Made available in DSpace on 2016-04-18T21:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Marcela Nakashima1.pdf: 1850822 bytes, checksum: 69c5b87f6956346c1ed15ad9ab1b6e1d (MD5) Marcela Nakashima2.pdf: 2687336 bytes, checksum: 5bd7fea84f09339364cda3948f2b8e27 (MD5) Previous issue date: 2009-02-13 / This work is about a nanocomposite compound made with a ceramic material and a polymer used as matrix. The purpose of this work is evaluating the influence of the addition of the nanoparticles of the ceramic material in the nanocomposite. The ceramic material used was pseudoboehmite obtained by sol-gel process The pseudoboehmite was obtained from aluminum nitrate and ammonium hydroxide using poly-vinyl alcohol during the precipitation. The polymer nylon 6,12 has used in this process. Mechanical properties also will be analyzed: tensile strength, compression strength, impact thoughness, melt flow, SHORE hardness and density. The results has showed that increased values of the mechanical properties, was compared with the material without adding nanoparticles. / O presente trabalho trata-se do estudo de um nanocompósito à base de cerâmica (fase dispersa) + polímero (matriz), que tem como objetivo de analisar as propriedades mecânicas nanocompósito em relação às propriedades mecânicas do mesmo polímero sem a adição das nanopartículas de material cerâmico. As nanopartículas utilizadas foram de pseudoboemita, obtida pelo processo sol-gel. Na obtenção da pseudoboemita utilizou-se nitrato de alumínio como precursor e hidróxido de amônio com a adição de álcool polivinílico durante a precipitação. A matriz polimérica utilizada foi o nylon 6,12. As propriedades mecânicas avaliadas foram: resistência à tração, resistência a compressão e resistência ao impacto, índice de fluidez, dureza SHORE e densidade. Os resultados mostram que houve um aumento nos valores de propriedades mecânicas do material obtido em relação ao polímero sem adição de nanopartículas.

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-09-21T13:40:28Z No. of bitstreams: 2 PILAR GREGORY VIANNA.pdf: 4126013 bytes, checksum: c4320ab5ecb2ec5dfc641f96b6c6fa51 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-09-22T13:35:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 PILAR GREGORY VIANNA.pdf: 4126013 bytes, checksum: c4320ab5ecb2ec5dfc641f96b6c6fa51 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-22T13:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PILAR GREGORY VIANNA.pdf: 4126013 bytes, checksum: c4320ab5ecb2ec5dfc641f96b6c6fa51 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-01-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo a Ciência e Tecnologia / Fundo Mackenzie de Pesquisa / Light interaction with the electronic cloud of metallic nanoparticles at frequencies that are resonant with the natural oscillation frequency of the cloud is known to excite localized surface plasmons. This phenomenon is widely used to enhance the Raman signal, known to have small cross sections. The technique, known as surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS), enables the detection of chemical and biological species with high sensitivity. However, charge transfer mechanisms, adsorption/desorption and changes in the substrate morphology induce temporal instability of the SERS signal, known as blinking, which is an obstacle to the precise detection of the molecules under analysis. In this work, we, therefore, propose a SERS substrate composed of graphene oxide and gold nanorods, capable of suppressing the temporal fluctuations in the intensity of the spectrum. Temporal stability is statistically determined by the coefficient of variation of the integrated spectra, from which it is verified that, with the addition of graphene oxide, the nanocomposite is five times more stable than with gold nanorods only. The stability improvement is attributed to the removal of the nanorods’ surfactant from plasmonic hot spots due to graphene oxide-surfactant interaction. Thus, the nanocomposite is used as a reliable SERS substrate in the detection of Rhodamine 640. The analysis indicates a Rodamine detection that is four times more stable with the nanocomposite, than without graphene oxide. The nanocomposite is then used for the coating of the inner surface of microcapillaries. Graphene oxide and gold nanorod suspensions are subsequently used to fill the capillaries, with a drying step for the evaporation of solvents in between each filling stage. The continuous coating of the capillary fibers with the nanocomposite is verified by Raman spectroscopy, and Rhodamine 640 is used as a probe molecule, this time inside the capillaries, for SERS analysis. The microcapillaries allow for the use of small amounts of sample, and smaller concentrations than those detected with other reported optofluidic substrates are measured. / A interação da luz com a nuvem eletrônica de nanopartículas metálicas em