Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:42:56Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudo fotoluminescente de nanopartículas à base de óxido misto de estanho e titânio dopadas com európio, térbio e neodímio visando à utilização como marcadores luminescentes em sistemas biológicos. As sínteses foram feitas pelos métodos de coprecipitação, sol-gel proteico e Pechini e as partículas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia de absorção de raios X. Os estudos das propriedades fotoluminescentes foram realizados para os luminóforos dopados com európio, térbio e neodímio, sintetizados pelo método de coprecipitação. Para o luminóforo dopado com európio foi possível calcular os parâmetros de intensidade e o rendimento quântico e este apresentou resultados satisfatórios. Tratando-se de uma marcação em sistemas biológicos fez-se necessário a funcionalização destas partículas para que as mesmas se liguem à parte biológica a ser estudada. Sendo assim, funcionalizou-se as nanopartículas pelos métodos de microondas e Stöber e caracterizou-se por espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão de energia e difração de raios X, obtendo-se resposta qualitativa da eficácia da funcionalização. O método espectroscópico da ninidrina foi utilizado para a quantificação da funcionalização dos luminóforos. Os estudos fotoluminescentes das partículas funcionalizadas demonstram a viabilidade do uso destes luminóforos como marcadores luminescentes. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A represa Billings é o maior manancial superficial do Estado de São Paulo cuja importância está ligada ao abastecimento público, à geração de energia, à pesca, à recreação e ao lazer para a cidade de São Paulo e os municípios da sua região metropolitana. Nos últimos anos essa região vem sofrendo grande impacto ambiental. Apesar de ser uma APA (Área de Proteção Ambiental), há no entorno da represa, vários tipos de assentamentos cujas famílias utilizam para o seu consumo a água proveniente de poços situados, muitas vezes, a poucos metros da represa, já que inexiste o acesso à rede de saneamento básico (tratamento de água e esgoto em rede pública). De acordo com relatórios de entidades governamentais, observa-se que a espécie química alumínio está presente nas águas da represa em valores acima do permitido, o que gera preocupações relacionadas à contaminação do meio ambiente e à saúde da população; por outro lado, há poucas informações sobre a qualidade das águas subterrâneas da região. Considerando-se essa deficiência de informações, este trabalho teve como objetivo investigar a possível contaminação de poços, partindo da aplicação de um programa criado o PAMQUÁ ® - que auxiliou e direcionou à tomada de decisão a um determinado contaminante de risco à saúde humana encontrado na água e como o uso da radiação ionizante pôde ser aplicada no beneficiamento de diagnóstico químico e em solução para tratamento específico. Dessa forma, pôde-se ter o respaldo de que a espécie química alumínio é o principal contaminante daquelas águas superficiais. Como os íons alumínio são susceptíveis à complexação por substâncias orgânicas, o processo de irradiação ionizante como etapa de pré-tratamento para a determinação analítica foi um processo inovador e que foi aplicado em dois tipos de amostra: 1) amostras de água padronizadas contendo ácido húmico, que é o tipo de matéria orgânica que ocorre com frequência em águas subterrâneas e 2) amostras de água coletadas dos poços da região estudada. O processo de irradiação permitiu a redução do teor de matéria orgânica e a mineralização dessas amostras, contribuindo com dados inéditos sobre o teor de alumínio. Finalmente, foi desenvolvido um novo material - uma membrana polimérica seletiva modificada por radiação que propõe a remediação do alumínio na água. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:42:56Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:42:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Eletrocatalisadores baseados em Pd/C, PdCu/C, PdNi/C e PdAg/C foram produzidos pelo método de micro-ondas para serem utilizados como cátodo na célula a combustível alcalina na ausência e presença de álcool. Este método se mostrou bastante efetivo para a produção dos materiais, uma vez que as partículas apresentaram boa dispersão no suporte de carbono e produziram eletrocatalisadores com tamanho de partícula em torno de 3,5 nm, de acordo com as análises de DRX e MET. A partir das voltametrias cíclicas observa-se que para os eletrocatalisadores de PdCu/C e PdNi/C quanto maior a quantidade de Cu ou Ni, respectivamente, maior a área ativa do material estudado. Análises de disco anel rotatório foram realizadas nos eletrocatalisadores demonstrando que, independente da composição estudada, a quantidade produzida de peróxido foi de no máximo 4%. Estes dados corroboram com as inclinação das retas nas