of pH on the hydrolytic activity, showing better results on pH around 8,0 for free and both immobilized lipases. The magnetized biocatalysts prepared had good performance in all respects, derivative from Candida rugosa lipase reached 89-94% conversion in esterification reactions showing half-life of operational stability t1 / 2 = 52 days. The immobilized lipase from Burkholderia cepacia reached yields close to 80% in transesterification reactions presenting t1/2 = 40 days. Immobilization increased the thermal stability of lipase by 50 times in the case of CRL and 2,3 times for Lipase PS. These results indicate that the magnetized hybrid material synthesized has great potential to be used as a support for the immobilization of enzymes for use in reactions of industrial interest.

A exploração não racional dos recursos florestais nativos, no Brasil, tem provocado a redução da oferta de espécies de uso consagrado em diversos segmentos, notadamente na construção civil e na indústria de móveis. A alternativa mais imediata tem sido o emprego da madeira de reflorestamento, em particular, dos gêneros Eucalyptus e Pinus, freqüentes nas regiões sul e sudeste do país. Porém, muitas das espécies disponíveis comercialmente não apresentam propriedades fisico-mecânicas que as tornem capazes de promover a substituição das espécies tradicionalmente empregadas. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo demonstrar a viabilidade de se obterem compósitos polímero-madeira (CPMs) que podem apresentar comportamento equivalente ou superior ao da madeira sem tratamento, proveniente das regiões de reflorestamento dos mencionados gêneros. Para tal, foi feita a impregnação da madeira das espécies Eucalyptus grandis e Pinus caribaea var. hondurensis por apresentarem maior disponibilidade e densidade compatível para viabilizar o processo. Empregaram-se os monômeros poliméricos de estireno e metacrilato de metila e, como iniciador no processo de polimerização, o peróxido de benzoíla. Foi utilizado o método de vácuo-pressão para a impregnação da solução monômero-iniciador. Os resultados mostraram, para os CPMs de Pinus, um significativo aumento nos valores de todas as propriedades estudadas. Nos CPMs de Eucalyptus, em decorrência de sua baixa permeabilidade, somente os valores das durezas paralela e normal às fibras apresentaram aumento. / Large exploration of native forestry resources in Brazil has led to a decrease in supply of the most widely used species in several sectors, notably in civil construction and furniture industries. The most immediate remedy has been the use of reforestation timber, obtained from the common Eucalyptus and Pinus species available in the south and southwest regions of the country. However, most of these species do not present adequate physical and mechanical properties to viably the mentioned uses. In this context, the main objective of the present research is to demonstrate the viability of obtaining wood-polymer composites (WPCs), which may exhibit similar or superior physical and mechanical properties than untreated aforementioned species from reforestation regions of Brazil. In order to achieve this goal, the impregnation of Eucalyptus grandis and Pinus caribaea var. hondurensis, which have compatible density and are available in large amounts to permit such processing, was carried out. In the process, polymeric monomers of styrene and methyl methacrylate were employed with benzyl peroxide, whose functions as an initiator in the polymerization process. Vacuum-pressure method was used in the impregnation of the monomer-initiator solution. Properties of the WPCs – Pinus were significantly improved in all tests, however, because of its low permeability, only hardness parallel and perpendicular to grain showed increase for the WPCs – Eucaliptus.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-05-02T17:06:17Z No. of bitstreams: 1 Marcos Leandro Hoffmann Souza_.pdf: 3440478 bytes, checksum: caae8fa8369ed5d7ba91eb263d1a888e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T17:06:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos Leandro Hoffmann Souza_.pdf: 3440478 bytes, checksum: caae8fa8369ed5d7ba91eb263d1a888e (MD5) Previous issue date: 2016-01-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O crescimento da indústria petroquímica é embasado nas aplicações do usuário final, como o setor automotivo e o de construção civil, que são os principais impulsionadores do mercado de estireno. No entanto, o cenário de desenvolvimento e utilização de produtos substitutos aos petroquímicos é realidade e impõe concorrência nas aplicações dos derivados de petróleo. Nesse sentido, a presente dissertação tem por objetivo principal construir um modelo de dinâmica de sistemas para avaliar diferentes cenários, visualizando o comportamento da demanda de estireno ao longo do tempo. Visando a difundir a modelagem de dinâmica de sistemas, foi construído e testado um modelo utilizando o padrão de compartilhamento de modelos XMILE. Na primeira fase do projeto, gerou-se um entendimento maior sobre a temática e elaborou-se um mapa sistêmico, que foi utilizado na segunda fase para construir o modelo de validação das regressões explicativas da demanda de estireno. Na fase três, construiu-se o modelo de visualização e os cenários, avaliaram-se os cenários e utilizou-se o modelo de visualização para gerar aprendizagem. Já na fase quatro, foi construído e avaliado o modelo XMILE quanto à praticidade e portabilidade, com base em diferentes plataformas compatíveis com o XMILE. Os cenários construídos e simulados tiveram o propósito de avaliar o impacto que o uso de materiais substitutos e a variação do PIB causam no mercado de estireno. A utilização da dinâmica de sistemas em conjunto