Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T01:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301177.pdf: 1029532 bytes, checksum: b9fb0abfba6b08f9aee75e925fd3f2d9 (MD5) / O Poliestireno é uma das mais antigas resinas sintéticas, é relativamente resistente à degradação, entretanto possui baixa resistência ao impacto. Dentre as formas mais usadas de poliestireno está o poliestireno de alto-impacto (HIPS), que consiste basicamente na incorporação de uma matriz borrachosa durante a polimerização do estireno. A presença destas partículas de borracha altera as propriedades mecânicas do poliestireno, havendo o aumento da resistência ao impacto. O HIPS é um material de grande versatilidade e praticidade, utilizado nas mais diversas aplicações. Usualmente o HIPS é obtido por processo de polimerização em massa/solução. Porém, pela facilidade que a miniemulsão apresenta em se incorporar cargas hidrofóbicas nas partículas durante a reação, estudou-se, neste trabalho, a tenacificação do poliestireno através desta técnica de polimerização. A miniemulsão tem a vantagem de que o principal mecanismo de nucleação de partículas é a nucleação das gotas de monômero submicrométricas, permitindo que cargas hidrofóbicas previamente dispersas no monômero, como o polibutadieno (PB), sejam incorporados nas partículas. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de HIPS através das reações de polimerização em miniemulsão. Desta forma o PB foi dissolvido no estireno e incorporado nas reações. Foi avaliado o efeito da incorporação de diferentes teores (5, 10, 20 e 30%) de polibutadieno em relação à fase orgânica. Além disso, estudou-se os efeitos de três diferentes tipos de polibutadieno linear em função de sua massa molar (PB1- Mw 543x103g/mol, PB2 - Mw 284x103 g/mol e PB3 - Mw 7,5x103 g/mol). Adicionalmente foi estudada a influência de diferentes tipos de iniciadores como o persulfato de potássio, 2,2'-azobisisobutironitrila e peróxido de benzoila, diferentes teores do surfactante lauril sulfato de sódio e também o efeito da temperatura. Os resultados experimentais obtidos mostraram a viabilidade do processo de incorporação de polibutadieno durante a polimerização do estireno via miniemulsão. Através das micrografias de microscopia eletrônica de transmissão, foi possível observar duas fases distintas, a fase rica em PB e a fase rica em PS, como era esperado. Para as reações sintetizadas com o polibutadieno de baixa massa molar (PB3), foi possível observar através da análise da distribuição da massa molar da fração solúvel, que houve um maior grau de graftização entre o PB e as cadeias PS.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-22T13:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 234096.pdf: 5344505 bytes, checksum: dab3585b72d21a7f324836c87742ffdd (MD5) / A busca constante por um modelo de desenvolvimento sustentável resulta na adoção de condutas como a minimização do consumo de matérias-primas virgens e sua substituição por matéria-prima reciclada, na concentração de esforços para o uso de tecnologias limpas e de prevenção à geração de resíduos, na otimização dos recursos naturais para a obtenção de condições satisfatórias de conforto no ambiente construído. Neste sentido, a pesquisa procura mostrar as várias aplicações do EPS - Poliestireno Expandido na construção civil, tendo em vista as suas excelentes propriedades isolantes, que permitem uma eficiência no isolamento dos ambientes, reduzindo ou eliminando a necessidade de condicionamento ambiental, proporcionando maiores condições de conforto aliada à economia nos gastos anuais com energia elétrica. De outro lado, reconhecendo a problemática dos resíduos de EPS, foram abordadas alternativas existentes para o reaproveitamento e absorção destes pela construção civil, contribuindo para a redução dos impactos ambientais advindos da destinação inadequada. Os resultados mostram uma gama variada de aplicações do EPS nas obras de construção civil na cidade de Chapecó/ SC, comprovando uma boa aceitação ao uso do material, principalmente como elemento para enchimento de lajes, nas quais as propriedades de baixa densidade e de isolamento térmico são apontadas como as principais vantagens. Os resíduos, por sua vez, podem ser triturados e utilizados na produção de concreto leve, destinados geralmente para regularização de lajes em geral, oferecendo vantagens como alívio de carga e economia em face de parte da matéria-prima ser reaproveitada no processo. The constant search for a model of sustainable development results in the adoption of behaviors as the minimization of the virgin raw material consumption and its substitution for recycled raw material, in the concentration of efforts for the use of clean technologies and generation of residues, prevention in the optimization of the natural resources to reach satisfactory conditions of comfort in the built environment. In this direction, the research's goal is to show several applications of the EPS - Polystyrene Expanded in the civil construction, considering its excellent isolating properties, which allows an efficient isolation of environments, reducing or eliminating the need of environmental conditioning, providing bigger conditions of comfort allied to the economy in the annual expenses on electric energy. On the other hand recognizing the problematic about the EPS residues, there had been pointed alternatives for its reuse and absorption by the civil construction, contributing the reduction of environment impacts due to its inadequate to destination. The results present many different ways of EPS' applications in the workmanships of civil construction in Chapecó city - SC, proving a good acceptance to the use of the material, mainly as an element for flagstone wadding, in which the properties of low density and thermal isolation are pointed as the main advantages. Finaly, the waste of materials nay be ground and after used in the production of light concrete, in order to level flagstones, offering advantages such as to lose weight (relieve) and to save because the raw materials can be reuse in the process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T02:24:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256177.pdf: 11637525 bytes, checksum: 5bf4effc7aa81f0267eee9a08ff4b202 (MD5) / Filmes de poli(estireno) (PS), poli(metacrilato de metila) (PMMA), blendas de PS/PMMA (70/30, 50/50 e 30/70) e copolímero de PS-b-PMMA foram preparados por evaporação de solvente (casting), caracterizados e avaliados quanto a adesão celular de células de camundongos L929 e quanto a citotoxicidade. Os filmes estudados foram caracterizados quanto as suas propriedades térmicas (termogravimetria - TG e calorimetria diferencial de varredura - DSC), estruturais (espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier - FTIR e ressonância magnética nuclear de 13C no estado sólido - 13C NMR), superficiais por medidas de ângulo de contato e morfológicas através de microscopia eletrônica de varredura - SEM. As análises de TG mostraram que os filmes estudados são termicamente estáveis e esta estabilidade diminui com o aumento de PMMA na blenda. As análises de DSC indicaram imiscibilidade entre os polímeros puros, comprovada pela existência de duas temperaturas de transição vítrea (Tg's) para as blendas e para o copolímero. As análises de FTIR e 13C NMR sugeriram que não há interação entre os polímeros puros, concordando com as análises por SEM e DSC. As análises de superfícies realizadas por medidas de ângulo de contato mostraram que o filme mais hidrofóbico é o PS puro e o mais hidrofílico é o da blenda 50/50. A análise por microscopia óptica revelou que todos os filmes estudados não apresentam citotoxicidade. A análise de SEM realizada após 24 horas de adesão celular mostrou uma morfologia celular diferenciável para os filmes estudados e melhor aderência das células na blenda 50/50. A análise estatística mostrou diferentes quantidades de células para cada filme estudado. A análise conjunta dos resultados mostra que as células foram capazes de aderir e proliferar, viabilizando sua utilização em aplicações biomédicas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262599.pdf: 1566052 bytes, checksum: 9b0dda2011d6a39a2c81e22dcedadb11 (MD5) / A polimerização em semi-suspensão é um processo realizado em duas etapas: no primeiro estágio é realizada uma pré-polimerização em massa e no segundo, a reação prossegue como uma suspensão convencional. Esse processo em relação à polimerização em suspensão convencional permite um melhor controle da distribuição do tamanho de partículas (DTP) além de produzir polímeros com baixa dispersão de tamanho. Dessa forma, no momento do estabelecimento da suspensão, quanto maior a viscosidade da mistura, maiores serão os tamanhos das gotas, pois a energia necessária para promover o quebramento e dispersão em diâmetros menores deve ser grande o suficiente para vencer as forças viscosas. Portanto, como a freqüência de agitação é mantida constante, a quantidade de energia necessária para promover o quebramento não é suprida pelo sistema. A DTP do polímero influencia diretamente na aplicação do produto final. Partículas com tamanho muito pequeno influenciam a classificação granulométrica, contaminam a atmosfera do ambiente fabril e geralmente possuem baixo valor comercial, principalmente no caso da produção de poliestireno expansível (EPS). As partículas que possuem diâmetro acima de um determinado tamanho causam problemas na transformação e nas propriedades mecânicas do produto final. Neste trabalho foram realizadas polimerizações em semi-suspensão ex situ e in situ do estireno para avaliar a influência do tempo de pré-polimerização e a concentração do agente estabilizante sobre a DTP. Paralelamente, a caracterização do polímero (determinação da conversão, massa molar e a morfologia) foi realizada visando avaliar a influência do período de pré-polimerização nas propriedades finais do material. Os resultados obtidos mostraram que a semi-suspensão possibilita estreitar a DTP e adequá-la à faixa de aplicação, sem alterar as características do polímero final. Adicionalmente, a modelagem matemática foi realizada com o objetivo de estimar o comportamento cinético da polimerização via radicais livres do estireno e descrever a DTP, sendo que mostrou boa concordância com os dados experimentais.

Nesta dissertação foi realizado um estudo sobre a tenacificação de blendas de PS com EPDM visando melhores propriedades foto-oxidativas e um bom balanço de propriedades de impacto e de tração, em comparação ao HIPS comercial. Foram utilizados copolímeros tribloco lineares SEBS ou SBS como agentes compatibilizantes, visando melhores propriedades. Também foram preparadas blendas PS/SBS e PS/SEBS, de modo a investigar a ação desses copolímeros independentemente da presença do EPDM. As blendas foram preparadas em reômetro de torque Haake e injetadas a 180 e 230ºC. Os resultados mostraram que o SBS e o SEBS individualmente não apresentam ação tenacificadora significativa na matriz de PS. As análises de DSC mostraram duas transições distintas para a blenda PS/EPDM, deslocadas em relação aos componentes individuais nas blendas PS/EPDM/SBS e PS/EPDM/SEBS, mostrando a ação compatibilizante dos copolímeros de estireno. O aumento da compatibilidade também produziu grande melhoria nas propriedades de impacto, sendo que a blenda PS/EPDM/SBS 70/20/10 teve um aumento de cerca de 600% na resistência ao impacto, comparada à blenda não compatibilizada. As análises de MEV indicaram uma morfologia bifásica com domínios de tamanhos menores nas blendas compatibilizadas, além de maior adesão entre as fases. As blendas tenacificadas com EPDM mostraram menores propriedades mecânicas nos testes de tração, porém foi evidenciada maior resistência à degradação fotoquímica em relação ao HIPS. A análise estatística das blendas PS/EPDM/SBS realizada através de um planejamento fatorial mostrou que a concentração de SBS é a principal variável a interferir na resistência ao impacto e resistência à tração dos materiais, e o EPDM é a principal variável a interferir no seu módulo elástico. A diminuição da temperatura de injeção de 230oC para 180oC não produziu ganhos significativos nas propriedades de impacto. / This dissertation describes a study about the toughening of polystyrene with EPDM to obtain higher photooxidative properties and a good balance of impact and tensile properties in comparison to commercial HIPS. Linear triblock copolymers SEBS or SBS were used as compatibilizers to obtain better properties. PS/SBS and PS/SEBS blends were also prepared to investigate the effect of these copolymers apart from the addition of EPDM. The blends were prepared using a Haake Torque Rheometer and injected at 180 and 230ºC. The results showed that SBS and SEBS by themselves do not improve the impact properties of the PS matrix. DSC analysis showed two distinct transitions for the PS/EPDM blend, and these were displaced in relation to the individual components for the PS/EPDM/SBS and PS/EPDM/SEBS blends, indicating the compatibilizing effect of these styrene copolymers. The compatibilization produced also a significant increase in the impact properties. The blend PS/EPDM/SBS 70/20/10 increased the impact strength around 600% in comparison to the non-compatibilized blend. The SEM analysis indicated a bifasic morphology, with lower domain sizes in the compatibilized blends, and greater adhesion between the phases. The blends toughened with EPDM showed lower mechanical properties in tensile tests, however higher photochemical resistance was observed in comparison to commercial HIPS. The statistical analysis of the blends PS/EPDM/SBS, made through an experimental design, indicated that the SBS concentration was the main factor to define the impact and tensile resistance of the materials while the EPDM concentration was the main factor to define its elastic modulus. The decrease of the injection temperature from 230oC to 180oC did not produce significant gains in the impact properties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:13:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263933.pdf: 2314784 bytes, checksum: e396ea5a49d23e72cec297e8db456b9c (MD5) / O desenvolvimento e o crescimento tecnológico, sem dúvida, trouxeram grandes benefícios à sociedade. Mas, aliado a este crescimento encontra-se um comportamento de consumo desenfreado, que provoca vários efeitos adversos. Entre eles, destaca-se a poluição do meio ambiente. A interferência no meio ambiente gera resíduo e dentre estes se destaca o sólido, uma vez que seu grau de dispersão é bem menor que os gasosos e líquidos. Os resíduos sólidos plásticos demoram centenas de anos para se decompor. O consumo mundial projetado para 2004 somente de termoplásticos é da ordem de 183 milhões de toneladas. Para o Brasil o dado da transformação de poliestireno, material plástico inserido neste trabalho e usado na produção de descartáveis, é bastante significativo, apresentando consumo aparente de aproximadamente 320 000 ton/ano. Baseado nestes argumentos, este trabalho tem como objetivo principal verificar as propriedades mecânicas da blenda de poliestireno reciclado e polipropileno, utilizando como matérias-primas copos plásticos descartáveis pós-consumo e polipropileno virgem. O poliestireno de alto impacto pós-consumo utilizados no trabalho são copos descartáveis coletados nas cantinas e bebedouros da escola SATC/SENAI, através de um coletor seletivo. Para a caracterização foram misturados manualmente diferentes teores de poliestireno em polipropileno virgem e corpos de prova, normalizados, foram preparados por injeção sendo analisados quanto ao comportamento de suas propriedades mecânicas. As propriedades mecânicas analisadas foram: a resistência à tração, flexão, dureza, resistência ao impacto e densidade relativa, seguindo os métodos das normas ASTM. Embora a blenda de HIPS e PP seja uma mistura considerada imiscível, os resultados obtidos foram satisfatórios para algumas propriedades mecânicas e ótimas para outras, como é o caso da tensão na ruptura, que é semelhante às tensões do PP virgem. Já para o alongamento e resistência ao impacto o que se observou foi uma queda significativa em função do acréscimo de HIPS na blenda. O que se pode concluir é que as formulações são perfeitamente possíveis para determinados produtos, onde o esforço mecânico não é tão exigido. The development and the growth, without a doubt, had brought great benefits to the society. But, ally to this growth come across a behavior of wild consumption that provokes some adverse effect. Among them, it is distinguished pollution of the environment. The interference in the environment generates residue and amongst these if it detaches the solid residue, a time that its degree of dispersion is well lesser that gaseous and the liquid ones. In the solid residues we have plastics that they delay hundreds of years to putrefy itself. The world consumption projected for 2004 of thermoplastic is of the order of 183 million tons. For Brazil the data of the polystyrene transformation, inserted plastic material in this used work and in the production of discarded, are sufficiently significant, presenting apparent consumption of approximately 320 000 tons/years. Based in these arguments, this work has as objective main to verify the mechanical properties of the blend of recycled polystyrene and polypropylene, being used as raw materials discarded plastic cups after-I consume and virgin polypropylene. The polystyrene of high impact after-I consume used in the work are discarded cups collected in the canteens and #water throughs# of SATC/SENAI, through a selective collector. For the characterization different polystyrene texts had been mixed manually in virgin polypropylene and test bodies, normalized, had been prepared by injection being analyzed how much to the behavior of its mechanical properties. The analyzed mechanical properties had been: the tensile strenght, flexible, hardness, and resistance to the impact and relative density, following the methods of norms ASTM. Although the blend of HIPS and PP is a imiscíble mixture, the gotten results had been satisfactory for some mechanical and excellent properties for others, as it is the case of the tension in the rupture, that is similar to the tensions of the virgin PP. Already for the elongation and resistance to the impact what it was observed it was a significant fall in function of the addition of HIPS in the blend. What can be concluded is that the formularizations perfectly possible for are determined products, where the mechanical effort so is not demanded.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 248576.pdf: 3460289 bytes, checksum: 5c53b225f81a3db04fc299b8f663a14b (MD5) / As indústrias e também o segmento de polímeros buscam o desenvolvimento de materiais bactericidas para evitar a contaminação, disseminação de doenças e controlar a deterioração da utilização do material pela ação de fungos e bactérias. No Brasil atualmente não se produz materiais políméricos com características bactericidas ou que tenham em sua estrutura componentes bactericidas. Especificamente, não são encontrados no mercado mundial, até o momento, poliestireno e poli(álcool vinílico) com estas propriedades. Estes materiais desenvolvidos apresentam variadas aplicações, envolvendo os mais diversos segmentos de consumo. O objetivo fundamental deste trabalho foi desenvolver materiais com propriedades bactericidas e bacteriostáticas a partir do poli (álcool vinílico) e do poliestireno e demonstrar que estes novos materiais podem ser incorporados em outras matrizes poliméricas, possuindo, portanto uma aplicação prática. Através da modificação do poliestireno, via acilação de Friedel Crafts, aminação redutiva e formação do sal quaternário de amônio, foram obtidos os produtos bactericidas: poli(iodeto de fenildimetilamina), poli(iodeto de feniletilamina), poli(cloreto de feniletilamina). Pela modificação do poli(álcool vinílico) sintetizou-se o material bactericida: poli(cloreto de trimetilamonio acetato de propila), através de reações de cloroacetilação e substituição nucleofílica. Os materiais foram caracterizados por análise de solubilidade, FTIR, RMN, TGA, DSC e análises microbiológicas, que comprovaram a obtenção dos produtos síntetizados e suas propriedades bactericidas para a Staphilococcus aureus e Escherichia coli. Na segunda etapa, realizou-se a incorporação do material bactericida obtido via polimerização em suspensão do poliestireno. O material obtido foi caracterizado através de análises de GPC, TGA, DSC, MEV e análise granulométrica. As atividades foram realizadas na Universidade Federal de Santa Catarina e no Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da École de Chimie et Physique et Electronique, Claude Bernard, em Lyon na França. Como o material sintetizado a partir do poliestireno é insolúvel, este se apresenta como um desinfetante menos tóxico comparado aos comercias existentes, atendendo as exigências do mercado e sendo ambientalmente não agressivo. A comprovação da atividade bactericida e bacteriostática do material sintetizado e a incorporação deste em matrizes como o poliestireno, sugerem que o projeto alcançou seus objetivos. The industries and also the polymers area search the development of bactericidal materials to avoid contamination, diseases dissemination and to control the deterioration of material#s utilization due to bacterium and fungus actions. Nowadays in Brazil this kind of polymeric material with bactericidal functions or with bactericidal components inside its structure is not being produced. To be more specific, it is not found in world#s market polystyrene and polyvinyl alcohol with these properties until now. These materials produced with this purpose show diverse apply in market. This thesis aims to develop materials with bactericidal properties and bacteriostatic from polyvinyl alcohol and from polystyrene, and to demonstrate that these new materials can be incorporated in other polymeric matrix, thus showing its practical utility. Through the polystyrene#s modification by Friedel Crafts acetylation, reductive amination and quaternarium ammonium salt#s formation, was obtained the bactericidal products: poly(fenildimethylamina iodide), poly(fenilethylamina iodide), poly(fenilethylamina chloride). Through the polyvinyl alcohol#s modification synthesized the bactericidal material: poly(trimethylammonium chloride propila acetate) by chlorine acetylation reaction and nucleofilic#s substitution. The materials were characterized by solubility analysis, FTIR, RMN, TGA, DSC and microbiology#s analysis, which proved the synthesized product#s obtainment with its bactericidal properties for Staphilococcus aureus e Escherichia coli. In a second stage, it was realized the incorporation of the bactericidal material obtained by polystyrene suspension polymerization. The material obtained was characteristic by GPC, TGA, DSC, MEV and granulate metric analysis. All activities were realized in Universidade Federal de Santa Catarina and in the National Center Scientific Research of Chemistry, Physics and Electronics School, Claude Bernard, in Lyon, France. The synthesized material from polystyrene is insoluble, this is one disinfectant less toxin compared to others existents in the market and less environmental prejudicial. The evidence of synthesized material bactericidal activity and bacteriostatic and its incorporation in matrix as polystyrene, suggests that this project succeed in its purposes.

Pretendeu-se neste trabalho, estabelecer propriedades do sistema aPS/CS2, a partir da análise de uma gama de concentrações. Para isto, partiu-se da hipótese já exposta na literatura, de que o CS2 deve participar de forma decisiva na formação do gel no sistema aPS/CS2- E também pelo fato de que este aspecto não havia sido até então investigado na faixa de concentração proposta. A partir de estudos reológicos, de análise técnica e, principalmente, utilizando experimentos de espalhamento de luz estático, foram obtidos resultados que permitiram o estabelecimento de propriedades do sistema, tanto em nível molecular quanto macroscópico. Como conseqüência da análise destas propriedades, foi possível estabelecer um modelo para a estruturação molecular entre solvente e polímero responsável pela estabilização da macroestrutura característica do gel. / This work aims to establish properties of the system aPS/CS2 from the analysis extended to a range of concentrations. In order to achieve it the work was started from the hypothesis already given in the literature, which states that the CS2. Moreover, it was taken into account the fact that this particular aspect had not been investigated in the proposed concentration range. Starting from rheological studies, thermal analysis and mainly static light scattering experiments, data that allowed the establishment of system properties at molecular as well as macroscopic level were obtained. As a consequence of the analysis of those properties a model for the molecular structure between the solvent and the polymer responsible for stabilization of the macrostructure characteristic of the gel has been proposed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334522.pdf: 7395807 bytes, checksum: c5404020b1cc14073727ba2c446f1652 (MD5) Previous issue date: 2015 / Problemas constantes encontrados em sistema de tratamento e distribuição de água e o crescente aumento do custo de produção, devido à degradação da qualidade da água disponível vêm motivando pesquisas por novas soluções em tratamento e obtenção de maiores produções efetivas. Com esse intuito, esse trabalho propôs o estudo de um material leve e reutilizável. As esferas poliméricas de poliestireno apresentaram-se como uma alternativa, pois além de serem leves e inertes têm características similares a de uma areia grossa e estão disponíveis comercialmente. Primeiramente, caracterizou-se esse material que apresentou granulometria entre 0,5 e 1,2 mm, diâmetro específico de 0,68 mm, coeficiente de uniformidade de 1,36 e massa específica de 1046 kg/m³. Após a caracterização desse material, simulou-se matematicamente a utilização como elemento filtrante, em aspectos como o coeficiente de permeabilidade do leito filtrante e especialmente parâmetros pertinentes à retrolavagem. Os parâmetros simulados demonstraram que, apesar de possível, a utilização desse material necessita de suporte (como a aplicação do ar) para atingir uma quantidade satisfatória de cisalhamento com baixas velocidades e elevado grau de expansão durante a retrolavagem.A qualidade da água produzida pelo filtro com as esferas de poliestireno foi bastante similar ao filtro de dupla camada de areia e antracito, contudo a produção efetiva, não apresentou grande superioridade, mesmo com o sistema otimizado. Apesar disso, o material demonstrou potencialidades em gerar uma economia ao sistema de tratamento, que ainda precisam ser melhor exploradas.Verificou-se através de ensaios experimentais que o índice de filtração manteve-se constante ao longo da filtração e a ação da profundidade atingida pelo leito ficou em torno de 40 cm, quando utilizada como fonte de água bruta o manancial Lagoa do Peri. Além desses fatores foi avaliada a capacidade adsortiva desse material, utilizando como adsorvato o azul de metileno. Esse material demonstrou baixa capacidade adsortiva devido ao baixo grau de rugosidade da sua superfície, a ação adsortiva é física, não espontânea, envolvendo fracas forças de atração.<br> / Abstract : Constant troubles in treatment system and water supply and the increasing cost of production due to deterioration of available quality water come motivating research for new solutions in treatment and higher effective production. This paper proposed the studies in a lightweight, reusable material. The granules of polystyrene were presented as an alternative, because are light, inerts and are assimilares to sand characteristics and were commercially available. First, this material was characterized and presented a grain size between 0.5 and 1.2 mm, specific diameter of 0.68 mm and specific mass of 1046 kg / m³. Based on the extracted characteristics were simulated mathematically using this material as a media filter, besides of permeability coefficient, especially parameters to backwash, which can be demonstrate that special care would need to achieve a satisfactory backwash, showing low shear rates and a high degree of expansion. Through of experimental analysis were found that the filtration rate remained constant throughout the filtration, and the bed depth achieved 40 cm, when used as raw water Peri Lagoon source. In addition was evaluated adsorptive capacity of the material, using as the adsorbate Methylene blue. This material showed low adsorption capacity due to the low roughness, the adsorptive action is physical, not spontaneous involving weak forces of attraction.The quality of the water produced by the filter to the polystyrene granules was very similar to the dual filter layer of sand and anthracite, but the effective production did not show significative superiority, even with optimized system. Nevertheless, the material demonstrated potential to generate savings to the treatment system, which still need to be better exploited.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310077.pdf: 1330047 bytes, checksum: fe447033086a5837eeee9b89798c010e (MD5) / Nas últimas décadas a literatura aberta vem registrando um aumento no número de estudos em partículas poliméricas com morfologia casca-núcleo ou outros tipos de morfologia complexa. Esses tipos de partículas apresentam vantagens em relação a partículas poliméricas convencionais como a modificação da sua superfície e o melhoramento de propriedades, como resistência química e mecânica. Nesta dissertação foi realizada a síntese de partículas expansíveis com morfologia do tipo casca-núcleo e sua posterior expansão. O sistema de polimerização usado foi o de suspensão semeada, utilizando metacrilato de metila (MMA) como monômero formador da casca e partículas de poliestireno como sementes. As partículas foram sintetizadas variando-se o nível de conversão das sementes e a forma de adição do monômero formador da casca. Em uma segunda etapa, pentano foi utilizado como agente expansor e as partículas foram expandidas em estufa com um temperatura contralada. As partículas expandidas foram caracterizadas em relação à morfologia, resistência química e resistência à compressão e os resultados obtidos foram comparados com poliestireno expansível (EPS) convencional. Em relação às partículas não expandidas observou-se que a morfologia casca-núcleo foi atingida e que esta depende da forma de adição do MMA e do nível de conversão da semente de PS. Maiores tempos de inchamento geraram uma casca composta por domínios de PMMA maiores e a utilização de sementes de PS com menor nível de conversão permitiu uma maior entrada do monômero formador da casca, sendo possível visualizar domínios de PMMA próximos ao centro da partícula. Em relação às partículas expandidas, as propriedades de resistência química das partículas casca-núcleo foram melhoradas mesmo quando baixos tempos de inchamento foram utilizados na síntese. A resistência à compressão também foi melhorada, mas somente é significativa quando maiores tempo de inchamento foram empregados na síntese. / In the last decades, open literature has registered an increase in the number of studies on polymeric particles with core-shell or other types of complex morphology because these particles present remarkable advantages over conventional ones such as the modification of surface properties and the improvement of mechanical resistance. In this study the synthesis of expandable particles with core-shell morphology and its expansion have been carried. The polymerization system used was seeded suspension with methyl methacrylate (MMA) as the shell forming monomer and polystyrene particles as seeds. The particles were obtained by varying the seed conversion degree and also the way the shell forming monomer was added. In a second step, pentane was used as a blowing agent and particles were expanded in a controlled temperature oven. The expanded particles were characterized concerning their morphology, chemical and compression resistance and the results were compared to conventional expandable polystyrene (EPS). It was observed that the core-shell morphology was achieved and that it depends on the way that the MMA was added and also on the seed conversion level. A higher swelling time allowed the formation of a shell composed of larger PMMA clusters and the use of PS seed with lower conversion allowed greater monomer diffusion into the seed and was possible to visualize cluster of PMMA near the center of the particle. Regarding the expandable particles, the chemical resistance of core-shell particles was improved even when low swelling time was used in the synthesis. The mechanical resistance was also improved, but was only significant when higher swelling time were employed in the synthesis.