análises de Koutecky-Levich, uma vez que em ambos os casos a RRO ocorre via 4 elétrons. Análises de estabilidade dos materiais demonstraram que todos eles mantiveram ou melhoraram seu desempenho diante da RRO, quando se compara os dados obtidos antes e depois de 1000 ciclos voltamétricos. Testes de tolerância ao metanol e etanol foram realizados em meia célula com todas as composições de eletrocatalisadores produzidos. Na presença tanto de metanol quanto de etanol as composições atômica de 50:50, para todos os materiais estudados, foram as que demonstraram menor influência da presença do álcool durante a varredura linear da RRO. Nas medidas realizadas em célula unitária, com relação à tolerância ao metanol durante a RRO, o eletrocatalisador que demonstrou melhor desempenho foi o PdAg/C 70:30 enquanto que na presença de etanol o eletrocatalisador que demonstrou melhor desempenho foi o PdNi/C 70:30. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2017-03-10T14:39:39Z No. of bitstreams: 1 22066.pdf: 9119613 bytes, checksum: 0b28a0c36e553b4d7b70c8a8a0d8d601 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T14:39:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 22066.pdf: 9119613 bytes, checksum: 0b28a0c36e553b4d7b70c8a8a0d8d601 (MD5) / O polímero Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) é um dos polímeros mais versáteis disponíveis nos dias de hoje. Atualmente o Brasil não produz o ABS, o que limita a indústria brasileira de plásticos a utilizar as variações deste polímero importadas, ofertadas no mercado nacional por distribuidores locais. Este estudo avaliou os efeitos da adição das argilas Cloisite Na® e Branca de Cubati na matriz polimérica ABS e também os efeitos decorrentes do tratamento por radiação ionizante no ABS e nos compósitos ABS/Argila como formas de modificação de um ABS convencional. Visando avaliar a diferença entre uma argila organofílica e uma organofóbica, a argila Branca de Cubati foi organofilizada e a argila Cloisite Na® foi utilizada como recebida. Foram preparados, utilizando uma extrusora dupla rosca, concentrados a 30 % em massa da argila Branca de Cubati, previamente organofilizada e da Cloisite Na® em Estireno Acrilonitrila (SAN). Os concentrados foram adicionados ao ABS a 1, 3 e 5 % em massa das argilas e foram injetados corpos de prova. Parte dos corpos de prova foi submetida à irradiação por feixe de elétrons à uma dose de 600 kGy. Os compósitos irradiados e não irradiados foram caracterizados por meio de ensaios de resistência a tração, resistência a flexão, resistência ao impacto, temperatura de distorção térmica, ponto de amolecimento Vicat, análise de termogravimétrica (TG), difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEVFEG) e a correlação entre os resultados foi discutida. Foram observadas melhorias nas propriedades mecânicas, exceto resistência ao impacto, nos materiais aditivados com as argilas, sendo os melhores resultados obtidos com a argila Branca de Cubati. O tratamento por radiação ionizante favoreceu o processo de reticulação do ABS. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-11-09T10:58:19Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-09T10:58:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Nas últimas décadas, têm aumentado substancialmente a quantidade de pesquisas focando no desenvolvimento e caracterização de materiais biodegradáveis, particularmente, filmes comestíveis. O uso de polímeros de fontes renováveis, preparados a partir de produtos vegetais, vem ganhando importância nessa abordagem. O concentrado de proteína de soja e amido de mandioca podem ser considerados uma alternativa aos polímeros petroquímicos. O processamento pela radiação ionizante pode ser empregado para a modificação de polímeros e macromoléculas, resultando em novos materiais com grandes perspectivas de utilização industrial. A indústria de alimentos, uma das indústrias tradicionalmente mais inovadoras, exige o desenvolvimento constante de novos produtos. A capacidade de proteínas e polissacarídeos de formar filmes, amplamente conhecida, é um ponto de partida para o desenvolvimento de novos materiais que atendam os variados requerimentos dessa pungente indústria. Neste trabalho elaboraram-se filmes a base de fécula de mandioca e proteína isolada de soja em duas proporções diferentes e posteriormente irradiados e analisados quanto às suas propriedades mecânicas, cor, absorção de água, permeabilidade ao vapor de agua, análise térmica TGA e DSC entre outros. Os filmes tornaram-se aparentemente mais solúveis e menos resistentes a perfuração com o aumento da dose de radiação aplicada. Com relação às propriedades térmicas observou-se que os filmes com maior proporção de proteína são mais resistentes. Os filmes apresentaram-se menos permeáveis na dose de 40 kGy, e, com relação a absorção de água, esta foi reduzida em função da dose de radiação. Filmes com boa resistência ao vapor de