Dissertations / Theses: 'Argila organofílica'

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Silva, Wagner Claudio da. "Argila organofílica como agente microbiano para tintas." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-04072012-171310/.

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Abstract:

Sais quaternários de amônio são amplamente usados como agentes antissépticos, desinfetantes, detergentes e preservantes. Além disso, sais quaternários de amônio são frequentemente utilizados como algicidas, sendo o cloreto de dodecil dimetil benzil amônio (Cloreto de benzalcônio) o mais efetivo contra estes microorganismos. No entanto sua aplicação como algicida de superfícies é limitada, devido a sua alta hidrofilicidade, ocasionando uma alta lixiviação deste composto quando a superfície é exposta à alta umidade e intempéries de clima tropical. Atualmente compostos como Diuron e S-Triazina são empregados como algicidas, considerados de baixa lixiviação. No entanto, altos níveis de concentração destes biocidas foram detectados em regiões costeiras evidenciando a lixiviação destes biocidas, quando utilizados em tintas para casco de navio. Assim surge a necessidade do desenvolvimento de um algicida para suprir as deficiências de lixiviação dos compostos empregados atualmente. Materiais como as argilas organofílicas são uma excelente alternativa, pois são altamente hidrofóbicas. Portanto sintetizou-se neste trabalho uma argila organofílica utilizando-se cloreto de benzalcônio, a qual foi utilizada em uma formulação de tinta imobiliária. O material foi caracterizado pelas técnicas de difração de Raios X e análise termogravimétrica. Um filme de tinta foi submetido a uma câmara de lixiviação, simulando a ação da chuva. Após a lixiviação o filme de tinta seguiu para testes microbiológicos, para verificar se a superfície ainda possui proteção microbiana. As algas testadas foram das espécies Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp e Scenedesmus quadricauda colocadas num pool de algas. Através das análises de Difração de Raios X e termogravimétrica é possível determinar a estrutura e quantificar o teor cloreto de benzalcônio no material, respectivamente. Os testes microbiológicos e de lixiviação avaliaram a capacidade biocida assim como a resistência à intempérie do material. O novo composto sintetizado neste trabalho apresentou um alto potencial para uso como agente microbiano em tintas.
Quaternary ammonium compounds are widely used as antiseptic agents, disinfectants, detergents and preservatives. In addition, quaternary ammonium compounds are often used as algaecides, and dodecyl dimethyl benzyl ammonium chloride (benzalkonium chloride) is the most effective against these microorganisms. However benzalkonium chloride is not used as surface algaecide compound due its high hydrophilic, bring on high leaching of this compound when the surface is exposed to high humidity and severe weather from tropical climate. Currently, compounds such as diuron and s-triazine are used as microbial agent, considered low leaching. However diuron and s-triazine were detected in coastal regions in high levels concentration showing the leaching of these biocides when used in antifouling paints in ships. Considering these, it can be observed the necessity to develop a new algaecide to overcome the failings of leaching of the compounds used nowadays. Material as organoclay is an excellent alternative because they are highly hydrophobic. Therefore in this work was synthesized a new nanomaterial using benzalkonium chloride, which was applied in a house paint formulation. The material was characterized by the techniques of X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. A film coating was placed in a leaching chamber, simulating the action of rain. After leaching the coating film was applied to microbiological tests to check if the surface still had microbial protection against the following algae species: Phormidium cebenense, Trentepohlia odorata, Chlorella sp and Scenedesmus quadricauda; placed in a pool of algae. It was possible to determine the structure and quantify the amount of benzalkonium chloride in the material through X-ray Diffraction and Thermogravimetric analysis, respectively. The biocide capabilities as well as the resistance to weathering of coating with the material were analyzed by microbiological and leaching test, respectively. The new compound developed in this study has a high potential to be used as microbial agent in paints.

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LAZARETI, Clodoaldo. "Nanocompósitos de poliuretano termoplástico com argila organofílica." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2010.