frequências que apresentam ressonância com a frequência natural de oscilação da nuvem é conhecida por gerar a excitação de plásmons localizados de superfície. Este efeito é amplamente utilizado na amplificação do sinal Raman, conhecido por possuir baixas seções de choque. A técnica, conhecida como espectroscopia Raman amplificada por superfície (SERS), possibilita a detecção de espécies químicas e biológicas com altíssima sensibilidade. Entretanto, mecanismos de troca de carga, adsorção/dessorção e alterações na morfologia do substrato induzem uma instabilidade temporal do sinal SERS, fenômeno conhecido como blinking, que é um obstáculo na detecção precisa das moléculas em análise. Neste trabalho, propomos, portanto, um substrato SERS composto de óxido de grafeno e nanobastões de ouro, capaz de suprimir as flutuações temporais na intensidade do espectro. A estabilidade temporal é estatisticamente determinada pelo coeficiente de variação da integral do espectro, de onde verifica-se que com a adição de óxido de grafeno, o nanocompósito apresenta estabilidade cinco vezes superior comparado à detecção com nanobastões de ouro somente. A melhoria na estabilidade é atribuída à remoção do surfactante dos nanobastões dos hot spots, o que ocorre devido à interação óxido de grafeno-surfactante. Assim, o nanocompósito é utilizado como um substrato SERS confiável na detecção de Rodamina 640. A análise aponta para uma detecção quatro vezes mais estável da Rodamina no nanocompósito comparada ao sinal proveniente da molécula em nanobastões sem óxido de grafeno. O nanocomposito é, então, utilizado no revestimento das paredes internas de microcapilares para detecção SERS optofluídica. Para isso, suspensões de óxido de grafeno e de nanobastões de ouro eram subsequentemente utilizadas para preencher os capilares, com secagem por evaporação dos solventes entre as etapas de preenchimento. Verifica-se o revestimento contínuo das fibras capilares com o nanocompósito por espectroscopia Raman, e Rodamina 640 é utilizada como mólecula de prova, dessa vez introduzida no interior dos capilares para análises de SERS. Os microcapilares permitem a utilização de pequenas quantidades de amostra, e concentrações inferiores àquelas detectadas com outros substratos optofluídicos reportados na literatura são medidas.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-02-07T16:19:30Z No. of bitstreams: 2 Josue Marciano de Oliveira Cremonezzi.pdf: 6544192 bytes, checksum: fb97518f2526cb741d5ccdbd62f87b31 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-04-24T15:22:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Josue Marciano de Oliveira Cremonezzi.pdf: 6544192 bytes, checksum: fb97518f2526cb741d5ccdbd62f87b31 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T15:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Josue Marciano de Oliveira Cremonezzi.pdf: 6544192 bytes, checksum: fb97518f2526cb741d5ccdbd62f87b31 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-06 / Supercapacitors are present in almost all kinds of electronic devices that we use in our everyday lives. Applications in systems for storing energy generated from clean sources and for powering electric cars, computers and the new self-sufficient microdevices, require, however, a new generation of capacitive materials. It is necessary to develop supercapacitors with higher capacitive density, better rate capability and that maintain the capacitance over several cycles. To address this problem, a novel approach has shown to be promising: the combination of materials of different capacitive mechanisms in ternary composites. From this strategy, it has been observed that the synergy of three materials leads to higher capacitive properties. Thus, in this work will be presented a novel ternary nanocomposite based on polythiophene, reduced graphene oxide and manganese dioxide. Both the components and the nanocomposite were obtained through simple, economical and efficient chemical routes. Adaptations in the method of obtaining the reduced graphene oxide resulted in a higher quality material. Manganese dioxide has been synthesized by an innovative route that presents advantages over the most used ones. At the end, the synergy of the three components led to singular and enhanced properties of energy storage in the nanocomposite compared to the pure polythiophene: the capacitance was 230% higher than that of the polymer with improved cyclic stability in the first 100 cycles of charge and discharge. / Os supercapacitores estão presentes em praticamente todo tipo de dispositivos eletrônicos que utilizamos no nosso dia-a-dia. Aplicações em sistemas para armazenamento da energia gerada a partir de fontes limpas e para a alimentação de automóveis elétricos, computadores e dos novos microdispositivos autossuficientes, requerem, no entanto, uma nova geração de materiais capacitivos. É necessário desenvolver supercapacitores com maior densidade