com o planejamento de cenários mostrou-se eficiente, pois diferentes estratégias para o mercado puderam ser avaliadas com base nos cenários simulados. Durante a fase que contemplou a avaliação e a aprendizagem, os participantes não demonstraram sensibilidade para identificar variações na demanda ao longo do tempo, motivo pelo qual diferentes valores para os eixos de incertezas são empregados. Isso reforça a importância da utilização de modelos de dinâmica de sistemas para esse fim. Por fim, o uso do XMILE pode ser uma alternativa para o futuro, no entanto, devido ao limitado uso da ferramenta por desenvolvedores de softwares, não há grande vantagem em empregar esse padrão. / The growth of the petrochemical industry is grounded in end-user applications, such as automotive and construction, which are the main drivers of the styrene market. However, the development and use of substitutes to petrochemical, is already a reality and imposes competition in the applications of petroleum products. In this sense, this thesis is primarily engaged in the construction of a system dynamics model to evaluate different scenarios, visualizing the behavior of styrene demand over time. In order to spread the modeling of dynamic systems, it was built and tested a model using the XMILE models sharing pattern. In the first phase led to a greater understanding of the theme and the construction of a systemic map, which was used in the second phase, to build the validation of explanatory regressions of styrene demand model. In phase three, the display model was built, scenarios, assessment of scenarios and using the display model to generate learning. In the fourth phase, it was built and rated the XMILE model when the convenience and portability, using different platforms compatible with the XMILE. OS built and simulated scenarios, they had the purpose of evaluating the impact on the styrene market, caused by the use of substitute materials and the change in GDP. The use of dynamic systems, together with scenario planning, was efficient, as different strategies to market, could be evaluated based on simulated scenarios. During the assessment phase and learning, participants showed no sensitivity to identify variations in demand over time, where different values for the uncertainties axes are employed. This reinforces the importance of using system dynamics models for this purpose. Also, the use of XMILE may be a good tool in the future, however, due to limited use by software developers, there are great advantages in using this standard.

Neste trabalho foram determinadas as razões de reatividade para a copolimerização entre estireno e VeoVa-10 através de estudo experimental de copolimerização em solução em tolueno. Os parâmetros foram obtidos através do ajuste aos dados experimentais dos modelos de Mayo-Lewis e Meyer-Lowry, utilizando o critério dos erros-nas-variáveis (método dos mínimos quadrados não-linear que considera a existência de erros em todas as variáveis medidas). A metodologia experimental desenvolvida, de polimerização em solução em ampolas preparadas dentro de uma glove box e submetidas a temperatura de 80°C, resultou em baixa conversão dos monômeros, adequada para a estimação das razões de reatividade pelos modelos. As amostras foram analisadas quantitativamente por espectroscopia de infravermelho para determinar, ao longo da reação, a conversão e as frações molares de cada um dos monômeros na mistura, sendo a composição do copolímero obtida pelo consumo dos monômeros. Foram obtidos valores de razões de reatividade bastante diferentes (restireno = 49.926 e rVeoVa10 = 1,062), evidenciando que a copolimerização destes monômeros em batelada leva a grandes desvios de composição, com tendência à formação de dois homopolímeros. O mesmo sistema de copolimerização foi também estudado no processo de polimerização em emulsão, em processos batelada alimentada e batelada intermitente. A conversão global dos monômeros e a distribuição de diâmetro médio das partículas foram analisadas durante a reação através das amostras coletadas ao longo do processo. Os efeitos das estratégias de alimentação avaliados foram apenas preliminares, pois não apresentaram resultados conclusivos. / In this work the reactivity ratios for the copolymerization between styrene and VeoVa-10 were determined through an experimental study of solution copolymerization in toluen. The parameters were obtained by fitting the experimental data with the Mayo-Lewis and Meyer-Lowry models using the error-in-variables criterion (non-linear least squares method that considers the existence of errors in all measured variables). The experimental methodology developed, solution polymerization in ampoules prepared in a glove box and reacted at 80 °C, resulted in low conversion of the monomers, suitable for estimation of the reactivity ratios by the models employed. The samples were analyzed quantitatively by infrared spectroscopy to determine, during the reaction, the conversion and the mole fractions of each monomer in the mixture, the composition of the copolymer being obtained by the consumption of the monomers. Very different reactivity ratios were obtained (rstyrene = 49.926 and rVeoVa10 = 1.062), showing that the batch copolymerization of these monomers leads to large composition drift, with a tendency to form two homopolymers. The same copolymerization system was also tested in emulsion polymerization process, in semi-continuous and intermittent batch modes. The overall conversion of the monomers and the mean particle diameter distribution were analyzed during the reaction through the samples collected throughout the process. The effects of the feeding strategies evaluated were only preliminary, as they did not present conclusive results.

