Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos de matriz termoplástica e termorrígida com argilas modificadas e não modificada com o intuito de avaliar as diferentes formas de incorporação da argila na matriz polimérica. Para tanto foi utilizado um grade comercial de PEAD como matriz termoplástica e dois tipos de PU termorrígidos. Sendo que, um deles foi preparado a partir de óleo de mamona com MDI e o outro uma emulsão comercial. Os nanocompósitos com matriz de PEAD foram preparadas em extrusora de rosca dupla utilizando as argilas Cloisite® 20A e Cloisite® Na+, na proporção de 1 e 5% em massa. Algumas amostras receberam a aditivação de 5% em massa de PECl que atuou como agente compatibilizante. Os nanocompósitos de PU foram preparados por duas rotas diferentes sendo utilizadas três diferentes argilas (Cloisite® 30B, Cloisite® 20A e Cloisite® Na+) na proporção de 1 e 3% em massa. Uma emulsão de PU foi preparada com masterbacth em resina hidrocarbônica (Unilene B-120) sulfonada misturada em razão 1:1 com Cloisite Na+. As amostras foram avaliadas por espectroscopia de infravermelho, TGA, raios-X e MEV para se avaliar a morfologia das argilas dispersas nas diferentes matrizes e a sua influência na estrutura dos polímeros. Os resultados mostraram a importância da interação argila-matriz quanto aos grupos funcionais presentes nas argilas e também quanto a organofilicidade das mesmas. Os parâmetros de processamento dos polímeros ou de preparação dos nanocompósitos tiveram influência significativa na determinação das estruturas intercaladas e/ou esfoliadas. O método de preparação in situ mostrou ser altamente efetivo na preparação de nanocompósito de PU com morfologia esfoliada. / In this work thermoplastic and thermoset nanocomposites without and with modified clays had been prepared aiming to evaluate the different forms of clay incorporation in the polymers matrix. For this, high density polyethylene (HDPE) was used as an thermoplastic matrix and two polyurethanes (PU) as thermoset matrixes, prepared by using castor oil and MDI or a commercial emulsion. HDPE nanocomposites were prepared in a twin-screw extruder with two nanoclays (Cloisite® 20A and Cloisite® Na+) with 1 and 5 wt%. In some samples was added 5 wt% of PECl as compatibilizer agent. The PU nanocomposites were prepared by two different routes using three nanoclays (Cloisite® 30B, Cloisite® 20A and Cloisite® Na+) in the ratio of 1 and 3 wt%. The PU emulsion was prepared using a masterbacth of sulfonated hydrocarbon (Unilene B-120) resin and Cloisite® Na+ mixed in the ratio of 1:1. The samples were characterized by FTIR, TG, DRX and MEV in order to evaluate the nanoclays morphology in the polymeric matrixes and their influence in the polymers structure. The results showed the relationship between matrix and clays and its importance how functional groups inside of clays and its organophilicity for a good morphology. The polymer processing or nanocomposite preparation parameters had strong influence on the attainment of intercalated and/or exfoliated structures. The in situ methodology showed be the most effective method for preparation of PU nanocomposite with esfoliated morphology.