capacitiva, melhor razão de capacidade e que mantenham a capacitância ao longo de vários ciclos. Para resolver este problema uma nova abordagem tem se mostrado promissora: a combinação de materiais de diferentes mecanismos capacitivos em compósitos ternários. A partir desta estratégia, tem se observado que a sinergia de três materiais leva a propriedades capacitivas superiores. Sendo assim, neste trabalho será apresentado um nanocompósito ternário inédito baseado em politiofeno, óxido de grafeno reduzido e dióxido de manganês. Tanto os componentes quanto o nanocompósito foram obtidos por rotas químicas simples, econômicas e eficientes. Adaptações no método de obtenção do óxido de grafeno reduzido resultaram num material de qualidade superior. O dióxido de manganês foi sintetizado por uma rota inovadora que apresenta vantagens em relação às mais utilizadas. Ao final, a sinergia dos três componentes conferiu ao nanocompósito propriedades de armazenamento de energia singulares e melhoradas em comparação com o politiofeno puro: a capacitância foi 230% maior que a do polímero com maior estabilidade cíclica nos 100 primeiros ciclos de carga e descarga.

Orientador: Fauze Ahmad Aouada / Resumo: Neste trabalho, primeiramente foram desenvolvidos hidrogéis nanocompósitos baseados em poli(ácido metacrílico) (PMAA) e nanoargilas cloisita-Na+, laponitas RD (Lpt RD) e RDS (Lpt RDS) por meio de polimerização via radical livre. A formação do nanocompósito e o grau de dispersão das nanoargilas junto a matriz polimérica foram investigados por análise de FTIR, MEV e DRX. A presença do argilomineral se apresentou um fator importante no que diz respeito ao aumento da capacidade de absorver água (Q) dos hidrogéis, atingindo um máximo em 5% de incorporação das Lpts no PMAA, além de uma melhora na estabilidade térmica dos nanocompósitos comprovada por TG. Assim como as nanocargas, o pH do meio também é um fator determinante para o controle do intumescimento. Pois, os grupos carboxílicos do PMAA sofrem ionização dependendo do pH da solução, aumentando assim o intumescimento do hidrogel. Segundo, foi realizado um estudo relativo à eficiência da adsorção pelos nanocompósitos (nanoargilas Lpt RD, Lpt RDS e cloisita-Na+) do herbicida paraquat (PQ) e sua posterior liberação em solução aquosa. Mais uma vez a presença do argilomineral se mostrou relevante, aumentando para 100% de eficiência no carregamento para nanocompósitos constituídos por 20% de nanoargilas. As adsorções em todas as formulações dos nanocompósitos se ajustaram à isoterma de Langmuir. Enquanto o modelo de isoterma de Freundlich foi o melhor modelo para a matriz sem nanoargila. Todas as isotermas apresentaram perfil de ads... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, initially, nanocomposite hydrogels based on poly(methacrylic acid) (PMAA), closite-Na+, laponite RD (Lpt RD) and laponite RDS (Lpt RDS) nanoclays were synthesized from free radical polymerization. The formation of the nanocomposite and the degree of dispersion of the nanoclays into polymeric matrices were investigated by FTIR, SEM, and XRD techniques. The presence of the clay mineral was a significant factor because it increased the capacity of water absorption (SD) of the hydrogels, reaching a maximum of 5% of Lpts into PMAA. Besides, the thermal stability of the nanocomposites, confirmed by TG, was increased by clay presence. As the nanofillers, the pH of the environment is also a determinant factor for the control of swelling. Because the carboxyl groups of the PMAA undergo ionization depending on the pH of the solution, increasing the swelling of the hydrogel. Then, a study was carried out on the adsorption efficiency of the herbicide paraquat (PQ) using hydrogel nanocomposites (with Lpt RD, Lpt RDS, and cloisite-Na+ nanoclays) as adsorbent materials. After, its release properties were investigated in aqueous solution. The presence of nanoclay was again relevant, increasing to 100% its loading efficiency for nanocomposites made up of 20% nanoclays. Adsorption in all nanocomposite formulations fitted the Langmuir isotherm. Already, the paraquat sorption results followed the Freundlich isotherm model. All isotherms had favorable adsorption profiles, and it pre... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: José Antônio Malmonge / Resumo: O uso de nanocargas de carbono tais como nanotubos de carbono e nanolâminas de grafite (NLG), e/ou polímeros condutores em uma matriz polimérica, tem atraído à atenção de inúmeros pesquisadores que buscam sintetizar elastômeros eletricamente condutivos com amplo potencial aplicacional como dissipadores eletrostáticos, blindagem eletromagnética, sensores piezorresistivos, etc. Nesse trabalho, foram obtidos: (1) nanocompósitos de polianilina (PAni)/NLG com razão mássica anilina (An)/NLG entre 0 e 250%, utilizando ácido clorídrico como dopante (nanocompósitos PHN), e com razão mássica anilina An/NLG entre 0 e 950%, utilizando ácido dodecilbenzeno sulfônico (DBSA) como dopante (nanocompósitos PDN); (2) Blendas de borracha natural (BN)/PAni com diferentes razões BN/An, utilizando BN in natura (blendas BNP) e borracha pré-vulcanizada (BV), blendas BVP; e (3) Nanocompósitos de BN/PAni-NLG (BNP/NLG) e BV/PAni-NLG (BVP/NLG) com diferentes razões BN/An e 15% de NLG em relação a An (relação m/m). Em todas as sínteses a polimerização da anilina foi realizada in situ. Nos nanocompósitos de PAni/NLG a polimerização da PAni ocorreu sobre a superfície lisa das NLG sendo sua morfologia e grau de intercalação nas NLG influenciados pelo tipo de dopante utilizado. A condutividade elétrica máxima obtida para os nanocompósitos foi de 627 S.cm-1 e 582 S.cm-1 para nanocompósitos PHN contendo 200% de NLG e para nanocompósitos PDN contendo 600% de NLG, respectivamente. O aumento na estabilidade térmic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of carbon nanofiller such as carbon nanotube and graphite nanosheet (GNS), and/or conductive polymers as filler to a polymer matrix, has attracted the attention of numerous researchers who seek to synthesize electrically conductive elastomers with broad application potential such as electrostatic dissipator, piezoresistive sensor and electromagnetic interference shielding . In this work were synthesized: (1) nanocomposites of polyaniline (PAni)/NLG with aniline (An)/NLG mass ratio between 0 and 250%, using hydrochloric acid as a dopant (PHN nanocomposites) and aniline An/NLG between 0 and 950%, using dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) as a dopant (PDN nanocomposites); (2) Natural rubber blends (BN)/PAni with different BN/An mass ratio, using BN in nature (BNP blends) and pre-vulcanized rubber BV, BVP blends; and (3) BN/PAni-NLG (BNP/NLG) and BV/PAni-NLG (BVP/NLG) nanocomposites with different BN/An mass ratios and 15% NLG with respect to An (m/m ratio). In all syntheses the polymerization of aniline was performed in situ. In the nanocomposites PAni/GNS the polymerization of PAni occurred on the GNS surface and their morphology and degree of intercalation in NLGs were influenced by the type of dopant. The higher electrical conductivity obtained for PHN and PDN composites were 627 S.cm-1 and 582 S.cm-1, respectively. The increase in the thermal stability of PAni in PAni/NLG nanocomposites was attributed to the intercalation of PAni among GNS and barrier properties pres... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Nanocompósitos híbridos a base de resinas epoxídicas e argilas organofílicas têm sido desenvolvidos resultando em materiais com características mecânicas e térmicas melhoradas em relação aos compósitos convencionais. Entretanto, a incorporação de argila modificada altera as características reocinéticas de cura do polímero epoxídico ao mesmo tempo em que influencia nas características microestruturais responsáveis pelas propriedades mecânicas finais do compósito. Na literatura poucos estudos foram feitos sobre o efeito da carga nanoestruturada sobre as características reocinéticas de cura e também a aplicação de técnicas analíticas dielétricas que permitam o monitoramento do processo de cura nas condições atuais de trabalho. O estudo das características reocinéticas, dinâmico-mecânicas e dielétricas de compósitos de matriz epoxídica reforçado com argila do tipo montmorilonita organofílica foi realizado neste trabalho. Foram usados três tipos de argilas montmoriloníticas organofílicas comerciais Cloisite, com diferentes agentes modificadores e capacidade de troca iônica. Foi determinado pela análise por calorimetria exploratória diferencial (DSC) que a cinética de cura do sistema epóxi-anidrido, constituído por resina éter diglicidílico de bisfenolA (DGEBA), agente endurecedor anidrido hexahidroftálico (HHPA) e acelerador benzildimetilamina (BDMA), curado em dois estágios de temperatura, a 85 e 150oC, obedece ao modelo cinético de Sourour-Kamal no estágio de 85oC e ao modelo cinético de ordem n no estágio de 150oC. A análise cinética mostrou o efeito de aceleração da cura pelos diferentes tipos e composições de argilas. A análise dinâmico-mecânica (DMA) revelou dois picos nas curvas da tangente de perda, tan d, relacionados com as etapas de reação autocatalítica e de ordem n no estágio de cura a 85oC. Entretanto, os resultados do DMA não evidenciaram o efeito de aceleração da argila sobre a cura dos compósitos. Por outro lado, a análise dielétrica (DEA) apresentou resultados equivalentes aos da análise por DSC, evidenciando o papel de acelerador da cinética de cura da argila organofílica. A difração de raios X mostrou que as argilas sofreram intercalação no processo de cura. Como conclusão, o trabalho mostrou que as técnicas de análise cinética por DSC e DEA podem determinar a influência dos diferentes tipos e composições de argilas organofílicas. Não se determinou a influência específica que um tipo de