O óleo extensor normalmente empregado em copolímeros à base de butadieno e estireno ( borracha SBR) da série 1712 é o extrato aromático (DAE). Nesta Dissertação, esse óleo foi substituído por óleos com baixos teores de policíclicos aromáticos em formulações de SBR. Esta substituição se deu em atendimento a Regulamentação REACH (EC No1907/2006 do Parlamento Europeu e do Conselho de 18 de Dezembro de 2006, Anexo XVII) que determina que a soma de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos individuais (PAHs) deve ser abaixo de 10 mg/kg e o teor de benzo(a)pireno (BaP) não deve exceder 1 mg/kg. Os óleos empregados foram o extrato aromático residual tratado (TRAE) e dois óleos naftênicos de fornecedores diferentes (HN1 e HN2). As composições de SBR estendidas em DAE, TRAE, HN1 e HN2 tiveram suas propriedades térmicas avaliadas por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). As propriedades físicas foram determinadas por ensaios de tração, dureza, resistência à abrasão e resiliência. Foram ainda avaliadas as propriedades reométricas e reológicas, por viscosidade e relaxação Mooney, respectivamente. Ao final os resultados demonstraram que é possível a substituição do óleo extensor por quaisquer dos óleos testados sem prejuízos nas propriedades estudadas / The extender oil usually employed in compositions of rubbers based on sytrene and butadiene (SBR) 1712 is the aromatic extract DAE. In this Dissertation, this oil was substituted by oils with low levels of polycyclic aromatic hydrocarbons: the treated residual aromatic extract (TRAE) and two naphthenic oils from different suppliers (HN1 and HN2). This substitution was performed in response to REACH Regulation (EC No1907/2006 European Parliament and the Council of 18 December 2006, Annex XVII) which state that the sum of individual polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) should be below 10 mg / kg and the levels of benzo (a) pyrene (BaP) should not exceed 1 mg / kg. SBR compositions extended with DAE, TRAE, HN1 and HN2 were characterized in terms of thermal properties by thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC), rheometric properties, physical properties (tension tests, hardness, abrasion resistance and resilience) and rheological (viscosity and Mooney relaxation). The final results showed that it is possible to replace the extender oil DAE for any of the tested oils without loss in the studied properties

Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar uma matriz híbrida estável de poli(estireno-co-divinilbenzeno) magnetizado pela adição de magnetita (Fe3O4) e avaliar seu potencial como suporte para a imobilização de lipases. A matriz híbrida foi sintetizado pela técnica de polimerização em suspensão utilizando dos monômeros de estireno e divinilbenzeno e ao qual foram adicionadas partículas de magnetita preparadas por coprecipitação dos íons Fe+2 e Fe+3. A caracterização foi realizada pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (DRX) e magnetização de amostra vibrante (VSM), comparando os materiais magnetizados e não magnetizados. Os biocatalisadores foram preparados pela imobilização da lipase de Candida rugosa (LCR) e lipase PS Burkholderia cepacia (LPS) via adsorção física e foram caracterizados em função da influência de pH e temperatura na atividade hidrolítica, parâmetros cinéticos, estabilidade térmica, estabilidade operacional e estabilidade de estocagem. O derivado de LCR foi aplicado em reações de esterificação e o derivado de LPS em reações de transesterificação. Os resultados obtidos pelas análises de FTIR, DRX e VSM confirmaram que a magnetita foi incorporada ao polímero, gerando atração das partículas por um campo magnético externo. A caracterização bioquímica indicou forte influência do pH na atividade hidrolítica, apresentando ponto ótimo próximo a 8,0 tanto para as lipases livres quanto imobilizadas. Os biocatalisadores magnetizados preparados apresentaram bom desempenho em todos os aspectos, o derivado da lipase de Candida rugosa alcançou conversões entre 89-94% nas reações de esterificação, revelando tempo de meia vida de t1/2=52 dias na estabilidade operacional. O derivado de Burkholderia cepacia atingiu rendimentos próximos a 80% nas reações de transesterificação com t1/2=40 dias. A imobilização aumentou a estabilidade térmica das lipases em 50 vezes no caso da LCR e em 2,3 vezes para a LPS. Estes resultados indicam que o material híbrido magnetizado sintetizado possui grande potencial para ser utilizado como suporte na imobilização de enzimas com aplicação em reações de interesse industrial. / This study aimed to synthesize and characterize a stable hybrid matrix of poly (styrene-codivinylbenzene) magnetized by the addition of magnetite (Fe3O4) and evaluate its potential