água e com reduzida absorção podem ser considerados adequados para embalagens de alimentos. A radiação mostrou ser uma ferramenta conveniente na modificação de materiais poliméricos principalmente para elaboração de filmes solúveis onde esta é uma nova tendência para embalagens bioativas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2018-01-31T16:42:14Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-01-31T16:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A deposição de rejeitos radioativos em repositórios geológicos profundos vem sendo estudada nos últimos anos em diversos países. Materiais à base de cimento são utilizados nesses repositórios como material estrutural, matriz de imobilização de rejeitos ou material de preenchimento. Compreender o desempenho desse material é essencial para garantir a segurança da instalação durante o seu tempo de vida útil (de milhares a centenas de milhares de anos, dependendo do tipo de rejeito). Este trabalho objetiva modelar o comportamento em longo prazo do cimento Portland e estudar a influência de diversos fatores na hidratação e na evolução desse material. A modelagem descritiva abordou a hidratação do cimento nas condições ambientais esperadas no repositório e os efeitos desses fatores em propriedades mecânicas, mineralógicas e morfológicas do cimento. Os fatores ambientais considerados relevantes neste trabalho foram: alta temperatura e pressão, penetração de água subterrânea contendo íons quimicamente agressivos ao cimento e a presença do campo de radiação proveniente dos rejeitos. Ensaios acelerados de degradação também foram realizados para corroborar com o modelo descrito. Observou-se uma sinergia entre diversos fatores na degradação do cimento, como a influência da temperatura e da radiação em reações deletérias ao material. O resultado da modelagem apontou três principais possíveis causas de falha nas barreiras artificiais: a) a formação de um caminho preferencial; b) a perda de resistência e coesão do material; e c) o aumento na corrosão das estruturas metálicas. A descrição do modelo apresentada é a base para a modelagem matemática e a análise de segurança dos repositórios estudados no Brasil. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / CAPES:1231206

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Finely-tuned solvent mixtures are used by art conservators for the difficult task of safely and selectively removing yellowed varnish, disfiguring grime, and discolored overpaint from the surface of oil paintings. This process is often referred to as “picture cleaning” and depends on the different solubilities of the obfuscating surface materials and the underlying paint medium. However, differential evaporation rates for the solvents used in these carefully formulated cleaning mixtures can change the potency of the mixture over time, which could potentially lead to solutions having solubility characteristics that are ineffective at cleaning, or worse yet, are deleterious to artists’ oil paints. Azeotropic blends of solvents have been proposed as an alternative for maintaining consistent solvent composition throughout the evaporation process while benefiting from their high vapor pressure relative to the pure solvents. Azeotropes are specific combinations of two or more solvents at a precise concentration that behave as a single solvent, maintaining a constant composition in both the liquid and vapor phases. The use of purportedly azeotropic solvent blends has appeared in the art conservation literature for the cleaning of historic objects and paintings. However, these solvent mixtures are taken from tables of azeotropic compositions given at their boiling point. We have studied one of these solutions, a 19:81 vol% mixture of isopropanol and n-hexane. For the first time, the actual evaporation behavior of this purported azeotropic mixture was followed in detail at room temperature conditions. Through the use of rudimentary vapor pressure measurements, gravimetric analysis, as well as sophisticated compositional determinations of both the liquid phase and headspace of evaporating mixtures by gas chromatography, this particular cleaning solution has been shown to be zeotropic (i.e. NOT an azeotrope) under the conditions typical of conservation studios. The true room temperature azeotropic composition was found instead to contain half as much isopropanol at 9.5 vol%. Art conservators should therefore be dubious of purportedly azeotropic mixtures reported at boiling points well above room temperature. Individual azeotropic cleaning blends are best determined chemically prior to their use in art restoration. Furthermore, the introduction of a model paint film to the evaporating room temperature azeotrope was shown to further confound its behavior, calling into question whether solvent systems can be configured to evaporate with constant composition from the surface of an artwork.

The preparation of polymeric hybrid composite consisting of organic and inorganic fillers is of interest for industries like automotive, construction and packaging. In order to understand and predict the physical and chemical properties of these hybrid composites, it is necessary to fully understand the nature and properties of the employed fillers. In this study, the preparation of polypropylene hybrid composite consisting of wheat straw and clay was investigated. A detailed study was performed on wheat straw from South Western Ontario region. The effect of grinding the straw and compounding it with polypropylene was investigated. Experiments were carried out to identify the thermal stability of the ground wheat straw with respect to their size and composition. It was important to identify a correlation between these properties in order to minimize the straw degradation by processing and also to improve the final properties of the hybrid composite. The composite samples were prepared through melt blending method using a co-rotating twin-screw extruder. Sample test bars were prepared by injection moulding. The composition of the constituents of the hybrid composite; percentages of wheat straw, clay and coupling agent, were varied in order to investigate their influence on thermal stability, water resistance and mechanical properties. The results of the study indicated that grinding the wheat straw with a hammer mill produced particles with different sizes and shapes. It was found that through the grinding system all particles, regardless of their size, had a multi-layered structure similar to the plant structure. Further hammer milling did not produce plant particles with long aspect ratios that would be expected in a defibrillation process. Analysis of the chemical composition of wheat straw particles of different sizes and shapes was used to measure the ratio of hemicelluloses: lignin and the ash content. It was found that the large particles contained more amount of lignin whereas smaller particles had larger amount of ash content. The thermal stability of the particles was found to be a function of particle size rather than the lignin content. Particle size analysis on the wheat straw particles after the extrusion process indicated a reduction in the particle length and aspect ratio. The thermal stability of the composites was found to be enhanced by the addition of clay particles at higher temperature and the addition of coupling agent at lower temperatures. Increasing the amount of wheat straw and clay content increased the flexural modulus and reduced the resistance for water absorption. Increasing the amount of coupling agent also increased the flexural modulus and resistance for water absorption. The morphological study by scanning electron microscopy revealed that coupling agent increased the interfacial interaction between the particles and the polymer matrix.

The preparation of polymeric hybrid composite consisting of organic and inorganic fillers is of interest for industries like automotive, construction and packaging. In order to understand and predict the physical and chemical properties of these hybrid composites, it is necessary to fully understand the nature and properties of the employed fillers. In this study, the preparation of polypropylene hybrid composite consisting of wheat straw and clay was investigated. A detailed study was performed on wheat straw from South Western Ontario region. The effect of grinding the straw and compounding it with polypropylene was investigated. Experiments were carried out to identify the thermal stability of the ground wheat straw with respect to their size and composition. It was important to identify a correlation between these properties in order to minimize the straw degradation by processing and also to improve the final properties of the hybrid composite. The composite samples were prepared through melt blending method using a co-rotating twin-screw extruder. Sample test bars were prepared by injection moulding. The composition of the constituents of the hybrid composite; percentages of wheat straw, clay and coupling agent, were varied in order to investigate their influence on thermal stability, water resistance and mechanical properties. The results of the study indicated that grinding the wheat straw with a hammer mill produced particles with different sizes and shapes. It was found that through the grinding system all particles, regardless of their size, had a multi-layered structure similar to the plant structure. Further hammer milling did not produce plant particles with long aspect ratios that would be expected in a defibrillation process. Analysis of the chemical composition of wheat straw particles of different sizes and shapes was used to measure the ratio of hemicelluloses: lignin and the ash content. It was found that the large particles contained more amount of lignin whereas smaller particles had larger amount of ash content. The thermal stability of the particles was found to be a function of particle size rather than the lignin content. Particle size analysis on the wheat straw particles after the extrusion process indicated a reduction in the particle length and aspect ratio. The thermal stability of the composites was found to be enhanced by the addition of clay particles at higher temperature and the addition of coupling agent at lower temperatures. Increasing the amount of wheat straw and clay content increased the flexural modulus and reduced the resistance for water absorption. Increasing the amount of coupling agent also increased the flexural modulus and resistance for water absorption. The morphological study by scanning electron microscopy revealed that coupling agent increased the interfacial interaction between the particles and the polymer matrix.