argila teve sobre as características cinéticas e mecânicas dos compósitos nas composições estudadas. / Hybrid nanocomposites based upon epoxy resin and organophylic clay mixes have been intensively studied because of their better mechanical and thermal properties as compared to conventional composites. Nevertheless when the organoclay is added to the epoxy reactive medium it does affect the thermoset polymer chemorheological behavior. Such interaction can define the composite ultimate mechanical properties. In the literature few works were done concerning the influence of nanostructured filler on the reactive medium chemorheology. Also the use of dielectric analysis as a tool for monitoring and evaluating the curing process of nanostructured composite will be of practical interest because this analytical technique can be used to study the curing process under actual processing condition. The aim of this work is the study of chemorheological, dynamic mechanical, and dielectric analysis of epoxyorganoclay composites. Composites prepared with epoxy-anhydride resin and three different modified organoclays were analysed through differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analysis (DMA), dielectric analysis (DEA), and X-ray diffraction. The epoxy system is a diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) resin, a hexahydrophtalic anhydride as curing agent, and benzyldimethylamine (BDMA) as accelerator mechanically mixed with commercial organoclay Cloisite and heat treated in two stages: one, at 85oC where the chemical reaction occurs; and a second higher temperature stage, at 150oC, where the full cure is attained. The kinetics analysis revealed that the lower temperature cure obeys the Sourour-Kamal model, whereas the higher temperature post cure stage follows the order n model kinetics. The kinetics analysis also revealed the effect of clay as accelerator. The DMA tan d presented two distinct peaks related to the autocatalytic and n-order kinetics steps. However, the DMA results did not showed any evidence of the accelerating effect of clay. On the other side the DEA analysis presented equivalent results of DSC. The X-ray difractograms showed clay intercalation on composites studied. As conclusion the DSC and DEA techniques can be used as analytical tool to determine the influence of incorporation of organoclay on reactive polymer medium.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Christiane Lago Ojaimi.pdf: 6052819 bytes, checksum: 5dbeb59c4d5610d059c81f63f68e3c11 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The search for a beautiful and harmonious smile has motivated research on ceramic materials for dentistry aiming at the elimination of the metal substructure. Among many dental devices, abutments for implants are one component that has been replaced by ceramic material. The ceramics that exhibit good biocompatibility and mechanical properties are alumina and zirconia, the latter being the material the most widely used ceramic abutments. Both alumina and zirconia as present some restrictions when used only, but the ceramic base of alumina and zirconia compounds can present improved property compared with the isolated materials. Studies exhibit that alumina-zirconia nanocomposites present agreat improvement in some mechanical properties. Since the national production of ceramic abutments is still low compared to international production, and ceramic abutment with alumina and zirconia is not widespread. This work aims studying the sintering in two and three steps process of ceramic alumina nanocomposites with nanometric inclusion of 15% by volume of zirconia, aiming the application as dental abutment. For this purpose, samples were produced by pressing and sintered using different sintering conditions. The characterization of the sintered nanocomposites was made by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and measurements of grain size, and mechanical properties were evaluated from Vickers microhardness and fracture toughness. To evaluate the hydrothermal stability of these nanocomposites, accelerated aging tests were done in an autoclave and the samples were characterized by atomic force microscopy and X-ray diffraction. The results showed that sintering in steps allowed in the refinement of the microstructure of nanocomposites and that were resistant to hydrothermal degradation. / A busca por um sorriso bonito e harmônico tem motivado pesquisas na área de materiais cerâmicos para odontologia visando à eliminação da subestrutura metálica. Dentre muitos dispositivos odontológicos, os pilares intermediários para implantes são um dos componentes que vem sendo substituído por material cerâmico. As cerâmicas que apresentam boa biocompatibilidade e propriedades mecânicas são a alumina e a zircônia, sendo esta última a mais utilizada em pilares cerâmicos. Tanto a alumina quanto a zircônia apresentam algumas restrições quando utilizadas sozinhas, porém os compostos cerâmicos a base de alumina e zircônia podem apresentar ganhos de propriedade se comparada com os materiais isolados. Estudos mostram ainda que os nanocompósitos de alumina-zircônia apresentam uma grande melhoria em algumas propriedades mecânicas. Porém na produção de materiais cerâmicos geralmente utiliza-se sinterização sem pressão, o que ocasiona grande crescimento de grão, um dos métodos para se refinar a microestrutura de maneira simples é a sinterização em etapas. Uma vez que a produção nacional de pilares cerâmicos ainda é baixa se comparada com a produção estrangeira, e o pilar de cerâmica com alumina e zircônia é pouco difundido. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo de sinterização em duas e três etapas de nanocompósitos cerâmicos de alumina com 15% em volume de inclusão nanométrica de zircônia, visando a aplicação como pilar odontológico. Para isso, amostras produzidas por prensagem foram sinterizadas utilizando diferentes condições de sinterização. A caracterização dos nanocompósitos sinterizados foi feita por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e medidas de tamanho de grão, e as propriedades mecânicas foram avaliadas por medidas de dureza Vickers e tenacidade à fratura. Para avaliar a estabilidade desses nanocompósitos foram feitos ensaios de envelhecimento acelerado em autoclave e as amostras foram caracterizadas por microscopia de força atômica e difração de raios X. Os resultados mostraram que a sinterização em etapas permitiu o refinamento da microestrutura dos nanocompósitos e que este apresentou resistência a degradação hidrotermal.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de elastômeros termoplásticos à base de PP/EPDM/argila organofílica. Foram utilizados como agentes interfaciais polipropileno e terpolímero de etileno-propileno-dieno ambos modificados com grupos anidrido maleico, PP-MA e EPDM-MA, respectivamente. Dois tipos de argila organofílica, que se diferenciam pela estrutura química do surfactante e conseqüentemente pela estabilidade térmica, foram empregados como carga inorgânica. Os nanocompósitos foram preparados pela técnica de intercalação por fusão em câmara interna de mistura e a incorporação da argila foi feita pela adição de masterbatches previamente preparados. Foram investigadas as propriedades de tração, reométricas e ainda a morfologia (cristalinidade e estrutura obtida) dos nanocompósitos a fim de estabelecer a influência do tipo e quantidade de argila organofílica e agente interfacial. Os resultados mostraram que a adição de agente interfacial melhorou a dispersão da argila organofílica na matriz de PP/EPDM, particularmente o PP-MA. Foram obtidos nanocompósitos com estruturas mistas intercaladas e esfoliadas, que resultaram em maiores valores de módulo de elasticidade e manutenção dos valores de deformação. As propriedades reométricas confirmaram o maior grau de dispersão da argila organofílica em nanocompósitos contendo PP-MA. Teores crescentes de argila reduziram a cristalinidade dos nanocompósitos, os quais quando reprocessados, mantiveram as características inerentes ao TPE de origem. Por fim, a estrutura do surfactante presente / In this work it was prepared nanocomposites based in PP/EPDM thermoplastic elastomer and organoclay. Maleinized polypropylene and ethylene-propylene-diene rubber, PP-MA and EPDM-MA, respectively, were employed as interfacial agents. Also two kinds of organoclays, differing about surfactant chemical structure and as consequence thermal stability, were investigated as inorganic filler. Nanocomposites were prepared by melt intercalation in an internal chamber mix and organoclay was incorporated by masterbatches addition, which ones were previously made. It was investigated the influence of amount and kind of organoclay and interfacial agent on tensile properties, rheology and morphology (crystallinity and structure type) of nanocomposites obtained. The results showed that interfacial agents addition promoted a better dispersion degree of organoclay platelets in PP/EPDM matrix, mainly PP-MA. Nanocomposites with both intercalated and exfoliated structures were obtained. These exhibited higher Young modulus and kept their elongation values. The better dispersion degree of clay platelets in nanocomposites containing PP-MA was confirmed by rheology measurements. Increasing amounts of organoclay lowered the crystallinity degree of nanocomposites but the reprocessability was maintained similar to that of pure TPE. Finally, the chemical structure of surfactants did not change the intercalation/exfoliation process due to the similarity of organoclay basal spacing and moderated TPE processing temperature.