Esta Dissertação apresenta os resultados do estudo da ação de alguns sistemas anti-espumantes comerciais sobre a estabilidade de espumas formadas por tensoativo aniônico, não-iônico e na presença de partículas coloidais. As espumas gás-líquido são sistemas coloidais formados por bolhas de gás separadas por filmes líquidos. A drenagem ou escoamento do líquido contido nesses filmes passa por diversos estágios. A variação dos volumes drenados em função do tempo, medida comparativamente na ausência e na presença do anti-espumante, foi utilizada para se avaliar a sua ação. A metodologia de Bartsch foi empregada, filmando-se as espumas durante um intervalo de tempo determinado. Os volumes foram então registrados pela análise dos filmes das espumas usando o programa Windows Media Player®. Espumas modelo foram escolhidas por meio do mesmo método avaliando-se a velocidade de drenagem de espumas formadas por dodecilsulfato de sódio (SDS) em diferentes concentrações, na presença de: tensoativo não-iônico (Triton X-100), polímero não iônico (poli(etileno)glicol) PEG com massas molares de 200, 400, 600, 1000 e 3400), adição de eletrólitos e adição de partículas (negro de fumo, carbonato de cálcio, sulfato de bário e sílica). A velocidade de drenagem dessas espumas seguiu a ordem crescente: (SDS 5.3 mmol/L + NaCl) aproximadamente igual a (SDS 5.3 mmol/L + CaCO3) < (SDS 30 mmol/L + NaCl) < (SDS 10 mmol/L + BaSO4) aproximadamente igual a (SDS 5.3 mmol/L + BaSO4) < (SDS 5.3 mmol/L + sílica) < (SDS + Triton X-100 + PEG 600) aproximadamente igual a (SDS + Triton X-100 + PEG 1000) aproximadamente igual a (SDS + Triton X-100 + PEG 3400) < SDS + Triton X-100 (com concentrações abaixo da CMC). Anti-espumantes, formulados com o mesmo princípio ativo, um éster de ácido graxo, podendo conter grupos polióxido de etileno ou propileno, e diferenciados com relação ao teor de sólidos e tipo de emulsificante usado na formulação foram testados quanto à ação nas espumas estabilizadas na presença ou não de eletrólitos e partículas. O anti-espumante com emulsificante polimérico foi o mais eficiente em aumentar a drenagem das espumas e diminuir o volume inicial de espuma formado. / This Dissertation presents results of two comercial antifoams on the stability of gas-liquid foams formed in the presence of an anionic surfactant, a non-ionic surfactant and colloidal particles. Air-liquid foams are colloidal systems formed by air bubbles separated by liquid films. The drainage or flow of the liquid contained within these films pass through several steps. The antifoam performance was analyzed from the measurements of drained volume variation in function of time, in the presence and absence of antifoams. The Bartsch methodology was employed, recording the foam ageing during a certain time interval using a CCD camera. The drained volumes were retrieved from the recorded files using Windows Media Player? software. Model foam were chosen by using the same methodology, the drainage volumes were measured for foams formed from aqueous solutions containing: a anionic surfactant, sodium dodecil sulfate, SDS, a non-ionic surfactant, Triton X-100, a non-ionic polymer, poly(ethyleneglycol), PEG, (Mw = 200, 400, 600, 1000 e 3400), sodium chloride, as electrolyte and colloidal particles such as carbon black, silica, barium sulphate, calcium carbonate. The drainage rates for these foam follow the crescent order: (SDS 5.3 mmol/L + NaCl) = (SDS 5.3 mmol/L + CaCO3) < (SDS 30 mmol/L + NaCl) < (SDS 10 mmol/L + BaSO4) = (SDS 5.3 mmol/L + BaSO4) < (SDS 5.3 mmol/L + sílica) < (SDS + Triton X-100 + PEG 600) = (SDS + Triton X-100 + PEG 1000) = (SDS + Triton X-100 + PEG 3400) < SDS + Triton X-100 (concentration below CMC). Two antifoams, with a same active agent, a fatty acid esther probably containing poli(oxyethylene-oxypropylene) groups, with different solid content and coadjuvants or emulsifying agent were tested. The antifoam with polymeric emulsifying was the most effective in increase the foam drainage. The antifoam performance has showed a dependence on the presence of particles or polyelectrolytes.