Neste trabalho nanocompósitos de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) com poliedros oligoméricos silsesquioxanos (POSS) e nanotubos de carbono (CNT) foram preparados através de processamento no estado fundido utilizando uma câmara de mistura. As propriedades morfológicas, a microestrutura, as propriedades viscoelásticas, térmicas, reológicas e elétricas de ambos os nanocompósitos foram avaliadas através de microscopia eletrônica de transmissão (TEM), difração de raios-X (XRD), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise dinâmico-mecânica (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análises reológicas e medidas de condutividade elétrica. A presença do POSS causou mudanças na morfologia e na microestrutura do PVDF. Foi constatada a coexistência de duas fases cristalinas distintas nestes materiais. O POSS não teve influência significativa na resposta dinâmico-mecânica do material, porém atuou como lubrificante no sistema, quando este se encontrava no estado fundido. Houve uma diminuição da condutividade elétrica do material com a incorporação de POSS. Os nanotubos de carbono também causaram mudanças na morfologia e na microestrutura do PVDF. O aumento da concentração de nanotubos de carbono causou uma mudança no comportamento reológico dos materiais de predominante líquido viscoso para resposta tendendo a sólido elástico. Os nanocompósitos com nanotubos de carbono apresentaram um aumento na condutividade elétrica em função da concentração de nanotubos. A aplicação da tensão de compressão provocou um aumento na condutividade elétrica do material de aproximadamente 8 a 12 vezes. Isto comprova que este material apresenta potencial para ser usado como sensor de pressão ou em aplicações eletro-eletrônicos. / In this work nanocomposites of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) with polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) and carbon nanotubes (CNT) were prepared through melt processing using a mixing chamber. The morphological properties, microstructure, viscoelastic, thermal, rheological and electrical properties were evaluated through transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), dynamical mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetry ( DSC), rheological analysis and electrical conductivity measurements. The presence of POSS caused changes in the morphology and microstructure of PVDF. It was found the coexistence of two distinct crystalline phases in these materials. The POSS did not significantly influence the dynamical mechanical response. However, it acted as a plasticizer in the system, when it was in the molten state. There was a decreasing in the electrical conductivity of the material with POSS loading. The carbon nanotubes caused changes in the morphology and microstructure of PVDF as well. The carbon nanotubes load changed the material rheological behavior from uppermost viscous liquid to pseudo solid like behavior. The carbon nanotubes nanocomposites showed an increasing in the electrical conductivity as a function of nanotubes loading. The application of mechanical tension caused an increasing in the electrical conductivity of about 8 to 12 orders of magnitude. This fact supports the idea that this material has potential to be used as pressure sensor or in electro-electronic applications.

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de polipropileno (PP) com diferentes Montmorilonitas organicamente modificadas (OMMT) através de dois métodos de obtenção: intercalação por fusão em extrusora dupla rosca e intercalação por solução em xileno. Foram utilizados diferentes agentes compatibilizantes (PP-g-MA e OTMS), aditivos (plastificantes), tipos de homopolímeros de PP, além de diversas condições de processo. O efeito dos métodos de obtenção e suas variáveis de formulação e de processo sobre as propriedades morfológicas, térmicas e mecânicas desses materiais foram avaliadas por difração de raios–X, microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura, calorimetria diferencial de varredura, termogravimetria, flamabilidade horizontal, análise dinâmico-mecânica, propriedades mecânicas e de barreira a gases. Os resultados mostram que o grau de dispersão, o tipo de estrutura formada e a força de adesão interfacial entre a argila e o PP estão diretamente relacionas as variáveis de formulação e de processo, e afetam as propriedades mecânicas, de barreira e térmicas dos nanocompósitos. As condições de processo e formulação, tais como, o uso de diferentes tipos de extrusora, configurações de rosca, tipos de alimentação, ultrassom, Ultra-Turrax, agentes compatibilizantes, plastificantes com polaridades variadas e outros homopolímeros de PP com distribuição e peso moleculares diferenciados promoveram mudanças significativas na morfologia dos nanocompósitos aumentando a temperatura de cristalização (Tc), de deflexão térmica (HDT), de degradação inicial (T10%) e final (T50%), o módulo e principalmente a resistência ao impacto desses materiais. Além disso, alguns nanocompósitos apresentaram propriedades de retardância à chama e de barreira ao vapor de água. A formação de estruturas alongadas foi produzida quando plastificantes com caráter polar e configurações de rosca foram usados e estruturas mais esfoliadas foi alcançada quando OTMS e ultrassom foram utilizados na mistura de PP com OMMT. / In this work nanocomposites of polypropylene (PP) were prepared with different organically modified Montmorillonites (OMMT), through two syntheses methods: the melt intercalation in twin screw extruder and solution intercalation in xylene solvent. Different compatibilizer agents (PP-g-MA and OTMS), addictives (plasticizers), different grades of PP homopolymer were used, besides several processing conditions. The effect of the obtaining methods, their formulation and process variables on the morphologic, thermal and mechanics properties of those materials were evaluated by X- ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, horizontal flammability, dynamic mechanical analysis, mechanical and gas barrier properties. The results showed that the dispersion degree, the type of formed structures and the interfacial adhesion force between the clay and the PP are directly related to the formulation and processing variables, and they affect the mechanical, barrier and thermal properties of the PP/OMMT nanocomposites. The process and formulation conditions, such as, the use of different extruders types, twin screw configurations, feeding types, ultrasound, Ultra-Turrax, compatibilizing agents, plasticizers with varied polarities and other PP homopolymers with different distribution and molecular weight promoted significant morphology changes in the PP nanocomposites increasing the crystallization temperature (Tc), heat distortion temperature (HDT), initial (T10%) and final (T50%) degradation temperature, the modulus and mainly the impact strength of those materials. Furthermore, some PP/OMMT nanocomposites presented fire retardancy and water steam barrier properties. The formation of prolonged structures was produced when plasticizers with polar character and twin screw configurations were used and structures more exfoliated was reached when OTMS and ultrasound were used in the PP/OMMT.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Curso de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-06-24T15:04:34Z No. of bitstreams: 1 2016_AndersonMateusMendoncaSMedeiros.pdf: 18404227 bytes, checksum: d974e09e598a1902793e903d59452fcf (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-07-30T13:12:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndersonMateusMendoncaSMedeiros.pdf: 18404227 bytes, checksum: d974e09e598a1902793e903d59452fcf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-30T13:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndersonMateusMendoncaSMedeiros.pdf: 18404227 bytes, checksum: d974e09e598a1902793e903d59452fcf (MD5) / Este trabalho tem como objetivo a obtenção de nanocompósitos magnéticos a partir de polímeros derivados de óleos vegetais empregando processos de polimerização em meio homogêneo e heterogêneo. Os nanocompósitos magnéticos sintetizados apresentaram características magnéticas significativas, assim como são potencialmente biodegradáveis em razão da presença de monômeros derivados de fontes renováveis. O desenvolvimento do estudo ocorreu em duas etapas. Na polimerização em massa, a primeira parte do trabalho, nanopartículas magnéticas (NPMs) de γ-Fe2O3 com diâmetro médio de ca. 10 nm calculado por DRX e confirmado por imagens de MET foram sintetizadas via oxidação térmica da Fe3O4. Medidas termogravimétricas e análises de FTIR-ATR comprovaram a efetividade do tratamento superficial das NPMs com ácido ricinoleico acrilado derivado do óleo de mamona (AFACO). Paralelamente, medidas de RMN1H e FTIR-ATR determinaram a obtenção do ácido ricinoleico derivado do óleo de mamona e sua modificação estrutural por meio de uma reação de epoxidação com conversão final de 84%. As segunda etapa, a abertura do anel oxirânico com ácido acrílico apresentou conversão final de 94%, calculada por RMN1H. A copolimerização em massa ocorreu entre o AFACO e o acrilato de etila (AE) na presença de γ-Fe2O3, produzindo o poli(AE-co-AFACO)/γ-Fe2O3, cuja obtenção foi constatada por análises de FTIR-ATR, espectroscopia Raman e medidas de magnetização. Medidas termogravimétricas clássicas mostraram a presença de 2% (m/m) de γ-Fe2O3 na estrutura do copolímero. A segunda etapa do estudo envolveu o encapsulamento das nanopartículas de γ-Fe2O3 pelo copolímero poli(est-co-AFAME) formando o poli(est-co-AFAME)/γ-Fe2O3 empregando miniemulsão. A polimerização radicalar, em miniemulsão, do estireno com o éster metílico derivado do óleo de soja (AFAME) foi realizada empregando 5%, 25% e 50% de AFAME (m/m) resultando no poli(est-co-AFAME) e teve sua estrutura caracterizada na presença e na ausência das NPMs. Estudos de FTIR-ATR e RMN1H atestaram a formação do éster metílico, assim como sua modificação estrutural. Medidas de DLS mostraram a formação de partículas poliméricas com diâmetro médio entre 100 a 150 nm. Perfis de conversão entre 60% e 95% modelaram o comportamento do sistema. Imagens de MET, cryo- MET e medidas térmicas (DSC e DTG) mostraram a morfologia, estrutura, bem como a diminuição das temperaturas de transição vítrea com o aumento de AFAME incorporado. Além disso, medidas de magnetização indicaram o comportamento superparamagnético dos copolímeros magnéticos (poli(est-co-AFAME)/γ-Fe2O3). / This study aims the obtaintion of magnetic nanocomposites based on vegetable oils magnetic nanocomposites. For this purpose, two processes were employed, bulk and miniemulsion polymerization. In the homogeneous process (bulk polymezation) theγ-Fe2O3 magnetic nanoparticles (MNPs) were incorporated in the bio-based polymeric matrix as obtained from castor oil. In the second process a hybrid material was generated that consisted of magnetic-γ-Fe2O3 encapsulated copolymer from soybean oil. In the bulk polymerization process, the MNPs were synthesized and their surface were functionalized with ricinoleic acid derived from castor oil (AFACO). In addition, ricinoleic acid was obtained from castor oil and modified employing an epoxidation reaction followed by oxirane ring-opening with acrylic acid. Bulk polymerization occurred between AFACO and ethyl acrylate (EA) in the presence of γ-Fe2O3@AFACO producing Poly(EA-co-AFACO)/γ-Fe2O3. The second process involved the encapsulation of γ-Fe2O3 into the copolymer Poly(Styrene-co-AFAME). This bio-based copolymer was obtained through miniemulsion polymerization of styrene and acrylated-methyl ester derived from soybean oil (AFAME). The idea of employing the comonomer derived from bioresources was based in the fact that this bio-monomer confer biodegradability as well as the possibility of biocompatibility, since this monomer is derived from renewable sources. In the first part, the bio-based monomer can replace ethyl acrylate without significant changes on material properties, as the glass transition temperature are quite similar. In case of material obtained by miniemulstion, AFAME can act as a modifier agent of polystyrene properties making it more versatile and increasing its application range, depending on theAFAME content present into the copolymer. The results obtained by Raman spectroscopy, FTIR, thermal measurements, classical gravimetric, NMR-1H, gel contente, DLS and kinetic accompaniment of the reaction provided experimental evidences for the formation of the copolymers as well the evaluation of their properties in comparison with those of the corresponding homopolymers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-11-25T14:15:34Z No. of bitstreams: 1 2015_LaffertGomesFerreiraDaSilva.pdf: 2748798 bytes, checksum: 7aa2e01c820afcb8a37294d0711d5647 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2015-12-21T11:48:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LaffertGomesFerreiraDaSilva.pdf: 2748798 bytes, checksum: 7aa2e01c820afcb8a37294d0711d5647 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-21T11:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LaffertGomesFerreiraDaSilva.pdf: 2748798 bytes, checksum: 7aa2e01c820afcb8a37294d0711d5647 (MD5) / O campo da Nanociência e Nanobiotecnologia desenvolve diversas pesquisas utilizando nanoestruturas com propriedades magnéticas, que podem apresentar diferentes propriedades físicas dependendo de seus compostos. Por isso podem apresentar diversas aplicações como: marcadores de fármacos, entrega de fármacos e microeletrônica. Este trabalho tem por objetivo sintetizar e caracterizar nanocompósito magneto-polimérico baseado em nanopartículas, com características superparamagnéticas, recobertas por polímero extraídos do óleo da semente de Carapa guianensis Aubl. Foram sintetizadas nanopartículas de óxidos de Ferro. O polímero é sintetizado utilizando o método de policondensação. O nanocompósito é preparado então pela dispersão das nanopartículas na matriz polimérica. Para caracterização das amostras são usadas diferentes técnicas como: Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia no UV-Vis, Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier, Espectroscopia de Energia Dispersiva e Espectroscopia Fotoacústica. Os resultados indicam que a estrutura do nanocompósito magneto-poliméricos é do tipo core/shell onde o núcleo é formado por várias nanopartículas de γ-Fe2O3 recobertas pela matriz polimérica, que apresentou características do óleo natural utilizado em sua síntese. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanoscience and Nanobiotechnology field develops several researches using nanostructures with magnetic properties, which may have different physical properties depending on their compounds. Therefore can be used in various applications as: drug markers, drug delivery and microelectronics. This study aims to synthesize and to characterize Magnetic- Polymeric Nanocomposites based on nanoparticles with superparamagnetic characteristics, coated with polymer oils extracted from seeds Carapa guianensis Aubl. Iron oxide nanoparticles were synthesized using the coprecipitation method. The polymer was synthesized using polycondensation method. Nanocomposite was prepared by dispersion of the nanoparticles in the polymer matrix. For characterization of the samples are used different techniques: X-ray Diffraction, Transmission Electron Microscopy, Scanning Electron Microscopy, UV-vis Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Energy-dispersive X-Ray Spectroscopy and Photoacoustic Spectroscopy. The results indicate that magnetic-polymeric nanocomposites structure formed was type core/shell, wherein the core was formed by several nanoparticles of γ-Fe2O3, coated by the polymer matrix, which presents some characteristics of the natural oil used in their synthesis

Made available in DSpace on 2014-10-15T02:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462029-Texto+Completo-0.pdf: 6506501 bytes, checksum: ac4fdb8832287abddfd8e14f596d52a1 (MD5) Previous issue date: 2014 / Injury of peripheral nerves of accidents at work or home are common carriers and scallfolds of biodegradable polymers with temporary structural function to assist in the regeneration of damaged living tissue are being explored. Conducting polymers such as polypyrrole (PPy), have also been explored because of biocompatibility to various cell types and ease of synthesis. Artificial Nerve Guidance Conduits with multifunctional growth factors (GF) have been studied to improve the regeneration of injured peripheral nerves. The main objective is to prepare polymer composites of poly (lactic - co - glycolic acid) - (PLGA) with PPy nanofibers able to act as a conduit in peripheral nerve regeneration. PPy nanofibers were synthesized via chemical oxidative polymerization with different dopants. Films PLGA / nanofiber PPy / tacrolimus (FK506) were prepared by sandwich solvent casting method. The PPy nanofibers were characterized by FTIR, SEM, electrical impedance spectroscopy and TGA. In vitro degradation of PLGA/PPy composite films was also evaluated. PPy nanofibers of electrically condutive 8. 10-4 S / cm were obtained with dopant p-toluenesulfonic acid (PTSA) in the ratio [dop]: [Py] = 4 and 0 ° C. Films PLGA / PPy-nanofibers exhibit irregular surface morphology with voids that can serve as framewoks for cell growth guided. The degradation of PLGA / PPy films did not alter the pH of the buffer solution, an increase of thickness and mass loss was in the range of 7-21% until 28 days of degradation reviews. The addition of nanofibers favored the process of mass loss of about 4% for the PLGA / PPy thicker (≥ 0. 6g of PLGA) films and 6% for thinner films (0. 2 g PLGA) until 28 days degradation. / Lesões dos nervos periféricos por acidentes de trabalho ou doméstico são comuns e suportes de polímeros biodegradáveis com função estrutural temporária para auxiliarem na regeneração de tecidos vivos lesados vêm sendo explorados. Polímeros condutores, como o polipirrol (PPy), também têm sido investigados devido facilidade de síntese e biocompatibilidade. Condutos Artificiais de Orientação Neural multifuncional com fatores de crescimento (FC) vêm sendo estudados para aperfeiçoar a regeneração de feridas em nervos periféricos. O objetivo principal deste trabalho é preparar compósitos poliméricos de poli (ácido láctico-co-ácido glicólico) - (PLGA) com nanofibras de PPy capazes de atuarem como conduto guia na regeneração de nervos periféricos. Nanofibras de PPy foram sintetizadas via polimerização química oxidativa com diferentes agentes dopantes. Filmes de PLGA/nanofibras PPy/Tacromilus (FK506) foram preparados pelo método do sanduíche por evaporação do solvente. As nanofibras de PPy foram caracterizadas por FTIR, MEV, espectroscopia de impedância elétrica e TGA. Também foi avaliada a degradação in vitro dos filmes compósitos de PLGA/PPy. As nanofibras de PPy com condutividade elétrica de 8. 10-4 S/cm foram obtidas com dopante ácido p-toluenosulfônico (APTS) na razão [dop]:[Py] = 4 e na temperatura de 0°C. Filmes de PLGA/PPy-nanofibras apresentam morfologia superficial irregular fibrosa com poros aleatórios que podem servir de arcabouços para o crescimento celular. A degradação dos filmes PLGA/PPy não alteraram o pH do meio, houve aumento de espessuras e as perdas de massas ficaram na faixa de 7-21 % até os 28 dias de degradação avaliados. A adição das nanofibras favoreceu o processo de perda de massa cerca de 4% para os filmes PLGA/PPy mais espessos (≥ 0,6g de PLGA) e 6% para filmes mais finos (0,2 g de PLGA) até os 28 dias de degradação.

Made available in DSpace on 2014-11-12T01:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462534-Texto+Completo-0.pdf: 6291609 bytes, checksum: bcc4cc22e65f1ab2007237af4334f85d (MD5) Previous issue date: 2014 / The purpose of this research was to prepare biocompatible and absorbable polymeric composites films of chitosan and PLGA with PPy nanofibers for application in peripheral nerve regeneration. The QT and PLGA films were prepared by solvent evaporation technique and PPy was synthesized by chemical oxidative polymerization using PTSA as dopant agent. In order to check the degradation time of the films, were performed a in vitro degradation tests. The nanofibers and PPy films produced were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (ATR / FT-IR), Thermal Gravimetric Analysis (TGA), Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Computed Microtomography (μCT), Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Electrometer. The PPy nanofibers synthesized showed a conductivity of 8x10-4 S/cm and the PLGA - PPy film produced showed a conductivity of 1x10-7 S/cm. The addition of PPy nanofibers accelerated the degradation of the composite films when compared to the array and significantly changed the morphology of the films of PLGA and QT, forming frameworks that may promote nerve regeneration. / A finalidade desta pesquisa foi preparar filmes biocompatíveis e reabsorvíeis de compósitos poliméricos de quitosana (QT) e poli (ácido láticoco- ácido glicólico) (PLGA) com nanofibras de polipirrol (PPy) para aplicação na regeneração de nervos periféricos. Os filmes de QT e PLGA foram preparados pelo método de evaporação do solvente e a polimerização do PPy foi realizada via polimerização química oxidativa usando APTS como agente dopante. Com o intuito de verificar o tempo de degradação dos filmes, foram realizados ensaios de degradação in vitro. As nanofibras de PPy e os filmes produzidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (ATR/FT-IR), Análise termogravimétrica (TGA), Microscopia de Força Atômica (AFM), Microtomografia Computadorizada de Raios X (Micro CT), Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE) e Eletrômetro. As nanofibras de PPy sintetizadas apresentaram uma condutividade 8x10-4 S/cm e o filme de PLGA-PPy apresentou uma condutividade de 1x10-7 S/cm. A adição das nanofibras de PPy acelerou a degradação dos filmes compósitos em relação a matriz e modificou significativamente a morfologia dos filmes de PLGA e QT formando arcabouços que podem vir a favorecer a regeneração nervosa.

Neste trabalho foi investigado a influência de agentes dispersantes na morfologia e propriedades mecânicas de nanocompósitos de copolímeros heterofásicos de PP-PE/HNT. Foram utilizadas duas estratégias para o preparo dos nanocompósitos pelo método de intercalação por fusão. Na primeira estratégia, a preparação foi feita através de mistura física entre os componentes, na qual foram testados agentes compatibilizantes modificados com anidrido maleico (PP-g-MA e EO-g-MA) e resinas hidrocarbônicas (parcialmente ou totalmente hidrogenada). Na segunda estratégia, HNT foi modificada, antes da incorporação no copolímero, com organosilanos (com diferentes grupos hidrolisáveis ou tamanhos de cadeia) ou líquidos iônicos (com diferentes ânions e cátions ou tamanhos de cadeia). Os resultados mostraram que o uso de agentes compatibilizantes e resinas hidrocarbônicas promoveram a dispersão das partículas de HNT, sendo mais efetivos quando utilizados simultaneamente. Identificou-se que PP-g-MA dispersa HNT na matriz de PP, enquanto que o EO-g-MA dispersa as partículas dentro da fase elastomérica (EPR). Imagens de AFM mostraram que o uso do compatibilizante EO-g-MA dificultou a inclusão das cadeias do PP dentro da EPR, aumentando a resistência ao impacto a 23 °C. Com relação aos agentes dispersantes, organosilanos e líquidos iônicos, maior teor de modificação na superfície da HNT foi obtido com solventes de caráter apolar, promovendo uma dispersão mais eficiente das nanopartículas. O melhor balanço nas propriedades mecânicas foi alcançado pelo uso do organosilano e do líquido iônico com maior cadeia alquílica, aumentando o módulo elástico em 38% e 34%, sem perdas na resistência ao impacto a 23 °C. / In this work, we investigated the influence of dispersion agents on the morphology and mechanical properties of the heterophasic ethylene-propylene copolymer/halloysite nanocomposites. Two strategies were used for the preparation of nanocomposites by melt mixing approach. In the first strategy, the preparation was done by physical mixing of the components, which two compatibilizers modified with maleic anhydride (PP-g-MA and EO-g-MA), and two hydrocarbon resins (partially or fully hydrogenated) were tested. In the second strategy, HNT was modified, prior to incorporation into the copolymer, with organosilanes (with different hydrolysable groups or chain sizes) or ionic liquids (with different anions and cations or chain sizes). The results showed the use of compatibilizing agents and hydrocarbon resins promoted better dispersion of the HNT particles, and more effectiveness is achieved when used simultaneously. It was identified that PP-g-MA disperses HNT particles within the PP matrix, while the EO-g-MA dispersed HNT particles inside the elastomeric phase (EPR). AFM images showed that the EO-g-MA hindered the inclusion of PP chains into EPR; increasing the impact resistance at 23 °C. Regarding to the dispersing agents, organosilanes and ionic liquids, higher modification degree, on the surface of HNT, was obtained with non-polar solvents, promoting a more efficient dispersion of nanoparticles. The best balance in mechanical properties has been achieved by the use of the organosilane and the ionic liquid with a higher alkyl chain, increasing the elastic modulus in 38% and 34%, with no loss in impact strength at 23 °C.

Um método simples e de baixo custo para a produção de um masterbatch de grafeno e grafeno de poucas camadas (FLG) por meio da esfoliação por cisalhamento assistido por polímero do grafite em meio aquoso foi extensivamente investigado. De forma detalhada, um polivinil álcool modificado (mPVOH) caracterizado por uma energia de superfície da solução similar à do grafeno e outros 3 surfactantes foram usados para a produção de partículas de grafeno/FLG. O rendimento com mPVOH é maior do que de outros surfactantes, além de exibir uma estreita distribuição de tamanhos de partícula. O marterbatch preparado com mPVOH contém 4,38% em peso de partículas de grafeno/FLG e foi diretamente incorporado em polímero para a produção de nanocompósitos por intercalação em estado fundido. Filmes preparados pela mistura do masterbatch com um grade para extrusão de um polivinil álcool mostrou uma redução de 78% na permeabilidade à agua ao mesmo tempo que o módulo de armazenamento aumentou 48% quando apenas 0,3% de grafeno/FLG foi adicionado. Também foram percebidas melhorias nas propriedades de barreira do PLA e do PEBD, com um aumento de 520% no módulo de armazenamento dos filmes de PLA. Estes resultados abrem um novo caminho para o uso de masterbatch de grafeno/FLG na indústria de embalagens. / A simple and unexpensive method for the production of graphene-based masterbatch via polymer-assisted shear exfoliation of graphite in water was comprehensively investigated. In detail, a modified polyvinyl alcohol (mPVOH) characterized by solution surface energy comparable with that of graphene and another three compounds were used as surfactant for the production of graphene-few layers graphene (FLG) particles. These particles exhibit a higher output than that obtained by graphite liquid-exfoliation using common surfactants, along with a narrower size distribution. A mPVOH-masterbatch containing 4.38 wt% of graphene-like particles was produced, and directly used for the production of polymer nanocomposites by melt processing. Films prepared by blending the graphene-based masterbatch with an extrusion grade polyvinyl alcohol showed a 78% reduction in water permeability and a 48% increase in storage modulus when only 0.3wt% of graphene-like particles is added. Improved barrier properties were also observed for PLA and LDPE-based films, as well as an increment of about 520% in the storage modulus of PLA-based films. These results will open up a new pathway for using graphene-based masterbatch in the packaging industry.

Recentemente, a busca por novos materiais tem se caracterizado pelo desenvolvimento de processos mais limpos, com utilização de matérias-primas renováveis, e produção de derivados não agressivos ao meio ambiente, sem perda de qualidade ou desempenho. O isolamento de nanocelulose a partir de fibras vegetais e resíduos agroindustriais, para utilização em matrizes poliméricas, é um exemplo dessa nova visão da ciência dos materiais em busca da sustentabilidade. Nesse sentido, as técnicas de extração da nanocelulose têm sido bastante investigadas. No presente trabalho foram feitas adaptações de trabalhos descritos na literatura, visando tornar o processo ecologicamente correto. As fontes de nanocelulose utilizadas foram a casca de arroz e a testa de soja. Os materiais, após moagem, foram submetidos à extração com hexano, álcool etílico e água, nesta ordem. Por tratamento alcalino em autoclave foi removida a maior parte da lignina e da hemicelulose. A polpa obtida foi branqueada utilizando um processo totalmente livre de cloro, levando àcelulose purificada. A hidrólise ácida parcial, feita com ácido sulfúrico, permitiu o isolamento dos nanocristais de celulose, também chamados de whiskers de celulose. Foram feitas análises termogravimétricas e por espectroscopia no infravermelho ao final de cada processo, visando avaliar sua eficiência. A cristalinidade da celulose obtida foi determinada por difração de raios -X. A comprovação da obtenção dos whiskers de celulose foi feita através de microscopia eletrônica de transmissão, microscopia de força atômica e espalhamento de luz. Através das análises de espalhamento de luz concluiu-se que os tempos de hidrólise ácida mais adequados para a obtenção dos whiskers de celulose foram 90 e 150 minutos para a testa de soja e a casca de arroz, respectivamente. Os whiskers isolados da casca de arroz apresentaram elevada razão de aspecto (L/d=18) e foram utilizados como carga de reforço em uma matriz de polipropileno (PP). Para isso, os whiskers foram submetidos a diferentes tratamentos, tais como liofilização, troca de solventes e reação com vinilsilano, visando minimizar a tendência à reagregação das fibras celulósicas. Também foram utilizados dois surfactantes e PP modificado com anidrido maleico como agentes interfaciais na preparação dos nanocompósitos. Verificou-se que os whiskers submetidos à troca de solventes, sem adição de agentes interfaciais, produziram aumento do módulo de armazenamento, módulo de perda e temperatura de transição vítrea do polímero, confirmando o efeito reforçante dessas nanocargas. / Recently the search for new materials has been characterized by the development of cleaner processes, using renewable raw materials, and producing eco-friendly materials, without loss of quality or performance. The isolation of nanocellulose from plant fibers and from agroindustrial wastes to be used in polymer composites is an example of this new view of the materials science in the search for sustainability. In this sense, the nanocellulose extraction techniques have been extensively investigated. In the present study, adaptations of works described in the literature were performed, aiming to make use of eco-friendly procedures. The sources we used were rice husks and soybean hulls. After grinding, the materials were submitted to solvent extraction with hexane, ethyl alcohol and water, in this order. By alkaline treatment in autoclave most of the lignin and hemicellulose was removed. The bleached pulp was obtained using a totally chlorine free process, leading to purified cellulose. The partial acid hydrolysis carried out with sulfuric acid allowed the isolation of cellulose nanocrystals, also called cellulose whiskers. Thermogravimetric and spectroscopic infrared analysis were used at the end of each process to evaluate its efficiency. The crystallinity of the obtained cellulose was determined by X-ray diffraction. The achievement whiskers was confirmed from transmission electron microscopy, atomic force microscopy and light scattering. From the light scattering measurements it was concluded that the most suitable hydrolysis time to obtain the whiskers were 90 and 150 minutes for soy hulls and rice husk, respectively. The whiskers isolated from rice husk showed high aspect ratio (L/d = 18) and they were used as reinforcements in a matrix of polypropylene (PP). For this purpose, the whiskers were submitted to different treatments such as freeze drying, solvent exchange and reaction with vinylsilane, in order to minimize the tendency to reagglomeration of the cellulose fibers. Moreover, two surfactants and PP modified with maleic anhydride were used as interfacial agents in the preparation of the nanocomposites. It was observed that whiskers subjected to solvent exchange without the addition of interfacial agents produced increase of storage modulus, loss modulus and glass transition temperature of the polymer, confirming the reinforcing effect of such nanofillers.