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-27T20:08:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-03-02T16:00:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-02T16:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_OrganofilizacaoMgbentonitaBacia.pdf: 1714772 bytes, checksum: 7c5e0ddc8cbfadef0297db3dc0a9b7f7 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bentonitas são argilas que tem como seu principal constituinte argilominerais do grupo da esmectita, predominantemente montmorillonita. De acordo com o cátion predominante no espaço intercamada da esmectita, a bentonita pode ser classificada como sódica, cálcica ou magnesiana. Essas argilas possuem vasta aplicação industrial, como fluidos de perfuração, pelotização, moldes de fundição, dentre outros. Para algumas aplicações mais específicas e que agregam maior valor ao produto final, como na síntese de nanocompósitos polímero/argila, faz-se necessário à intercalação de íons orgânicos na intercamada do argilomineral. No Brasil, a produção industrial de argilas organofílicas é pequena e voltada para os mercados de tintas, graxas e resinas de poliéster. Empresas do setor de bentonitas, que ainda não estão produzindo esse tipo de material, vêm mostrando crescente interesse nesta aplicação. Dentro desse contexto, este trabalho buscou avaliar o potencial da Bentonita Formosa, uma Mg-bentonita recentemente descrita e relativamente abundante no nordeste do Brasil, na produção de argilas organofílicas e sua aplicação em síntese de nanocompósitos polímero/argila. Para isso, foram realizadas sínteses variando a concentração dos íons surfactantes hexadeciltrimetilamônio (HDTMA+) e dodeciltrimetilamônio (DTMA+) em 0,7, 1,0 e 1,5 vezes o valor de CEC, com tempo de reação de 12 horas e variação de temperatura de 25 ºC e 80 ºC. A Mg-Bentonita in natura e ativada com carbonato de sódio foi utilizada como material de partida. Tanto o material de partida como as argilas organofílicas obtidas foram caracterizadas por DRX, DTA/TG e IV. As argilas que apresentaram melhores resultados de intercalação foram utilizadas nas proporções de 1%, 3% e 10% para a síntese de nanocompósitos poli(metacrilato de metila) (PMMA)/argila. As análises de DRX confirmaram a intercalação dos íons orgânicos no espaço intercamada da Mg-esmectita com e sem ativação. Com os resultados de IV foi possível observar que a razão de confôrmeros gauche/trans diminui com o aumento do espaçamento basal. Os resultados de DTA/TG confirmaram a estabilidade térmica das argilas organofílicas à temperatura máxima de 200 °C, o que possibilita a utilização desse material em síntese de nanocompósitos polímero/argila obtidos por processo de fusão. A análise de DRX confirmou a intercalação do PMMA no espaço intercamada da Mg-esmectita em todos os nanocompósitos produzidos. Com as análises de DSC foi possível observar o aumento da temperatura de transição vítrea para todos os nanocompósitos, quando comparados com PMMA puro. Com isso, é possível concluir que a Mg-Bentonita pode ser intercalada com íons alquilamônio, sem a necessidade prévia de ativação sódica, formando argilas organofílicas, assim como sua utilização em síntese de nanocompósitos. Essa possibilidade de utilização da Mg-bentonita in natura pode representar uma importante diferença em termos de custos de processo, na comparação com as bentonitas cálcicas existentes no Brasil, ou mesmo as importadas, que precisam ser ativadas durante o beneficiamento. Finalmente, acredita-se que a pesquisa deve avançar com a avaliação das propriedades mecânicas dos nanocompósitos produzidos neste trabalho, visando as diferentes possibilidades de aplicações desses materiais. / Bentonites are clays whose main constituent is a clay mineral of the smectite group, mainly montmorillonite. According to the predominant cation that occupies the interlayer space of the smectite, they can be classified as sodium-, calcium- or magnesian-bentonites. Such clays have wide industrial applications, such as: drilling fluids, pelletizing, foundry molds, among others. For some specific applications that add greater value to the final product, as in the synthesis of polymer/clay nanocomposites, it is necessary to intercalate organic ions in the interlayer of the clay mineral. In Brazil, industrial production of organoclays is small and geared towards the markets of paints, greases and polyester resins. Most companies that exploit bentonites for the traditional uses and do not produce this type of material are showing increasing interest in this new kind of application. In this context, this study aimed to evaluate the potential of the Formosa Bentonite in the production of organoclays and its application in the synthesis of polymer/clay nanocomposites. Formosa is a Mg-bentonite recently described and relatively abundant in northeastern Brazil. For this purpose, synthesis experiments were carried out by varying the concentration of two surfactants: hexadecyltrimethylammonium ions (HDTMA+) and dodecyltrimethylammonium (DTMA+), in the concentrations 0.7, 1.0 and 1.5 times the value of CEC, with reaction time of 12 hours and temperature