Este trabalho tem como objetivo a caracterização de amostras comerciais de óleo de pinho com o intuito de identificar outros componentes que apresentem ação antimicrobiana, além do &#945;-terpineol. Também, visa avaliar a influência de três tensoativos distintos na ação antimicrobiana do o-fenil fenol, do o-benzil p-clorofenol e do p-cloro m-cresol. Os tensoativos selecionados foram o linear alquilbenzeno sulfonato de sódio (NaLAS), uma mistura de laurato de trietanolamina e de sódio (laurato de Na/Tea) e alfa olefina sulfonada (AOS). Amostras comerciais de óleo de pinho e 61 frações, isoladas por destilação a pressão reduzida de uma amostra de óleo de pinho bruto, foram avaliadas a partir de medidas de índice de refração, curvas TG/DTG, espectroscopia no infravermelho, CG-DIC e CG-EM, características organolépticas e atividade antimicrobiana com a determinação do halo de inibição (contra Staphylococcus aureus ATCC 6538 e Salmonella choleraesuis ATCC 10708). Observou-se que as amostras comerciais apresentaram composições distintas, conforme procedência. O perfil das curvas TG/DTG permitiu uma avaliação comparativa do comportamento térmico das frações isoladas na destilação. A composição do óleo de pinho apresenta diversidade de componentes com atividade antimicrobiana inibitória. Todas as amostras de óleo de pinho apresentaram atividade bacteriostática para ambos os microrganismos e as frações, na composição em que foram separadas, apresentaram melhor atividade bacteriostática para S. aureus. Foram preparadas 42 formulações considerando teores de biocida de 0, 0,7 e 1,0% (p/p) e de tensoativo a 1,5 e 5% (p/p). As amostras foram acondicionadas em frascos de PET de 30 mL e avaliadas quanto ao pH, cor, odor, aparência nas 2ª, 4ª, 8ª e 12ª semanas do teste de estabilidade, conduzido a 4, 25 o e 45o C. O sistema tensoativo empregando o laurato de Na/TEA apresentou melhor estabilidade. Os tensoativos estudados (AOS, NaLAS e laurato de Na/TEA), apresentaram ação antimicrobiana e influenciaram positivamente na atividade dos ativos fenólicos. Pôde- se identificar a influência do teor de tensoativo na estabilização do derivado fenólico em um o sistema exposto a alta temperatura (45o C) armazenado em embalagem de PET. Os teores de ativos fenólicos foram determinados por CLAE empregando detector UV. / This work aims at characterizing commercial samples of pine oil with a view at identifying other components that present antimicrobial action besides its o -terpineol. It also aims at evaluating how three different surfactants influence the antimicrobial action of the o-phenyl-phenol, of the o-benzyl-p-chlorophenol and p-chloro-m-cresol. The selected surfactants were the sodium linear alkylbenzene sulphonate (NaLAS), a mixture of triethanolamine and sodium laurate, in addition to sodium alpha-olefins sulfonate (AOS). Pine oil commercial samples and 61 fractions, which were isolated by reduced pressure distillation of a raw pine oil sample, were analyzed based on measures of index of refraction, TG/DTG curves, infrared spectroscopy, GC-FID and GC-MS, odour characterization and antimicrobial activity with the determination of the inhibition disc (against Staphylococcus aureus ATCC 6538 and Salmonella choleraesuis ATCC 10708). It was observed that commercial samples presented marked different compositions according to their origin. TG/DTG curves profile allowed a comparative evaluation of the thermal behavior of those fractions isolated during distillation. Pine oil composition presents a diversity of components with antimicrobial activity. All pine oil samples presented bacteriostatic activity when tested against the two microorganisms mentioned above, and fractions in the composition in which they were inserted presented better bacteriostatic activity against S. aureus. Forty two formulations were prepared taking into consideration the content of biocide of 0, 0.7 and 1.0% (w/w) levels and surfactant of 1.5 e 5% (w/w) levels. Samples were stored into PET nd th th bottles of 30 mL and evaluated as per the pH, color, odour, appearance during 2nd , 4th , 8th and 12th weeks of the stability test, which was carried out at 4, 25 e 45o C. When using Na/TEA laurate, the surfactant system presented better stability. Studied surfactants - AOS, NaLAS and Na/TEA laurate - presented antimicrobial action and positively influenced in active phenolics activity. It was possible to identify the influence of content of surfactant in o stabilizing the phenolic derivative while under a system exposed to high temperature (45 C) inside a PET packaging. Active phenolics content was determined by HPLC using UV detection.

Tendo em vista a busca por matérias-primas de fontes renováveis e menos poluentes, e o crescente aproveitamento de subprodutos gerados por estas fontes, surgiu o interesse em estudar a síntese do carbonato de glicerina a partir da glicerina obtida como subproduto principal na fabricação de biodiesel. Sintetizou-se este composto no Laboratório de Química Orgânica Aplicada. Este tensoativo não é disponível no Brasil e possui propriedades cosméticas interessantes, que, no entanto, ainda devem ser mais exploradas na atualidade. No estudo, adicionou-se o carbonato a sabões líquidos obtidos a partir dos ácidos graxos provenientes dos óleos de soja e de mamona. Os sabões produzidos apresentaram baixa alcalinidade, reduzindo, assim, as adições de agentes químicos que podem ser agressivos à pele, como mostraram os resultados parciais. A partir do planejamento experimental, verifica-se a influência da temperatura e o tempo de reação da síntese do carbonato, assim como o tipo de catalisador utilizado. Análises de espectroscopia vibracional Raman e infravermelho, juntamente com ensaios de viscosidade, mostraram que a temperatura ideal para a carboxilação é de 140 °C, sendo que o tempo reacional deve ser de 6 a 7 h, utilizando-se como catalisador o sulfato de magnésio. Demonstrou-se também, a sensibilidade das duas técnicas na identificação dos picos das reações de síntese de carbonato de glicerila. Comparativamente, foram realizados testes de espuma dos sabões adicionados de carbonato de glicerila e de lauril sulfato de sódio. De um modo geral, a adição de carbonato de glicerila aos sabões propiciou a formação de uma espuma mais densa e persistente. A utilização de água dura reduziu o volume de espuma formado para todas as amostras. Comparando os dois óleos vegetais, soja e mamona, percebeu-se que os sabões produzidos a partir de óleo de mamona apresentaram menor formação de espuma. A adição de dietanolamina reduziu significativamente a estabilidade das espumas em todas as amostras. Estudos reológicos demonstraram que o tensoativo carbonato de glicerila é um fluido newtoniano, comportamento semelhante ao da glicerina pura. / In order to search for raw materials from cleaner and renewable sources, and the growing use of byproducts generated by these sources, has appeared the interest in studying the synthesis of glycerol carbonate from glycerol obtained as a main byproduct in the manufacture of biodiesel. This compound was synthesized at the Laboratory of Applied Organic Chemistry. This surfactant is not available in Brazil and has interesting cosmetic properties, which, however, should be more exploited at present. In the study, carbonate was added to liquid soaps from the fatty acids from soybean oil and castor oil. Soaps produced had low alkalinity, thereby reducing the additions of chemicals that can be aggressive to the skin, as partial results showed. From the experimental design, the influence of temperature and reaction time of the synthesis of carbonate is investigated, as well as the type of catalyst used. Analysis of partial Raman vibrational spectroscopy, together with viscosity experiments showed that the optimal temperature for carboxylation is 140 °C, and the reaction time should be from 6 to 7 h, using magnesium sulphate as the catalyst. It also demonstrated the sensitivity of both techniques in identifying the peaks of the reactions of synthesis of glycerol carbonate. In comparison,foam tests were made of soaps added glycerol carbonate and sodium laurylsulfate. Overall, the addition of glycerol carbonate to soap provided the formation of denser and persistent foam. The use of hard water reduced the volume of foam formed for all samples. Comparing the two vegetable oils, soy and castor bean, it was noticed that soaps produced from castor oil had lower foaming. The addition of diethanolamine significantly reduced the stability of foams in all samples. Rheological studies demonstrated that the surfactant glycerol carbonate is neuwtonian fluid, behavior similar to that of pure glycerin.

A poluição dos rios brasileiros é, atualmente, um grande problema para as autoridades governamentais já que a demanda dos recursos hídricos vem crescendo nos últimos anos. Os rios Tietê, Pinheiros e Tamanduateí foram de grande importância para a cidade de São Paulo em seu período de industrialização, contudo o próprio desenvolvimento industrial impactou permanentemente os mesmos. Preocupados com a saúde ambiental, órgãos fiscalizadores estaduais iniciaram forte fiscalização para coibir e responsabilizar os principais culpados. Esta política pública resultou em uma diminuição das concentrações de poluentes orgânicos e inorgânicos, porém muito pouco foi efetivamente feito com relação ao esgoto doméstico, e, como consequência, a toxicidade das águas dos rios permanece elevada. Os estudos de Avaliação e identificação da toxicidade englobam diversas metodologias reunidas em três documentos pela USEPA - Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, onde método físico-químico e testes toxicológicos são usados para identificar substâncias tóxicas, ou grupo de substâncias tóxicas que contribuem efetivamente para a toxicidade total de uma amostra. A abordagem rotineiramente utilizada baseia-se no fracionamento da amostra de acordo com suas propriedades físico-químicas: volatilidade, solubilidade e capacidade de formar complexos, ou de ser reduzida, oxidada, ionizada, entre outras. Em conjunto com os ensaios químicos, os ensaios toxicológicos, em especial o Sistema Microtox®, contribuem na investigação da toxicidade para os rios metropolitanos Tietê, Pinheiros e Tamanduateí, que se mostrou eficaz na determinação dos grupos de compostos, sendo os compostos orgânicos apolares, orgânicos voláteis, tensoativos e as partículas, as principais fontes da toxicidade para esses rios. Embora muitas informações sobre a toxicidade tenham sido descobertas, a identificação dos compostos só pode ser realizada por análises químicas mais robustas uma vez que um grande número de substâncias, metabólitos e subprodutos de degradação são facilmente encontrados neste tipo de amostra. Mesmo sofrendo algumas modificações, deve-se incentivar o uso desta metodologia para outros rios a fim de determinar os principais toxicantes responsáveis pela toxicidade. / Pollution of Brazilian rivers is currently a major problem for government authorities as demand for water resources has been increasing in recent years. Tietê, Pinheiros and Tamanduateí rivers were of great importance for the city of São Paulo during its industrialization period, however, the industrial development itself permanently impacted them. Concerned about environmental health, state supervisory bodies have begun strong enforcement to curb and hold the main culprits accountable. This public policy has resulted in a decrease in concentrations of organic and inorganic chemicals, but very little has been done in relation to domestic sewage, and as a consequence, the toxicity of the rivers remains high. The Toxicology Assessment and Identification studies encompass various methodologies gathered in three documents by the USEPA, where physico-chemical method and toxicological tests are used to identify toxic substances, or group of toxic substances that effectively contribute to the total toxicity of a sample. The routinely used approach is based on fractionation of the sample according to its physicochemical properties: volatility, solubility and chemical properties such as the ability to form complexes, or to be reduced, oxidized, ionized, among others. In conjunction with the chemical tests, the toxicological tests in particular the Microtox® System contribute to the investigation of the toxicity to the metropolitan rivers, Tietê, Pinheiros and Tamanduateí, which proved to be effective in the determination of the groups of compounds, the organic compounds being apolar, organic volatiles, surfactants and particulates, the main sources of toxicity for the studied rivers. Although much information on toxicity has been discovered, the identification of compounds can only be performed by more robust chemical analyzes since a large number of substances, metabolites, degradation byproducts are readily found in this type of sample. Even with some modifications, it is necessary to encourage the use of this methodology for other rivers in order to determine the main xenobiotics responsible for toxicity.

Resumo: A doença de Alzheimer (DA) é uma doença altamente incidente na população mundial, acometendo cerca de 40 milhões de pessoas com idade igual ou superior a 65 anos, levando à perda da memória e cognição. A via nasal é uma via alternativa que pode promover a rápida absorção do fármaco, além de poder direcionar fármacos para o cérebro, e evitar o metabolismo pré-sistêmico. Porém, ela possui mecanismos de depuração mucociliar que podem eliminar rapidamente a formulação da cavidade nasal. Os sistemas nanoestruturados baseados em tensoativos (SNBT) que sofrem geleificação in situ demonstram ser uma opção interessante para viabilizar a administração de fármacos por esta via. O trans-resveratrol (RES) tem apresentado atividade no tratamento da DA, atuando sobre vias moleculares específicas, como a capacidade da inibição da formação da placa beta-amiloide (Aβ), despolimerização da placa Aβ formada durante a doença e atuando sobre o sistema colinérgico, inibindo a acetilcolinesterase e diminuindo a neuroinflamação e formação de radicais livres no cérebro. Entretanto, seu uso é limitado devido à sua insolubilidade em meio aquoso. Desta forma, a solubilização do RES em SNBT pode ser uma opção interessante para viabilizar o seu uso. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas precursores de cristais líquidos compostos pelos tensoativos álcool cetílico etoxilado 20 OE e propoxilado 5 OP (PPG-5-CETETH-20), ácido oleílico 20 OE (OLETH-20), ácido oleílico 3 OE (OLETH-3) e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Alzheimer's disease (AD) is a highly incident illness in the world population, it affects about 40 million people aged 65 or over, and this pathology leads to memory and cognition loss. The nasal route is an alternative that can promote the rapid absorption of the drugs, besides to target drugs to the brain and to avoid the pre-systemic metabolism. However, it has mucociliary clearance that can rapidly eliminate the formulation existing under the nasal cavity. The surfactant-based nanostructured systems (SBNS) undergoes in situ gelling and seems to be an interesting feasible option for use by intranasal route. Trans-resveratrol (RES) has properties for the AD treatment, it acts on specific molecular pathways, such as the ability to inhibit the formation of amyloid-beta (Aβ) plaques, depolymerization of Aβ plaques developed during the progressing of disease and acting on the cholinergic system, inhibiting an acetylcholinesterase, and decreasing neuroinflammation and formation of free radicals in the brain. However, its use is limited due to insolubility in aqueous medium, however RES can be solubilized in these systems and therefore it can be an interesting option to do its viable employ. The aim of this work was to develop and characterize liquid crystal precursor systems composed of polyoxypropylene (5) polyoxyethylene (20) cetyl alcohol (PPG-5-CETETH-20), polyoxyethylene (20) oleyl alcohol (OLETH-20), polyoxyethylene (3) oleyl alcohol (OLETH- 3) and sorbitan polysorbate (PS... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho trata da proposta para a produção carbonato de glicerila como continuação de trabalho de Mestrado. Propõe-se estabelecer uma sequência para a obtenção e a purificação do produto, que envolve remoção e o aproveitamento de amônia e a remoção de eletrólitos, bem como a utilização de novos catalisadores. De maneira geral, análises espectrofotométricas demonstraram que o produto purificado apresentou características semelhantes às da especificação constante de produto já existente no mercado cedido para comparação (JEFFSOL®, Huntsman). Além disso, foi calculado o custo de produção tanto em escala laboratorial como em escala industrial. Análises de Ressonância Magnética Nuclear e Cromatografia a Gás, aliadas à Espectrofotometria no Infravermelho permitiram avaliar tanto a evolução das reações, bem como os rendimentos reacionais. Foi demonstrada a aplicabilidade das técnicas de RMN 1H e 13C para o cálculo dos rendimentos reacionais, bem como para a elucidação dos mecanismos reacionais. A partir de análises em escala laboratorial, foi possível verificar que, para as condições reacionais estudadas foram obtidas baixas conversões da glicerina e baixas seletividades para o carbonato de glicerila. E ainda, o sulfato de zinco apresentou o melhor desempenho. É importante salientar que, mesmo para baixas conversões, sua produção ainda é economicamente viável devido ao seu elevado valor de mercado. O estudo da produção em escala industrial contemplou a síntese de fluxograma de processo e posterior simulação, incluindo o dimensionamento dos principais equipamentos de processo para fins de análise econômica, via calculo de custos de capital (CAPEX) e operacionais (OPEX). Os resultados indicaram viabilidade econômica do projeto, sendo demonstrado que a implantação de uma nova unidade de produção de carbonato de glicerila pode ser bastante rentável mesmo para baixos rendimentos. O produto obtido possui diversas e interessantes aplicações cosméticas e farmacêuticas, principalmente por ser um tensoativo não iônico, de baixa toxicidade, biodegradável e produzido a partir de fontes renováveis. Assim, o carbonato de glicerila produzido é uma interessante forma de aproveitamento da glicerina proveniente da fabricação de biodiesel. / This work deals with the proposal for the production of glyceryl carbonate as a continuation of the Master\'s work. In this paper it is proposed to establish a sequence for obtaining and purifying the product, which involves removal and the use of ammonia and removal of electrolytes as well as the use of new catalysts. In general, spectrophotometric analysis showed that the purified product showed similar characteristics to the specification of the existing product on the market given for comparison (JEFFSOL®, Huntsman). Furthermore, it was calculated the cost of production in both small and large scales. Nuclear Magnetic Resonance and Gas Chromatography, combined to Infrared Spsctroscopy analysis allowed to evaluate the reaction pathways and calculate the yields. It was demonstrated the suaitability of NMR 1H and 13C techniques to calculate reaction yields as well as for the elucidation of the reaction mechanism. From analysis in laboratory scale, it was found that for the reaction conditions studied there were obtained low glycerin conversions and low selectivities for glyceryl carbonate. And yet, zinc sulfate had the best performance. Importantly, even for low conversions, production is still economically viable due to its high market price. Through computer simulation and mass and energy balances, followed by analysis of economic feasibility it has been demonstrated that the implementation of a new glyceryl carbonate plant can be quite profitable. The obtained product has various and interesting cosmetic and pharmaceutical applications, mainly because it is a nonionic surfactant, low toxicity, biodegradable and produced from renewable sources. Thus, the produced glyceryl carbonate is an interesting way to use the glycerin from the biodiesel manufacturing.

Entre as mais importantes propriedades de soluções aquosas micelares está a capacidade de incorporar substâncias orgânicas com diferentes polaridades e graus de hidrofobicidade. Como demonstrado por Quina et aI. (J Phys. Chem., 1995, 99, 11708-11714), um dos métodos mais promissores para a obtenção de correlações entre e a eficiência de solubilização em micelas e as estruturas do soluto e do detergente é através do uso de relações lineares de energia livre (LSERs). No presente trabalho, investigou-se a incorporação de uma série de solutos neutros em micelas dos detergentes zwitteriônicos dimetil-hexadecilamônio-propano sulfonato (CDAPS; 31 solutos) e o N-óxido de dimetil-dodecilamina (DDAO; 33 solutos), bem como em micelas catiônicas da forma protonada de DDAO (DDAOH+; 33 solutos). As constantes de incorporação dos solutos foram determinadas experimentalmente por meio de técnicas fotofísicas, métodos de solubilização e cromatografia líquida e gasosa. A análise dos resultados foi efetuada através de técnicas de regressão múltipla, obtendo-se as seguintes LSERs: CDAPS: Log Ks = - 0,55 + 0,99 R2 - 0,82 &#960;2 + 0,36 &#931;&#945;2 - 0,99 &#931;&#946;2 + 2,73 Vx DDAOH+: Log Ks = - 0,68 + 1,30 R2 - 0,78 &#960;2 + 0,67 &#931;&#945;2 - 1,45 &#931;&#946;2 + 2,29 Vx DDAO: Log Ks = - 0,46 + 0,89 R2 - 0,61 &#960;2 + 0,82 &#931;&#945;2 - 1,66 &#931;&#946;2 + 2,59 Vx onde &#931;&#945;2 e &#931;&#946;2 representam a \"acidez\" e a \"basicidade\" do soluto, com relação à formação de pontes de hidrogênio, R2 corresponde à refração molar em excesso, &#960;2 representa a dipolaridade e Vx é o volume molar do soluto. As LSERs obtidas indicam que os detergentes zwitteriônicos formam sistemas distintos dos demais estudados até o momento. No entanto, os sistemas DDAO e DDAOH+ apresentam LSERs muito semelhantes entre sí, sugerindo que a incorporação dos solutos não é afetada por uma mudança da estrutura (carga) da cabeça do detergente. / One of the most important properties of aqueous micellar solutions is their capacity to incorporate organic solutes with different degrees of polarity and hydrophobicity. As demonstrated by Quina et aI. (J. Phys. Chem., 1995, 99, 1170811714), one of the most promissing methods for obtaining correlations between solubilization eficiency and the solute and surfactant structure is via the use of linear solvation energy relationships (LSERs). The present work investigates the incorporation of a series of neutral solutes in micelles of the zwitterionic detergents hexadecyldimethylammonium propanesulfonate (CDAPS; 31 solutes) and the N-oxide of dodecyldimethylamine (DDAO; 33 solutes), as well as in the cationic micelles of the protonated form of DDAO (DDAOH+; 33 solutes). The incorporation constants were determined experimentally by photophysical techniques, from solubility measurements and by liquid and gas chromatographic methods. Analysis of the results by multiple regression techniques led to the following LSERs: CDAPS: Log Ks = - 0,55 + 0,99 R2 - 0,82 &#960;2 + 0,36 &#931;&#945;2 - 0,99 &#931;&#946;2 + 2,73 Vx DDAOH+: Log Ks = - 0,68 + 1,30 R2 - 0,78 &#960;2 + 0,67 &#931;&#945;2 - 1,45 &#931;&#946;2 + 2,29 Vx DDAO: Log Ks = - 0,46 + 0,89 R2 - 0,61 &#960;2 + 0,82 &#931;&#945;2 - 1,66 &#931;&#946;2 + 2,59 Vx where &#931;&#945;2 and &#931;&#946;2 are the hydrogen bond acidity and basicity of the solute, R2 is the excess molar refraction, &#960;2 is the dipolarity and Vx corresponds to the molar volume of the solute. The LSERs obtained demonstrate that zwitterionic surfactants are distinct from the other systems investigated previously. However, the similarity of the LSERs of DDAO and DDAOH+ suggests that incorporation of solutes is not affected by changes in the structure (charge) ofthe polar headgroup.

Dióxido de carbono supercrítico (scCO2) é um solvente pouco eficiente para substâncias polares em geral. Uma maneira interessante de superar esta limitação e explorar todo o seu potencial como solvente verde, possível substituto para os solventes orgânicos voláteis comuns, é a introdução de tensoativos específicos para scCO2 no sistema. No presente trabalho, foram sintetizadas três novas séries de tensoativos oxigenados para scCO2. As moléculas possuem cabeças CO2-fóbicas mono e poli-hidroxiladas, em sua maioria à base de açúcares, e três tipos de cadeias CO2-fílicas, duas delas perfluoradas (-C7F15 e -C9F19) e uma peracetilada (derivada do ácido D-glucônico). Foram investigadas as suas solubilidades e comportamentos de fase em CO2 e em sistemas ternários (água-CO2-tensoativo), bem como a atividade na interface CO2-água. Todos eles dispersaram água em scCO2 com [água] / [tensoativo] (W) igual a 10, exibindo pressões de névoa comparáveis àquelas do sistema \"a seco\". Adicionalmente, os tensoativos reduziram a tensão interfacial CO2-água. O efeito das cabeças CO2-fóbicas e cadeias CO2-fílicas nessa redução pôde ser analisado separadamente. Os resultados dos experimentos de tensão interfacial dinâmica sugerem que tanto a difusão das moléculas da fase contínua para a subinterface, quanto a sua inserção e migração na interface contribuem para o decaimento das tensões interfaciais. / Supercritical carbon dioxide (scCO2) is a poor solvent for polar substances in general. An interesting way to overcome this limitation and fulfill its potential as a green solvent, a possible substitute for common volatile organic solvents, is the introduction of scCO2-suitable surfactants in the system. In the present work, three series of novel oxygenated surfactants for scCO2 were synthesized. The amphiphiles contain mono and poly-hydroxylated CO2-phobic heads, most of them sugar-based, as well as three types of CO2-philic tails, two of them perfluorinated (-C7F15 and -C9F19) and one peracetylated (D-gluconic acid derivative). Their solubilities and phase behaviors in CO2 and in ternary systems (water-CO2-surfactant), as well as their activities at the CO2-water interface, were investigated. All of them dispersed water in scCO2- with water-to-surfactant ratio (W) of 10, exhibiting cloud pressures comparable to those of \"dry\" systems. Also, the surfactants reduced the CO2-water interfacial tension. The effect of both the CO2-phobic heads and the CO2-philic tails could be analyzed separately. Dynamic interfacial tension results suggest that both diffusion from bulk CO2 to subinterface and insertion and migration of molecules within the interface contribute to the time-dependent decay of the interfacial tensions.

"Neste trabalho, propõe-se o desenvolvimento de instrumentação e procedimentos analíticos automáticos para a determinação de tensoativos em águas empregando o conceito de multicomutação em fluxo. Visando a miniaturização do sistema, a minimização do consumo de reagentes, e da geração de efluentes foram utilizadas mini-bombas solenóide para a propulsão dos fluidos e válvulas solenóide de estrangulamento para controlar a manipulação das soluções. Estes dispositivos foram controlados por um microcomputador equipado com uma interface eletrônica baseada no circuito integrado ULN2803A a qual foi acoplada à saída da impressora. Como sistema de detecção foram empregados um espectrofotômetro HP8452A, um espectrofotômetro multicanal com arranjo linear de fotodetectores do tipo CCD e um fotômetro baseado em dois LEDs (azul e vermelho) como fonte de radiação e um fotodiodo de silício (IPL10530DAL) como detector. A aquisição dos dados do fotômetro foi realizada com um multímetro digital com saída serial RS232, empregando um programa escrito em linguagem VISUAL BASIC 3.0. No mesmo programa foram incluídas rotinas para controle do módulo de análise. Primeiramente, foram desenvolvidos a instrumentação e os procedimentos analíticos para a determinação independente de tensoativos aniônicos e catiônicos em águas. O mesmo módulo de análises foi utilizado para os dois tensoativos e foi constituído de quatro mini-bombas solenóide. O procedimento proposto para a determinação de tensoativos aniônicos foi baseado na substituição do reagente cromogênico alaranjado de metila (MO) pelo tensoativo aniônico dodecilbenzeno sulfonato de sódio (DBS), formando o par-iônico com o tensoativo catiônico cloreto de cetilpiridino (CPC) em pH 5,0. A instrumentação proposta possibilitou a obtenção de resposta linear entre 1,4 x 10-6 mol L-1 e 1,4 x 10-5 mol L-1 (0,5 - 5 mg L-1) (R = 0,997, n = 7), limite de detecção de 9,8 x 10-8 mol L-1 (0,034 mg L-1), e freqüência de amostragem de 60 determinações por hora. O desvio padrão relativo foi estimado em 0,8 % (n = 11) usando uma solução de referência contendo 5,7 x 10-6 mol L-1 (2 mg L-1) de DBS. Os resultados obtidos pelo método proposto processando amostras de efluentes domésticos e industriais foram comparados com os obtidos empregando-se o método de referência, e não foi observada diferença significativa em nível de confiança de 95 %. Para a determinação de tensoativos catiônicos em águas foi desenvolvido um procedimento baseado na formação do complexo ternário entre tensoativo catiônico CPC, Fe (III) e cromazurol S (CAS) em pH 4,5. Com o sistema proposto, utilizando-se uma cela de detecção de 40 mm de comprimento, obteve-se resposta linear entre 0,1 x 10-5 mol L-1 e 3,0 x 10-5 mol L-1 (0,34 - 10,2 mg L-1) (R = 0,999, n = 9), limite de detecção estimado em 1,0 x 10-7 mol L-1 (0,035 mg L-1), desvio padrão relativo de 0,6 % (n = 11) empregando uma solução de referência contendo 1,0 x 10-5 mol L-1 (3,4 mg L-1) de CPC, e freqüência de amostragem de 72 determinações por hora. O procedimento foi aplicado em amostras de águas coletadas no rio Piracicaba. Empregando-se teste de adição e recuperação foi observada recuperação entre 91 % e 106 %. O módulo de análise para a determinação seqüencial de tensoativos aniônicos e catiônicos foi constituído de duas mini-bombas solenóide e seis válvulas solenóide de estrangulamento. Com o sistema proposto, as características analíticas para os tensoativos aniônicos foram: resposta linear entre 0,1 x 10-5 mol L-1 e 3,0 x 10-5 mol L-1 (0,35 - 10,5 mg L-1) (R = 0,9992, n = 7); limite de detecção estimado em 1,6 x 10-7 mol L-1 (0,056 mg L-1); desvio padrão relativo de 0,6 % (n = 11) usando uma solução de referência contendo 1,0 x 10-5 mol L-1 (3,5 mg L-1) de DBS. Para os tensoativos catiônicos obteve-se resposta linear entre 0,1 x 10-5 mol L-1 e 3,0 x 10?5 mol L-1 (0,34 - 10,2 mg L-1) (R = 0,9992, n = 7); limite de detecção estimado em 1,4 x 10-7 mol L-1 (0,05 mg L-1); desvio padrão relativo de 0,5 % (n = 11) usando uma solução de referência contendo 1,0 x 10-5 mol L-1 (3,4 mg L-1) de CPC. O consumo das soluções de reagentes e de amostra foram de 400 mL e 200 mL, respectivamente, e freqüência de amostragem de 60 determinações por hora, para ambos tensoativos. O sistema foi aplicado em amostras de águas coletadas no rio Corumbataí, e os resultados obtidos com testes de adição e recuperação variaram entre 91 % e 105 %. Aplicando-se teste-t entre os resultados obtidos pelo procedimento proposto e pelos métodos de referência (aniônicos) e de validação (catiônicos), os resultados foram concordantes em nível de 95 % de confiança." / "In this work, development of the instrumentation and automatic analytical procedures for spectrophotometric determination of surfactants in waters employing the multicommutation concept were proposed. Aiming to system miniaturization, reduction of reagents consumption and effluents generation, solenoids micro-pump and solenoids pinch valves were used for the fluids propulsion and for solutions management, respectively. These devices were controlled by a microcomputer equipped with an electronic interface based on the integrate circuit ULN2803A that was coupled to the printer output. As system detection was employed an spectrophotometer model HP8452A, a multichannel spectrophotometer with CCD array linear arrangement of photodetectors and a homemade LED based photometer comprising two LEDs (blue and red) as radiation source and a photodiode (IPL10530DAL) as detector. In this case, the data acquisition was accomplished with a digital multimeter with serial out put RS232 employing a software wrote in VISUAL BASIC 3.0. The software comprised also routines to control the analysis module. Firstly, instrumentation and analytical procedures for independent determination of anionic and cationic surfactants in waters were developed. The same flow system comprised of four solenoid micro-pumps and it was employed for both surfactants. The procedure proposed for the determination of anionic surfactant was based on the substitution reaction of orange methyl (MO) by anionic surfactant (sodium dodecylbenzene sulfonate - DBS) to form an ion-pair with the cetyl pyridine (CPC) at pH 5.0. The proposed instrumentation allowed the achievement of a lineal response range between 1.4 x 10-6 mol L-1 and 1.4 x 10-5 mol L-1 (0.5 – 5.0 mg L-1) (R = 0.997, n = 7), a detection limit of 9.8 x 10-8 mol L-1 (0.034 mg L-1), a relative standard deviation of 0.8% (n = 11) for a reference solution containing 5.7 x 10-6 mol L-1 (2.0 mg L-1) DBS and sampling throughput of 60 determinations per hour. Results obtained applying the proposed procedure for domestic and industrial effluent samples were compared with those obtained using reference method and no significant differences at the 95 % confidence level was observed. For the determination of cationic surfactant in waters the procedure was developed based on the ternary complex formation between CPC, Fe (III) and chromazurol S at pH 4.5. The proposed system comprised a flow cell device with 40 mm optical path-length presented the following features: a linear response range between 0.1 x 10-5 mol L-1 e 3.0 x 10-5 mol L-1 (0.34 – 10.2 mg L-1) (R = 0.999, n = 9); a detection limit of 1.0 x 10-7 mol L-1 (0.035 mg L-1); a relative standard deviation of 0.6 % (n = 11) for a reference solution containing 1.0 x 10-5 mol L-1 (3.4 mg L-1) CPC; and a sampling throughput of 72 determinations per hour. The procedure was applied to samples waters collected in the Piracicaba River. Using standard addition test recoveries between 91 % and 106 % were observed. The flow network for the sequential determination of anionic and cationic surfactants comprised two solenoid micro-pumps and six solenoid pinch valves. Employing the system proposed for the determination of anionic surfactants the folowing analytical characteristics: linear response range between 0.1 x 10-5 mol L-1 e 3.0 x 10-5 mol L-1 (0.35 – 10.5 mg L-1) (R = 0.9992, n = 7); a detection limit of 1.6 x 10-7 mol L-1 (0.056 mg L-1); a relative standard deviation of 0.6 % (n = 11) for a reference solution containing 1.0 x 10-5 mol L-1 (3.5 mg L-1) DBS were observed. For cationic surfactants a linear response range between 0.1 x 10-5 mol L-1 e 3.0 x 10?5 mol L-1 (0.34 - 10.2 mg L-1) (R = 0.9992, n = 7), a detection limit of 1.4 x 10-7 mol L-1 (0.05 mg L-1), a relative standard deviation of 0.5 % (n = 11) for a reference solution containing 1.0 x 10-5 mol L-1 (3.4 mg L-1) CPC were observed. In both cases, the reagents and sample consumption were 400 mL and 200 mL, respectively. The sampling throughput of 60 determinations per hour was achieved for both surfactants. The system was applied to waters samples from the Corumbataí River. The results obtained using the standard addition test presented recoveries between 91 % and 105 %. Applying t-test between the results obtained by the proposed procedures and those obtained using reference procedures showed that for anionic and cationic surfactants, the results were concordant at 95% confidence level."

Dióxido de carbono supercrítico (scCO2) é um solvente pouco eficiente para substâncias polares em geral. Uma maneira interessante de superar esta limitação e explorar todo o seu potencial como solvente verde, possível substituto para os solventes orgânicos voláteis comuns, é a introdução de tensoativos específicos para scCO2 no sistema. No presente trabalho, foram sintetizadas três novas séries de tensoativos oxigenados para scCO2. As moléculas possuem cabeças CO2-fóbicas mono e poli-hidroxiladas, em sua maioria à base de açúcares, e três tipos de cadeias CO2-fílicas, duas delas perfluoradas (-C7F15 e -C9F19) e uma peracetilada (derivada do ácido D-glucônico). Foram investigadas as suas solubilidades e comportamentos de fase em CO2 e em sistemas ternários (água-CO2-tensoativo), bem como a atividade na interface CO2-água. Todos eles dispersaram água em scCO2 com [água] / [tensoativo] (W) igual a 10, exibindo pressões de névoa comparáveis àquelas do sistema \"a seco\". Adicionalmente, os tensoativos reduziram a tensão interfacial CO2-água. O efeito das cabeças CO2-fóbicas e cadeias CO2-fílicas nessa redução pôde ser analisado separadamente. Os resultados dos experimentos de tensão interfacial dinâmica sugerem que tanto a difusão das moléculas da fase contínua para a subinterface, quanto a sua inserção e migração na interface contribuem para o decaimento das tensões interfaciais. / Supercritical carbon dioxide (scCO2) is a poor solvent for polar substances in general. An interesting way to overcome this limitation and fulfill its potential as a green solvent, a possible substitute for common volatile organic solvents, is the introduction of scCO2-suitable surfactants in the system. In the present work, three series of novel oxygenated surfactants for scCO2 were synthesized. The amphiphiles contain mono and poly-hydroxylated CO2-phobic heads, most of them sugar-based, as well as three types of CO2-philic tails, two of them perfluorinated (-C7F15 and -C9F19) and one peracetylated (D-gluconic acid derivative). Their solubilities and phase behaviors in CO2 and in ternary systems (water-CO2-surfactant), as well as their activities at the CO2-water interface, were investigated. All of them dispersed water in scCO2- with water-to-surfactant ratio (W) of 10, exhibiting cloud pressures comparable to those of \"dry\" systems. Also, the surfactants reduced the CO2-water interfacial tension. The effect of both the CO2-phobic heads and the CO2-philic tails could be analyzed separately. Dynamic interfacial tension results suggest that both diffusion from bulk CO2 to subinterface and insertion and migration of molecules within the interface contribute to the time-dependent decay of the interfacial tensions.