for application in the immobilization of lipases, by characterization of the prepared biocatalysts. The support was synthesized by the suspension polymerization technique by applying styrene and divinylbenzene monomers and adding magnetite particles synthesized by co-precipitation of Fe + 2 and Fe + 3. The characterization of the material was performed by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetization (VSM), by comparison of the magnetized and the not magnetized particles. The biocatalysts were prepared by immobilization of lipase from Candida rugosa (CRL) and lipase from Burkholderia cepacia (Lipase PS) via physical adsorption and they were characterized according to the influence of pH and temperature on the hydrolytic activity, kinetic parameters, thermal stability, operational stability and storage stability. The CRL derivative was applied in esterification reactions and the lipase PS derivative was applied in transesterification reactions. The results obtained by the analysis FTIR, XRD and VSM confirmed the magnetite was successfully incorporated into the polymer and generated the atraction for an external magnetic field. Biochemical characterization indicated a strong influence of pH on the hydrolytic activity, showing better results on pH around 8,0 for free and both immobilized lipases. The magnetized biocatalysts prepared had good performance in all respects, derivative from Candida rugosa lipase reached 89-94% conversion in esterification reactions showing half-life of operational stability t1 / 2 = 52 days. The immobilized lipase from Burkholderia cepacia reached yields close to 80% in transesterification reactions presenting t1/2 = 40 days. Immobilization increased the thermal stability of lipase by 50 times in the case of CRL and 2,3 times for Lipase PS. These results indicate that the magnetized hybrid material synthesized has great potential to be used as a support for the immobilization of enzymes for use in reactions of industrial interest.

Neste trabalho, dois macro-agentes de transferência de cadeia para polimerizações via RAFT, à base de poli(óxido de etileno), isto é, PEO-CPADB e PEO-CPP, foram sintetizados via duas rotas químicas e utilizados como estabilizantes coloidais e como agentes de controle de massa molecular na polimerização em miniemulsão do estireno. Látices de poliestireno (PS), estabilizados estericamente pelos segmentos de PEO, foram obtidos utilizando 2,2\'-azobis(isobutironitrila) como iniciador e hexadecano como co-estabilizador. O consumo de monômero foi determinado via análise gravimétrica. O tamanho de partícula e a distribuição de tamanhos de partículas (PSD) foram determinados por espalhamento de luz (LS). As massas moleculares e a distribuição de massas moleculares (nwMM) dos polímeros foram determinadas por cromatografia de exclusão de tamanho (SEC). Os resultados mostraram que o diâmetro das gotas e das partículas de polímero, assim como a estabilidade coloidal dos látices são fortemente dependentes do tipo e da quantidade de agente de transferência de cadeia utilizado nas polimerizações. Deslocamentos das curvas de distribuição de massas moleculares para massas moleculares maiores, em função da conversão, indicaram que a maioria das cadeias poliméricas apresentava características de cadeias vivas. Análises de GPC também mostraram que a polimerização foi bem controlada quando uma quantidade do macro-agente RAFT PEO-CPP, igual a 4,4 x 10-3 mol.L-1 foi utilizada, o que foi indicado pelo baixos índices de polidispersão obtidos (1,05-1,42). / In this work, two poly(ethylene oxide)-based macro-RAFT agents, ie, PEO-CPADB and PEO-CPP, were synthesized via two chemical routes and used as a stabilizer and a control agent in the miniemulsion polymerization of styrene. Polystyrene (PS) latexes sterically stabilized by the PEO segments were obtained using 2,2?-azobis(isobutyronitrile) as initiator and hexadecane as co-stabilizer. Monomer consumption was monitored by gravimetric analysis. The latex particle size and the particle size distribution (PSD) were measured by light scattering (LS). Molar masses and molar mass distributions (nwMM) of the polymers were determined by size exclusion chromatography (SEC). The results showed that the droplet/particle sizes and the latexes stability are strongly dependent on the type and on the amount of macro-RAFT agent used in the polymerizations. Shifts of the SEC chromatograms toward higher molar masses with conversion indicated that the majority of the polymer chains are living chains. Size Exclusion Chromatography (SEC) analysis also showed that polymerization was well controlled when an amount of macro-RAFT PEO-RAFT agent equal to 4.4 x 10-3 mol. L-1 was used, since low polidispersity indices (1.05-1.42) was achieved.

En este trabajo se ha realizado el diseño del proceso de purificación deestireno mediante adsorción en alúmina. Esta purificación consiste básicamente enla separación de agua y el inhibidor de la polimerización, 4-terc-butil catecol (TBC),presentes en el estireno como etapa previa en la obtención del caucho sintético, yaque la presencia de estos compuestos dificulta y encarece dicha operación.Para determinar las condiciones experimentales de trabajo, se ha tomadocomo referencia un proceso operativo actualmente a escala industrial en la plantade fabricación de caucho sintético que la empresa Dynasol Elastómeros posee enGajano (Cantabria). Así mismo, se ha empleado el estireno que esta empresautiliza como materia prima que posee alrededor de 150 mg/kg de agua y 15 mg/kgde TBC.En primer lugar, se ha procedido a la determinación de los equilibrios deadsorción agua-alúmina y TBC-alúmina. A continuación, se ha efectuado una seriede experimentos dinámicos a escala de laboratorio en los que se han obtenido laevolución de la concentración de cada uno de los adsorbatos en el estireno a lasalida de la columna de adsorción en función del tiempo. Posteriormente, se hallevado a cabo el desarrollo del modelo matemático para lo que se han analizadolas distintas etapas en el proceso de transferencia de materia, así como susconsecuentes resistencias, y se han obtenido los parámetros correspondientes.A continuación, se ha realizado un análisis del cambio de escala, para lo quese ha procedido a la construcción de una planta piloto en la propia factoría queproduce el caucho sintético, en la que se han realizado diversos experimentos quehan sido contrastados con las simulaciones que predecía el modelo matemático. Lacomparación ha permitido validar el modelo y los parámetros cinéticos.Finalmente, utilizando el modelo y los parámetros obtenidos en las etapasanteriores se ha simulado el proceso de purificación de estireno operativo a escalaindustrial. / In this work, the design of the purification process of styrene by adsorptiononto activated alumina, has been carried out. The purification consists basically ofremoving water and a polimerisation inhibitor, 4-terc-butyl catechol (TBC), as aprevious step in the manufacture of synthetic rubber.To determine the experimental working conditions, a real process thatoperates on industrial scale in a factory which produces synthetic rubber in Spain(Dynasol Elastómeros) has been taken as reference. The styrene used in this workis the industrial raw material and contains approximately 150 mg/kg of water and 15mg/kg of polimerisation inhibitor.First, adsorption equilibrium water-alumina and TBC-alumina have beenstudied. Then, some dynamic experiments on laboratory scale have been carriedout in order to obtain breakthrough curves for both adsorbates. A mathematicalmodel that describes the mass transfer process has been developed analysing thepossible resistances, and the corresponding parameters have been obtained.To analise the scale-up of the adsorption process a pilot plant has been builtin the synthetic rubber factory and the experimental results have been comparedwith the results predicted by the mathematical model. Finally, thanks to themathematical model, the parameters that have been obtained during the laboratoryscale experiments and its validation on pilot plant scale, a model that can describethe industrial process and can be useful to find the best operation conditions hasbeen developed.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-08-30T16:14:19Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T15:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado - Sérgio Botelho de Oliveira.pdf: 18232715 bytes, checksum: b87397cefa6c939563af6c9f1aeaa634 (MD5) / Resinas de estireno e divinilbenzeno são materiais atrativos para muitos propósitos por causa das suas propriedades, variedade de grupos funcionais na superfície e porosidade, que podem ser controlados na síntese. Essas características também favorecem a produção de suportes e catalisadores baseados em carvão, com elevada áreas superficiais específicas e com grupos funcionais na superfície, que podem agir como sítios ativos. Eles podem ser usados em muitas reações, entre elas, a desidrogenação do etilbenzeno para produzir estireno. Esse monômero é comercialmente produzido pela desidrogenação do etilbenzeno em presença de vapor de água, mas este processo possui um custo elevado e, portanto, há a necessidade de novas alternativas de produção. A substituição do vapor pelo dióxido de carbono é uma das opções mais atrativas para diminuir o custo energético e, dessa forma, muitos estudos têm sido conduzidos para obter novos catalisadores para essa reação. Com este objetivo, neste trabalho foi descrita a preparação de catalisadores de cobre suportado em carvão ativado polimérico, assim como sua avaliação na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono. O carvão ativado polimérico foi preparado a partir do copolímero estireno e divinilbenzeno sulfonado, seguido da calcinação (250 oC), carbonização (900 oC) e ativação (800 oC). Os íons cobre foram adsorvidos nesse sólido por diversos métodos. O efeito dos metais alcalinos (magnésio e sódio) nas propriedades texturais e catalíticas dos sólidos foi também estudado. As amostras foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção atômica, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, medidas de área superficial específica e de porosidade, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. Os catalisadores foram avaliados na desidrogenação do etilbenzeno em presença de dióxido de carbono, a 1 atm e em diversas temperaturas (400, 500 e 600oC). Foram obtidos sólidos com diferentes propriedades texturais e catalíticas, dependendo do método de preparação, assim como da presença de metais. O uso de uma razão de estireno/divinilbenzeno de 15/85 levou à produção de um carvão ativado com a elevada área superficial específica, capaz de adsorver grandes quantidades de cobre, devido aos grupos funcionais gerados na superfície. As propriedades texturais e catalíticas do carvão ativado com cobre foram fortemente dependentes do método de incorporação do cobre. O catalisador mais ativo foi produzido quando o cobre foi adsorvido no carvão ativado previamente oxidado por quatro vezes sucessivas, utilizando-se uma mistura de oxigênio em nitrogênio. Em ambos os sólidos CA e CON, o cobre e os grupos funcionais superficiais no carvão ativado foram ativos na reação. A adição do magnésio aumentou a seletividade a estireno, devido à neutralização de sítios ácidos residuais. O catalisador produzido foi mais ativo do que uma amostra de um catalisador comercial avaliado na presença de vapor, mostrando que o catalisador é promissor para fins industriais / Styrene and divinylbenzene resin is an attractive material for several purposes because of its properties, such as the variety of surface functional groups and porosity, which can be controlled during the synthesis. These characteristics also favor the production of carbon-based supports and catalysts with high specific surface areas and with functional groups on the surface, which can act as active sites. They can be used for several reactions, among them, the ethylbenzene dehydrogenation to produce styrene. This monomer is commercially produced by the ethylbenzene dehydrogenation in the presence of steam but it is a high cost process and thus new alternatives are much needed. The replacement of steam by carbon dioxide is one of the most attractive options to decrease the energy cost and thus several studies have been carried out to find new catalysts for this reaction. With this goal in mind, the preparation of catalysts based on polymeric activated carbon-supported copper, as well as their evaluation in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide, was described in this work. The polymeric activated carbon was prepared from sulfonated styrene- divinylbenzene copolymer, followed by calcination (250 oC), carbonization (900 oC) and activation (800 oC). Copper ions were adsorbed in these solids by several methods. The effect of alkaline metals (magnesium and sodium) on the textural and catalytic properties of the solids was also studied. Samples were characterized by atomic absorption spectrometry, Fourier transform infrared spectroscopy, specific surface area and porosity measurements, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. The catalysts were evaluated in ethylbenzene dehydrogenation in the presence of carbon dioxide at 1 atm and several temperatures (400, 500 and 600 oC). Solids with different textural and catalytic properties were obtained depending on the preparation method as well as on the presence of metals. The use of a styrene to divinylbenzene ratio of 15/85 leads to the production of an active carbon with the highest specific surface area, which is also able to adsorb a large amount of copper, due to the surface functional groups generated. The textural and catalytic properties of the activated carbon- supported copper largely depended on the method of the copper incorporation. The most active catalyst was produced when copper was adsorbed on activated carbon previously oxidized four times successive with a gas mixture of oxygen in nitrogen. In these solids CA and CON, both copper and the surface functional groups on the activated carbon were active for the reaction. The addition of magnesium increased the selective to styrene, due to the neutralization of the acidic sites on the surface, active for the production of toluene and benzene. The further rising of the catalyst with a sodium hydroxide solution increased the selectivity even more, due to the neutralization of the residual acidic sites. The catalyst produced was more active than a commercial sample evaluated in t