variation of 25 ºC and 80 ºC. The Mg-bentonite was used as starting material both in natura and activated with sodium carbonate. Both the starting material and the organoclays obtained were characterized by XRD, DTA/TG and FTIR. The clays that exhibited better intercalation results were used in the proportions of 1%, 3% and 10% for further synthesis of the polymer (PMMA)/clay nanocomposites. The XRD results confirmed the intercalation of organic ions in the interlayer space of the Mg-smectite, for both in natura and activated samples. According to FTIR results, it was observed that the ratio of gauche/trans conformers decreases with the increasing of basal spacing. The results of DTA/TG confirm the thermal stability of organoclays at a maximum temperature of 200 °C, allowing the use of such material in the synthesis of polymer/clay nanocomposites obtained by the fusion process. XRD patterns confirmed the intercalation of PMMA in the interlayer space of the Mgsmectite for all nanocomposites produced. With the DSC analysis, it was possible to observe the increase in glass transition temperature for all nanocomposites in comparison with pure PMMA. Thus, it is possible to conclude that the Mg-bentonite can be intercalated with alkylammonium ions, without previous sodium activation, forming organoclays, as well as their use in the synthesis of nanocomposites. This possibility of using natural (non-activated) Mg-bentonite may represent an important difference in terms of process costs, in comparison with existing Ca-bentonites in Brazil, or even the imported, that need to be activated during beneficiation. Finally, one believes that the research should proceed with the evaluation of mechanical properties of the nanocomposites produced in this work, aiming future possibilities of application for such materials.

Orientador: Fauze Ahmad Aouada / Resumo: Os hidrogéis são polímeros hidrorretentores reticulados, que são capazes de reter e absorver grande quantidade de água. A combinação de polissacarídeos e nanoargila na matriz polimérica otimiza o desenvolvimento de materiais biodegradáveis e nanoestruturados que podem ser utilizados na agricultura. Nesta dissertação foram preparados e caracterizados hidrogéis nanoestruturados biodegradáveis, afim de aplicá-lo como um acelerador no crescimento de mudas de hortaliça. Os hidrogéis foram preparados fixando as concentrações de acrilamida (AAm) em 6% m/v e carboximetilcelulose (CMC) em 1% m/v, e incorporando diferentes concentrações de nanoargila cloisita-Na+. Diferentes quantidades de hidrogéis foram incorporadas ao substrato e investigado a sua eficiência no cultivo de alface. Foram analisadas as propriedades hidrofílicas e cinéticas em água destilada e em soluções salinas. Os hidrogéis demonstraram excelentes resultados de intumescimento. A incorporação de nanoargila na matriz do polímero aumentou a velocidade de absorção de água (indicada pelo aumento da constante cinética k) quando intumescido em água destilada. A formação das redes poliméricas foi confirmada pela análise de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A difração do raios-x (DRX) e a espectroscopia de energia dispersiva de Raios-X (EDX) permitiu avaliar a conformação das plaquetas de nanoargila e os elementos químicos presente nos nanocompósitos, respectivamente. A microscopia eletrônica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Hydrogels are water-retainer crosslinked polymers which are able to retain and absorb large quantities of water. The combination of polysaccharides and nanoclay in the polymeric matrix enhanced the development of nanostructured and biodegradable materials and it can be used in agriculture. In this work, nanostructured biodegradable hydrogels was prepared in order to improve germination and seedling quality of lettuce cultivation. The hydrogels were prepared by fixing the concentrations of acrylamide (AAm) in 6% w/v carboxymethylcellulose (CMC) in 1% w/v, containing different nanoclay Cloisite-Na+ concentrations. Different amounts of hydrogel were incorporated to the substrate and investigated their efficiency in lettuce cultivation. Hydrophilic and kinetic properties were investigated in distilled water and in saline solutions. The hydrogels showed excellent swelling degree results. Also, the incorporation of nanoclay in the polymer matrix increased the water absorption speed (indicated by an increase in kinetic constant k) when swollen in distilled water. The formation of polymer networks was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis. The x-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy X-ray (EDX) corfimed the conformation of the nanoclay platelets and chemical elements present in the nanocomposite, respectively. The scanning electron microscopy (SEM) showed porous structures morphology with well-defined shapes, but with heterogeneity in... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre