Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3091_.pdf: 5412006 bytes, checksum: be06859c7e88c331680518d5ac8e82fa (MD5) Previous issue date: 2009-03-25 / Neste trabalho estudou-se a síntese, caracterização e algumas propriedades dos filmes de Poliacrilonitrila (PAN), quando adsorvidas cargas orgânicas de metaloporfirinas naturais, no caso específico moléculas orgânicas de propriedades químicas muito conhecidas, as clorofilas (Chl) e o citocromo c (Cyt-c) e também cargas inorgânicas: sais de Fe (II), Fe (III) e K+. Nos experimentos para obtenção dos dados, foram utilizadas as técnicas de espectroscopia no infravermelho (FTIR); Ultravioleta-Vísivel (UV-VIS); de fluorescência (EF); Mössbauer (EM); e também difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), analise térmica (TG e DSC), análise elementar, viscosimetria, voltametria, e medidas de resistividade. A síntese da PAN realizada em quatro repetições apresentou um rendimento acima de 77%. A massa molar da PAN foi obtida através de viscosimetria e o grau de cristalinidade foi obtido através de DRX, sendo estes dados comparáveis ao da literatura. No processo de adsorção de citocromo c, clorofilas, e sais de Fe(II), Fe(III) e K+ foram obtidos produtos com características próprias que foram analisadas através de FTIR, TG, DSC, UV-VIS e EF, o que demonstrou alterações significativas nas propriedades físicas e químicas destes materiais. Além das analises convencionais foram efetuadas analises de Mössbauer e medidas de condutividade dos materiais. As isotermas e a cinética de adsorção foram realizadas para os sais de Fe(III) e citocromo c mostrando resultados da adsorção destes substâncias na PAN.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10812_Dissertação de mestrado - Paulo Matheus - Final.pdf: 3772847 bytes, checksum: e98aacba0bfddcbca0b83aa9f2b9c46c (MD5) Previous issue date: 2017-04-05 / Membranas poliméricas são definidas como uma interface entre duas fases adjacentes atuando como barreiras seletivas regulando o transporte de substâncias entre dois compartimentos, são obtidas a partir de estruturas poliméricas, e outros tipos, como materiais cerâmicos. Neste trabalho foi utilizado o biopolímero quitosana (QUI), proveniente de cascas de camarão pré-processadas cuja última etapa de purificação foi realizada utilizando ácido acético a 0,5 mol/L e poliacrilonitrila (PAN), que foi sintetizada utilizando peróxido de benzoíla e o monômero acrilonitrila. O objetivo deste trabalho inicialmente foi investigar a produção de membranas híbridas de poliacrilonitrila e quitosana, agregada com nanopartículas de óxido de zinco, que foi adicionado em uma solução ácida de quitosana com agitação utilizando ultrassom e aquecimento a 70 ºC, e, posteriormente analisar as características dessas membranas. Os resultados obtidos mostraram que as membranas de PAN pura são duras e quebradiças, e, conforme o teor de QUIT aumenta, elas vão se tornando mais maleáveis, ao mesmo tempo em que os poros vão sendo fechados e tornam-se menores e menos frequentes. Com relação à adição do óxido de zinco, os poros das membranas com a presença deste assumem um aspecto intermediário entre os apresentados pela membrana de PAN pura e PAN/QUIT. Quando observadas em sua seção transversal, as membranas com QUIT apresentam grandes cavidades, diferentemente do observado para a PAN pura e, novamente, as membranas com presença de óxido de zinco exibem comportamento intermediário, podendo-se observar uma espécie de rede polimérica. Observou-se ainda em todas as membranas o efeito mais efetivo da evaporação do solvente, que provocou a quebra ou alteração considerável nas membranas, numa temperatura acima de 120 °C.

Obter fibras por fiação em solução tem sido o método apropriado aos polímeros que se degradam em processos termoplásticos convencionais, como extrusão e injeção. A produção de fibras de poliacrilonitrila (PAN) tem sido realizada por este método, onde a principal característica é o uso de solventes tóxicos. Recentemente, um processo de extrusão termoplástica da PAN foi apresentado como uma inovação tecnológica que possibilita a fiação por fusão da PAN empregando o glicerol como plastificante. Esse processo possibilita obter fibras de PAN por custo inferior ao tradicionalmente utilizado e isento de toxidade. O presente trabalho aborda os principais aspectos relacionados à otimização do processo de fiação por fusão em extrusora e a caracterização térmica e mecânica das fibras de PAN extrudadas. A influência da adição do glicerol nas propriedades térmicas e viscoelásticas da PAN em análises por DSC, TG e DMA, foi analisada. O método de Kissinger foi usado para avaliação termocinética da PAN. Foram identificados os principais problemas do processo, como por exemplo, a elevada geração de gases durante os ensaios de fiação da PAN em extrusora tipo monorosca. Posteriormente, foi proposta uma extrusora do tipo cascata que resultou em fibras de PAN com título médio de até 18 dtex. Ensaios de tração realizados em monofilamentos de PAN extrudadas forneceram uma tenacidade de até 26 cN/tex. Ensaios em DMA, forneceram o módulo de Young médio entre 4 a 6 GPa para fibras de PAN com glicerol. Os resultados dos testes de tração para fibras de PAN foram coerentes aos valores obtidos em literatura. O aspecto da fratura criogênica das fibras de PAN extrudadas foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e revelou uma estrutura fibrilar resultado do alinhamento de macromoléculas durante o processo de extrusão.

Polímeros heterocíclicos abrangem uma grande variedade de materiais, desde simples polímeros lineares sintetizados a partir de monômeros do tipo heterocíclicos vinílicos até polímeros altamente funcionalizados e reticulados. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (1%, 2,5%, 5% e 10%). Os copolímeros de acrilonitrila e vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por FTIR e o seu comportamento térmico analisado por DSC e TGA. Os polímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono em meio ácido obtendo-se bons resultados e alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição média superior a 70% / Heterocyclic polymers enclose a great variety of materials, since simple linear polymers synthesized from monomers of vinyl heterocyclics to polymers highly functionalized and crosslinked. In this work was carried out the chemical modified of polyacrilonitrile with incorporation of tetrazole groups in different quantities (1%, 2,5%, 5% and 10%). The acrilonitrile and vinyl-tetrazole copolymers were characterized by FTIR and its thermal behavior analyzed by DSC and TGA. The heterocyclic polymers were evaluated as corrosion inhibitor to carbon steel in acidic medium. It was obtained good results and in some cases inhibitor efficient average higher than 70% were reached

Submitted by Juliana Bovi de Oliveira null (juliana_bovi@hotmail.com) on 2016-04-28T03:07:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado - Juliana B Oliveira.pdf: 3628116 bytes, checksum: 38a7295f033a2a9bda4b4118db7acee0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T11:57:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_jb_me_guara.pdf: 3628116 bytes, checksum: 38a7295f033a2a9bda4b4118db7acee0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T11:57:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_jb_me_guara.pdf: 3628116 bytes, checksum: 38a7295f033a2a9bda4b4118db7acee0 (MD5) Previous issue date: 2016-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos últimos anos, reforços constituídos de nanoestruturas em carbono, tais como nanotubos de carbono, fulerenos, grafenos e nanofibras de carbono, vêm sendo muito pesquisados devido às suas elevadas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas. Uma vez que, as nanofibras de carbono consistem em um reforço contínuo (ou na forma de mantas) de elevada área superficial específica, associado ao fato de que estas podem ser obtidas a um baixo custo e em grandes quantidades, estas vêm se mostrando vantajosas quando comparadas aos tradicionais nanotubos de carbono. Assim, as nanofibras de carbono são ótimas candidatas para a obtenção de materiais avançados, podendo estas serem utilizadas como reforços em compósitos com diversas aplicações, tais como em implantes neurológicos e ortopédicos, como suportes de catalisadores, artefatos para aplicações aeroespaciais, dentre outras. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é a produção de nanofibras de carbono, empregando como precursora a manta de poliacrilonitrila (PAN) obtida pelo processo de eletrofiação via solução polimérica, com posterior utilização como reforço em compósitos poliméricos. Neste trabalho, uma manta de poliacrilonitrila com nanofibras de diâmetro de aproximadamente (375 ± 85) nm foi obtida por eletrofiação, sendo esta posteriormente carbonizada. A massa residual resultante do processo de carbonização foi de aproximadamente 38% em massa, com uma redução de 50% nos diâmetros das nanofibras após a queima das mantas de PAN, sendo que as mesmas apresentaram um rendimento de 25%. Na análise da estrutura cristalina do material carbonizado, verificou-se que o material apresentou uma desorganização estrutural. E a partir do ensaio de condutividade elétrica da manta carbonizada, concluiu-se que o material se comporta como um semi-condutor. O compósito de nanofibras de carbono/resina epóxi processado apresentou módulo de elasticidade de (3,79 ± 0,48) GPa, temperatura de transição vítrea (Tg) na faixa de 108,9 a 135,5°C, e um coeficiente de expansão térmica linear entre a faixa de 68 x 10-6/°C e 408 x 10-6/°C. / In recent years, reinforcement consisting of carbon nanostructures, such as carbon nanotubes, fullerenes, graphenes, and carbon nanofibers has been very researched due to its mechanical, electrical and thermal properties, besides having good thermal conductivity, mechanical resistance and high surface area. Since the carbon nanofibers comprise a continuous reinforcing with high specific surface area, associated with the fact that they can be obtained at a low cost and in large amounts, they have shown to be advantageous compared to traditional carbon nanotubes. Thus, the carbon nanofibers are excellent candidates in order to obtain advanced materials, and these can be used as reinforcements in composites with several applications such as for example, neurological and orthopedic implants, integrates in catalysts systems, devices for aerospace applications, among others. So, the main objective of this work is the processing of carbon nanofibers, using PAN as a precursor, obtained by the electrospinning process via polymer solution, with subsequent use for applications as reinforcement in polymer composites. In this work, PAN nanofibers were produced by electrospining with a diameter of approximately (375 ± 85) nm. The resulting residual weight after carbonization was approximately 38% in mass, with a diameters reduction of 50%, and the same showed a yield of 25%. From the analysis of the crystallinity structure of the carbonized material, it was found that the material presented a disordered structure. From the electrical conductivity results of the specimens, it was concluded that the material behaves as a semi-conductor. The epoxy resin/carbon nanofiber composite presented an elastic modulus value of (3.79 ± 0.48) GPa, a glass transition temperature (Tg) in the range from 108.9 to 135 5 ° C and a linear thermal expansion coefficient within the range of 68 x 10-6/°C and 408 x 10-6/°C.

Polímeros heterocíclicos abrangem uma grande variedade de materiais, desde simples polímeros lineares sintetizados a partir de monômeros do tipo heterocíclicos vinílicos até polímeros altamente funcionalizados e reticulados. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (1%, 2,5%, 5% e 10%). Os copolímeros de acrilonitrila e vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por FTIR e o seu comportamento térmico analisado por DSC e TGA. Os polímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono em meio ácido obtendo-se bons resultados e alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição média superior a 70% / Heterocyclic polymers enclose a great variety of materials, since simple linear polymers synthesized from monomers of vinyl heterocyclics to polymers highly functionalized and crosslinked. In this work was carried out the chemical modified of polyacrilonitrile with incorporation of tetrazole groups in different quantities (1%, 2,5%, 5% and 10%). The acrilonitrile and vinyl-tetrazole copolymers were characterized by FTIR and its thermal behavior analyzed by DSC and TGA. The heterocyclic polymers were evaluated as corrosion inhibitor to carbon steel in acidic medium. It was obtained good results and in some cases inhibitor efficient average higher than 70% were reached

Orientador: André Luiz Barboza Formiga / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T00:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rollo_PedroMartinsdeAlmeida_M.pdf: 27184092 bytes, checksum: f3fc542db91febabadab91c184ba101d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da funcionalizacão do polímero poliacrilonitrila a partir da hidrólise alcalina do material em meio homogêneo e os fatores que controlam essa reação. Uma investigação sistematica foi realizada para compreender o mecanismo reacional e a dependência da concentracão de base e de H2O com a composição final do polímero modificado. Estudos espectroscópicos assistidos por cálculos teóricos permitiram concluir que ambos os fatores possuem influência na reacão e que o produto formado depende do procedimento de modificacão empregado. Aborda-se também como a funcionalizacão das cadeias poliméricas altera as propriedades físico-químicas e mecânicas do material. É evidenciado que há uma mudança na cristalinidade do material, que por sua vez altera propriedades mecânicas do mesmo. O comportamento das cadeias poliméricas em solução também sofre modificações relevantes, sendo evidenciadas por viscosimetria de soluções diluídas. Por último, utiliza-se a poliacrilonitrila hidrolisada na preparação de membranas assimétricas por inversão de fase, com o intuito de comparar as propriedades das membranas de materiais modificados com membranas de material não modificado / Abstract: The work here reported deals with the alkaline hydrolysis of polyacrylonitrile in homogeneous medium and the experimental conditions that influence the reaction. A systematic investigation of the reaction mechanism was conducted, allowing to understand the influence of the concentration of base and H2O on the hydrolyzed product composition. Spectroscopic studies combined with theoretical calculations led to conclude that both factors have a noteworthy influence on the modified product. It is also reported an investigation on how the chemical functionalization alters the physico-chemical and mechanical properties of the material. It is noticed a significant change in the crystallinity of the material, that leads to changes on the mechanical properties for itself. The hydrodynamic properties of the polymer in solution also underwent significant changes with hydrolysis, this being evidenced by a rheological study. Lastly, hydrolyzed polyacrylonitrile was applied to membrane preparation by the method of non-solvent induced phase separation, with the intention to compare membranes of hydrolyzed materials with non-hydrolyzed ones / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Em um cenário nacional de grandes dificuldades orçamentárias, soluções criativas que conjuguem os esforços de instituições em prol de uma finalidade comum são sempre desejáveis. Neste trabalho, analisa-se o desenvolvimento de fibras de carbono de alto desempenho para aplicação em ultracentrífugas nucleares e o projeto de Pesquisa Cooperativa que o viabilizou. A fibra de carbono com as características necessárias a empreendimentos desse tipo é um insumo de grande complexidade tecnológica. A produção é concentrada em alguns poucos produtores mundiais e seu comércio é alvo de restrições e salvaguardas internacionais. Não há produção no Brasil. É considerada material de uso dual, ou seja, pode ter tanto aplicações exclusivamente civis, como militares. A Marinha do Brasil utiliza essa fibra na fabricação de ultracentrífugas nucleares, nas quais materiais que conjuguem leveza, rigidez e resistência de alto nível são extremamente desejáveis, pois aumentam a eficiência na separação isotópica. Sua fibra de carbono, importada, é baseada na poliacrilonitrila (PAN), comercialmente mais difundida, mais barata e utilizada em aplicações similares. A necessidade de desenvolvimento nacional é decorrência de dificuldades em sua aquisição. Para tanto, foi organizada uma parceria de pesquisa entre o Centro Tecnológico da Marinha (CTMSP), a UNICAMP, a USP e a empresa RADICIFIBRAS, com apoio financeiro de uma agência governamental (FINEP), para a produção nacional de fibra de carbono baseada na PAN. A pesquisa realizada identificou as práticas de sucesso alcançadas, bem como os referenciais teóricos de Projetos de Pesquisa Cooperativa. / This research analyzes both the carbon fiber-based development for uranium centrifuges and the research project that supports its development effort over time. The carbon fiber-based engineering properties make it a valuable supply for high technologic products. Nevertheless, its fabrication occurs only in few developed countries and there is no production in Brazil. In addition, the carbon fiber-based products have dual applications: they can be used by the civilian and military industry. Therefore, there are international restrictions related to its use and applications that justify the internal development. Moreover, the Brazilian Navy centrifuges for uranium enrichment were developed using carbon-fiber which contains polyacrylonitrile (PAN) as an imported raw material. The PAN properties of low weight, high tensile strength increase the isotopic separation efficiency. The Brazilian financial scenario surrounded by the international uncertain economy shows that combined creative project solutions are more effective. Therefore, the Navy\'s Technological Center in Sao Paulo (CTMSP), the University of Campinas (UNICAMP), the University of São Paulo (USP), the RADICIFIBRAS company, and the Brazilian FINEP agency, which is responsible for the project financial support, established a partnership aiming the development of a domestic PAN-based carbon fiber industry. The innovative project solutions adopted and the results of this partnership are presented here.

Em um cenário nacional de grandes dificuldades orçamentárias, soluções criativas que conjuguem os esforços de instituições em prol de uma finalidade comum são sempre desejáveis. Neste trabalho, analisa-se o desenvolvimento de fibras de carbono de alto desempenho para aplicação em ultracentrífugas nucleares e o projeto de Pesquisa Cooperativa que o viabilizou. A fibra de carbono com as características necessárias a empreendimentos desse tipo é um insumo de grande complexidade tecnológica. A produção é concentrada em alguns poucos produtores mundiais e seu comércio é alvo de restrições e salvaguardas internacionais. Não há produção no Brasil. É considerada material de uso dual, ou seja, pode ter tanto aplicações exclusivamente civis, como militares. A Marinha do Brasil utiliza essa fibra na fabricação de ultracentrífugas nucleares, nas quais materiais que conjuguem leveza, rigidez e resistência de alto nível são extremamente desejáveis, pois aumentam a eficiência na separação isotópica. Sua fibra de carbono, importada, é baseada na poliacrilonitrila (PAN), comercialmente mais difundida, mais barata e utilizada em aplicações similares. A necessidade de desenvolvimento nacional é decorrência de dificuldades em sua aquisição. Para tanto, foi organizada uma parceria de pesquisa entre o Centro Tecnológico da Marinha (CTMSP), a UNICAMP, a USP e a empresa RADICIFIBRAS, com apoio financeiro de uma agência governamental (FINEP), para a produção nacional de fibra de carbono baseada na PAN. A pesquisa realizada identificou as práticas de sucesso alcançadas, bem como os referenciais teóricos de Projetos de Pesquisa Cooperativa. / This research analyzes both the carbon fiber-based development for uranium centrifuges and the research project that supports its development effort over time. The carbon fiber-based engineering properties make it a valuable supply for high technologic products. Nevertheless, its fabrication occurs only in few developed countries and there is no production in Brazil. In addition, the carbon fiber-based products have dual applications: they can be used by the civilian and military industry. Therefore, there are international restrictions related to its use and applications that justify the internal development. Moreover, the Brazilian Navy centrifuges for uranium enrichment were developed using carbon-fiber which contains polyacrylonitrile (PAN) as an imported raw material. The PAN properties of low weight, high tensile strength increase the isotopic separation efficiency. The Brazilian financial scenario surrounded by the international uncertain economy shows that combined creative project solutions are more effective. Therefore, the Navy\'s Technological Center in Sao Paulo (CTMSP), the University of Campinas (UNICAMP), the University of São Paulo (USP), the RADICIFIBRAS company, and the Brazilian FINEP agency, which is responsible for the project financial support, established a partnership aiming the development of a domestic PAN-based carbon fiber industry. The innovative project solutions adopted and the results of this partnership are presented here.

Fibras de carbono fabricadas a partir de precursores poliméricos, com destaque à poliacrilonitrila (PAN), têm sido continuamente desenvolvidas e aplicadas em diversos setores, como o aeroespacial, o automobilístico, o energético e o de equipamentos esportivos, devido às suas propriedades mecânicas superiores, desenvolvendo sua potencialidade de empregabilidade, principalmente, como reforço de materiais compósitos, por aliarem comportamento mecânico a uma baixa densidade específica. No entanto, devido ao alto custo de desenvolvimento de tecnologia e de processamento de fibras de carbono, a difusão e aplicabilidade deste material ficam restritas a áreas com alto potencial de investimento financeiro. Em parte, este alto custo de produção está associado a dois fatores principais: a obtenção do precursor e as etapas de tratamento térmico necessárias para conversão térmica destas fibras em materiais carbonosos, que precisam de longos tempos e grandes quantidades de energia para serem efetuadas. A diminuição do custo de obtenção do precursor e a otimização das etapas de processamento são primordiais para o desenvolvimento de um processo em escala industrial de produtos de valores mais acessíveis, visando suprir a demanda de um mercado em contínua expansão de aplicação de fibras para uso geral, de menor rigor mecânico, sendo por isso, objetivo desta pesquisa, na qual investigou-se dois dos parâmetros interferentes no processamento de precursores PAN têxteis, o tempo de oxidação e a temperatura de carbonização. As variações das propriedades físicas e estruturais da fibra PAN mostraram-se profundamente dependentes dos parâmetros de processo de oxidação e carbonização, influenciando diretamente o comportamento mecânico das fibras de carbono desenvolvidas. As propriedades mecânicas determinadas para as fibras de carbono obtidas (resistência à tração de 900 MPa e módulo de elasticidade de 90 GPa) fundamentam o estabelecimento de uma rota alternativa de obtenção de fibras de carbono para aplicações gerais a partir de fibras PAN têxteis.