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NASCIMENTO, Uédson Alexandre do. "Blendas PEAD/m-PELBD modificadas com argila organofílica." Universidade Federal de Campina Grande, 2016. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1042.

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Abstract:

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-26T11:43:08Z No. of bitstreams: 1 UÉDSON ALEXANDRE DO NASCIMENTO - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 2537041 bytes, checksum: 43e8f4d37a08e791d0323dc0ce915cb4 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-06-26T11:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UÉDSON ALEXANDRE DO NASCIMENTO - TESE (PPGCEMat) 2016.pdf: 2537041 bytes, checksum: 43e8f4d37a08e791d0323dc0ce915cb4 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26
Neste trabalho, blendas de polietileno de alta densidade com polietileno linear de baixa densidade metalocênico, PEAD/m-PELBD, foram preparadas empregando uma extrusora dupla rosca, cônica, contrarotacional interpenetrante e os efeitos do tipo e do teor do m-PELBD nas propriedades de impacto e de tração foram estudados. A blenda PEAD/m-PELBD com melhor relação de propriedades, tenacidade/rigidez, foi modificada com argila montmorilonita organofílica comercial Cloisite 20A, nos teores de 1, 3, 5 e 10 pcr, visando à obtenção de um híbrido com propriedades comparáveis, particularmente, em processamento e tenacidade/rigidez, às da resina de PEAD importada, PEAD Dowlex IP–10262, utilizada para fabricação de embalagens injetadas para o envase e transporte de produtos químicos perigosos. De acordo com os resultados da caracterização mecânica (impacto e tração), ficou evidenciado que o tipo e o teor de m-PELBD influenciaram nestas propriedades. Dentre os m-PELBDs estudados, Flexus 7200 e Flexus 9200, o Flexus 7200 resultou na melhor relação de propriedades e dentre os teores avaliados (10, 17 e 25%), o teor de 17% foi mais efetivo. A blenda PEAD/17% m-PELBD, blenda 7217, apresentou resistência à tração no escoamento comparável a da resina importada; resistência ao impacto 57,7% superior e módulo elástico 23,6% inferior. Como a rigidez da blenda 7217 foi inferior à da resina importada, a mesma foi modificada com a argila Cloisite 20A. De acordo com os dados de difratometria de raios X (DRX), a incorporação da argila à blenda 7217, em todos os teores estudados, não resultou na formação de nanocompósitos. Apesar disso, as propriedades de cristalinidade (determinada por calorimetria exploratória diferencial – DSC) e de estabilidade térmica (determinada por termogravimetria - TGA) da blenda 7217 modificada com 10 pcr de argila (7217AO-10), foram superiores as da blenda pura. A resistência à tração foi mantida, a resistência ao impacto diminuiu e o módulo elástico aumentou, em relação a blenda pura. Em comparação com a resina importada, a resistência à tração do híbrido 7217AO-10 foi 8% superior, a resistência ao impacto foi 12% inferior e o módulo elástico 7% inferior. De forma geral, a blenda 7217, modificada com 10 pcr de argila, apresentou processabilidade e propriedades mecânicas comparáveis as da resina importada (PEAD Dowlex IP–10262).
Blends of high density polyethylene with metallocene linear low density polyethylene, HDPE/m-LLDPE, were prepared by melt compounding in a twin-screw extruder. The m-LLDPE type and content effects on impact and tensile properties were studied. According to the results, these parameters influenced the properties of m-LLDPE. The blend prepared with m-LLDPE Flexus 7200 with the 17% concentration (7217 blend) showed the best properties. However, their hardness was lower than the HDPE Dowlex IP-10262 resin, used for dangerous chemicals transport containers manufacture. The 7217 blend was modified with organophilic montmorillonite (Cloisite 20A organoclay). The diffraction X-ray data (XRD) showed that the 7217 blend modification, with organoclay, on all studied concentrations, did not result in nanocomposites. Nevertheless, the crystallinity properties (determined by differential scanning calorimetry – DSC) and thermal stability (determined by thermogravimetric analysis – TGA) of the 7217 blend, modified with 10 phr of organoclay (7217AO-10) were higher than the pure blend. In addition, the modified blend showed decreased impact resistance, increased elastic modulus and the same tensile strength. As compared to Dowlex IP-10262 HDPE, the tensile strength of 7217AO-10 hybrid was 8% higher, the impact strength was 12% lower and the elastic modulus was 7% lower. In general, the processability and mechanical properties of 7217 blend, modified with 10phr of Cloisite 20A, were similar to that HDPE Dowlex IP-10262. Therefore, this hybrid has great use potencial for dangerous chemicals transport containers manufacture, replacing the HDPE Dowlex IP-10262 resin.

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SILVA, NETO João Emídio da. "Efeito de compatibilizantes no desempenho de sistemas PP/argila organofílica." Universidade Federal de Campina Grande, 2015. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1156.

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Abstract:

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-12T10:48:17Z No. of bitstreams: 1 JOÃO EMÍDIO DA SILVA NETO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 4756921 bytes, checksum: 06e32a45828b2df2ef5a64d06f2272b8 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-07-12T10:48:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO EMÍDIO DA SILVA NETO - DISSERTAÇÃO (PPGCEMat) 2015.pdf: 4756921 bytes, checksum: 06e32a45828b2df2ef5a64d06f2272b8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09
CNPq
Neste trabalho, utilizando a técnica de intercalação por fusão, foram preparados híbridos à base de polipropileno homopolímero com 5% em peso de argila bentonítica organofílica, compatibilizante polipropileno enxertado com anidrido maleico em teores de 5 e 15%, e co-intercalante erucamida em teores de 0,5 e 1,0%. Os sistemas foram processados em misturador interno e extrusora dupla rosca corrotacional interpenetrante, sob uma única condição de processamento. Os híbridos foram caracterizados por índice de fluidez (MFI), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), difração de raios-X (DRX), microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e propriedades mecânicas em tração e impacto. Os resultados de índice de fluidez evidenciaram a redução deste parâmetro com a adição da argila e/ou aditivos (compatibilizante e co-intercalante), indicando aumento da viscosidade nos sistemas. Por DSC e TG foi possível observar que a presença da argila e do agente compatibilizante elevou a estabilidade térmica dos materiais quando comparados ao polipropileno puro. Os resultados de difração de raios X mostraram aumento da distância interplanar basal d(001) dos sistemas, formando estruturas intercaladas, em especial nas composições em que o agente co-intercalante foi empregado. A resistência à tração dos sistemas não foi afetada significativamente, mas foi observado um aumento no módulo de elasticidade e na resistência ao impacto com a incorporação dos compatibilizantes. A microscopia eletrônica de transmissão revelou a formação de nanocompósitos com estruturas parcialmente esfoliadas e/ou intercaladas.
In this work, hybrids of polypropylene homopolymer containing 5% by weight organoclay, 5 and 15% maleic anhydride grafted polypropylene and 0.5 and 1.0% erucamide, respectively, were prepared by melt intercalation. The systems were processed in an internal mixer and corotating twin screw extruder, at a single processing condition. The hybrids were characterized by melt flow index (MFI), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and tensile and impact properties. Melt flow rate results showed a decrease in this parameter with clay and/or additives (compatibilizer and co-intercalant) addition, which indicates an increase in the system´s viscosity. DSC and TG, data suggested that the thermal stability of the systems increased with clay and coupling agent incorporation. X-ray diffraction results showed increased basal interplanar distance d(001) of the systems forming intercalated structures, in particular in compositions where the co-intercalating agent was utilized. The tensile strength of the systems was not significantly affected, however, an increase on elastic modulus and on impact resistance was observed with the additives incorporation. Transmission electron microscopy revealed the formation of partially exfoliated and/or intercalated nanocomposites.

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Silva, Laura Abreu da. "Desenvolvimento do processo de obtenção da bentonita organofílica de Moçambique." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2013. http://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/103326.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010
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Vários processos industriais utilizam as argilas esmectíticas, também denominadas bentonitas, como matéria-prima no desenvolvimento de produtos para diversas aplicações, devido às suas propriedades tecnológicas bastante atraentes. O maior interesse industrial está relacionado à capacidade de troca catiônica, a capacidade de inchamento, ao alto poder de adsorção e a plasticidade dessas argilas. A busca por adsorventes de compostos orgânicos e a criação de nanocompósitos argila-polímero fez com que as pesquisas relacionadas às bentonitas organofílicas fossem além da aplicação na indústria do petróleo. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um processo de organofilização para a bentonita Coral oriunda da região de Namaacha, Moçambique. Na transformação da bentonita em argila organofílica foram realizados procedimentos laboratoriais mecanoquímicos que visam à troca dos cátions Na+ e Ca2+ do espaço interlamelar do argilomineral por cátions de sais quaternários de amônio. Neste trabalho foram utilizados dois tipos de sais, sendo eles: o Cloreto de Alquil Dimetil Benzil Amônio (Cloreto de Benzalcônio) e o Brometo de Cetil Trimetil Amônio (Brometo de Cetrimônio) em quatro concentrações diferentes: 30, 50, 80, 100meq. A bentonita Coral in natura e as amostras de bentonitas organofilizadas foram caracterizadas inicialmente por difração de raios-X (DRX) para obtenção das fases mineralógicas constituintes e análise do aumento da distância interlamelar. Em seguida, foram realizados inúmeros outros ensaios com a amostra in natura e com as organofílicas preparadas com 50 meq de Cloreto de Benzalcônio e 80meq de Brometo de Cetrimônio. Os resultados das técnicas de caracterização utilizadas neste trabalho mostraram a inserção do sal de amônio entre as camadas da bentonita Coral que por sua vez passou a apresentar caráter hidrofóbico, principal característica de argilas organofílicas, comprovando a eficiência do processo de organofilização.

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Rueda, Martín Diana Carolina. "Adsorção de o-xileno em argila fluidgel organofílica em fase gasosa." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266660.

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Abstract:

Orientadores: Edson Tomaz, Melissa Gurgel Adeodato Vieira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-21T00:17:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RuedaMartin_DianaCarolina_M.pdf: 3295429 bytes, checksum: a11ed6a42de1d5bf4bee6daf90a706e9 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: O crescimento industrial aliado ao uso de derivados do petróleo geram inúmeros compostos orgânicos voláteis (COV) que são continuamente emitidos para a atmosfera, degradando a qualidade do ar e acarretando sérios problemas à saúde humana e ao meio ambiente. Dentre os COVs, os chamados BTEX (Benzeno, Tolueno, Etil-benzeno e Xileno), são os mais importantes em termos de toxicidade e contribuição para a poluição secundária com ozônio troposférico. Os compostos BTEX estão presentes como matérias-primas ou insumos em diversos processos industriais. Dentre as técnicas comumente empregadas para remoção de gases poluentes, destaca-se a adsorção por sua simplicidade e alta eficiência. A escolha do adsorvente é fundamental para a aplicabilidade deste processo em larga escala. Este trabalho utilizou uma argila bentonita sódica comercial nacional denominada "Fluidgel" para a remoção de o-xileno de efluente gasoso a qual foi caracterizada a partir de um estudo físico-mineralógico in natura-organofílico, avaliando suas propriedades adsortivas e qualitativas do processo de organofilização, morfologia e composição química, a fim de aumentar sua afinidade por compostos orgânicos voláteis. A organofilização foi realizada utilizando-se sal quaternário de Brometo de Hexadeciltrimetilamonio (HDTMA-Br). O sistema experimental dinâmico de adsorção consiste em um leito poroso, um saturador do composto contaminante, e um analisador de gases HC 51M com detector de ionização de chama (FID). As curvas de ruptura foram obtidas a três temperaturas diferentes, de modo que foi analisado o efeito da temperatura no comportamento da adsorção em argilas bentonitas organofílicas, e com isso a obtenção das isotermas de adsorção do composto, sendo as mesmas ajustadas por modelos de equilíbrio da literatura. Os parâmetros de eficiência do processo como quantidade útil e total removida, comprimento da Zona de Transferência de Massa (ZTM) e porcentagem total de remoção foram determinados. Um estudo termodinâmico revelou que o processo adsortivo é exotérmico e espontâneo
Abstract: The industrial growth allied to use of petroleum products generate numerous volatile organic compounds (VOC) that are continuously emitted to the atmosphere, degrading air quality and causing serious problems to human health and environment. Among the VOC, the so-called BTEX (benzene, toluene, ethyl benzene, and xylene), are the most important in terms of toxicity and contribution to secondary with tropospheric ozone pollution. BTEX compounds are present as raw materials or inputs in several industrial processes. One of the most commonly techniques employed for removing gaseous pollutants is adsorption because of its simplicity and high efficiency. The choice of adsorbent is fundamental to the applicability of this process in large scale. This work used a Brazilian commercial sodium bentonite clay called "Fluidgel" for the removal of o-xylene gas effluent which was characterized from a physical and mineralogical organophilic-in nature study, evaluating their adsorptive properties and qualitative process organophilization, morphology and chemical composition in order to increase its affinity for volatile organic compounds. The organophillization was performed using a quaternary salt of hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br). The dynamic experimental system consisted of a porous bed adsorption, a saturator for the contaminant and a continuous HC analyzer working with flame ionization detector (FID). The breakthrough curves were obtained at three different temperatures, so the effect of temperature on adsorption in bentonites organoclays was investigated. The adsorption isotherms of compound were fitted by equilibrium models (Langmuir and Freundlich). The parameters of efficiency such as useful and total amount removed, length of the mass transfer Zone (ZTM) and total removal percentage were determined. A thermodynamic study revealed that the adsorption process is exothermic and spontaneous
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestra em Engenharia Química

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Braga, Fernanda Cristina Fernandes. "Nanocompósitos de elastômero termoplástico à base de PP/EPDM/argila organofílica." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2010. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2580.

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Abstract:

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

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CAVALCANTI, Jorge Vinícius Fernandes Lima. "Preparação e utilização de uma argila organofílica como adsorvente de Fenol." Universidade Federal de Pernambuco, 2008. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6389.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:04:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2525_1.pdf: 1073139 bytes, checksum: e3e36d565d85384f95a68e72422f8186 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Esta pesquisa teve como principal objetivo a obtenção de um argila organofílica com capacidade de promover a separação do composto fenol, encontrado nos efluentes aquosos de indústrias petroquímicas. O procedimento experimental objetivando a obtenção da argila organofílica foi iniciado por um tratamento da argila esmectítica em seu estado natural, com carbonato de sódio. Esse tratamento teve como meta intensificar as propriedades tixotrópicas da esmectita in natura pelo aumento de água nas regiões intercamadas dos argilominerais, promovido pelo acréscimo do teor do cátion sódio, decorrente da troca catiônica, em estado de hidratação. A etapa final da obtenção da argila organofílica correspondeu a um tratamento da argila sódica, inicialmente preparada, com sal quaternário de amônio comercial. O estado de hidratação da região intercamadas da argila sódica se constituiu um fator facilitador do ingresso, nessa região, do cátion orgânico. A técnica de separação do fenol, fundamentada em processos adsortivos, se constituiu na alternativa de tratamento, aplicando-se a argila organofílica transformada a partir de uma esmectita regional, como material adsorvente. O desenvolvimento desta pesquisa envolveu o processo adsortivo aplicado aos sistemas operacionais em batelada, abordando escalas laboratoriais. Avaliações cinéticas e de equilíbrio foram executadas a fim de se obter os parâmetros essenciais à elaboração dos modelos representativos deste sistema adsortivo, como a determinação do tempo de equilíbrio, da capacidade máxima de adsorção, da constante de equilíbrio adsortivo e da constante cinética adsortiva, fundamentais para estabelecer bases, em estudos futuros complementares, para um projeto de um adsorvedor em leito fixo na extrapolação da escala laboratorial para piloto. Os resultados do processo adsortivo indicaram que a argila organofílica teve uma eficiência de remoção superior a 80% em relação à concentração inicial de fenol, sugerindo, portanto, a utilização da mesma como material adsorvente. Os estudos realizados possibilitaram a recomendação da argila in natura tratada com carbonato de sódio e da argila sódica tratada com sal quaternário de amônio, respectivamente, como fluidos tixotrópicos de perfuração de poços de petróleo base água e base óleo, segundo às Normas N-2604 e N-2258 da PETROBRAS

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CAVALCANTI, Jorge Vinicius Fernandes Lima. "Preparação e utilização de uma argila organofílica como adsorvente de Fenol." Universidade Federal de Pernambuco, 2008. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/19023.

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Abstract:

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-06-07T17:27:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-DISSERTACAO-JorgeViniciosCavalcanti.pdf: 1073139 bytes, checksum: e3e36d565d85384f95a68e72422f8186 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-06-07T17:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-DISSERTACAO-JorgeViniciosCavalcanti.pdf: 1073139 bytes, checksum: e3e36d565d85384f95a68e72422f8186 (MD5) Previous issue date: 2008-04-14
Esta pesquisa teve como principal objetivo a obtenção de um argila organofílica com capacidade de promover a separação do composto fenol, encontrado nos efluentes aquosos de indústrias petroquímicas. O procedimento experimental objetivando a obtenção da argila organofílica foi iniciado por um tratamento da argila esmectítica em seu estado natural, com carbonato de sódio. Esse tratamento teve como meta intensificar as propriedades tixotrópicas da esmectita in natura pelo aumento de água nas regiões intercamadas dos argilominerais, promovido pelo acréscimo do teor do cátion sódio, decorrente da troca catiônica, em estado de hidratação. A etapa final da obtenção da argila organofílica correspondeu a um tratamento da argila sódica, inicialmente preparada, com sal quaternário de amônio comercial. O estado de hidratação da região intercamadas da argila sódica se constituiu um fator facilitador do ingresso, nessa região, do cátion orgânico. A técnica de separação do fenol, fundamentada em processos adsortivos, se constituiu na alternativa de tratamento, aplicando-se a argila organofílica transformada a partir de uma esmectita regional, como material adsorvente. O desenvolvimento desta pesquisa envolveu o processo adsortivo aplicado aos sistemas operacionais em batelada, abordando escalas laboratoriais. Avaliações cinéticas e de equilíbrio foram executadas a fim de se obter os parâmetros essenciais à elaboração dos modelos representativos deste sistema adsortivo, como a determinação do tempo de equilíbrio, da capacidade máxima de adsorção, da constante de equilíbrio adsortivo e da constante cinética adsortiva, fundamentais para estabelecer bases, em estudos futuros complementares, para um projeto de um adsorvedor em leito fixo na extrapolação da escala laboratorial para piloto. Os resultados do processo adsortivo indicaram que a argila organofílica teve uma eficiência de remoção superior a 80% em relação à concentração inicial de fenol, sugerindo, portanto, a utilização da mesma como material adsorvente. Os estudos realizados possibilitaram a recomendação da argila in natura tratada com carbonato de sódio e da argila sódica tratada com sal quaternário de amônio, respectivamente, como fluidos tixotrópicos de perfuração de poços de petróleo base água e base óleo, segundo às Normas N-2604 e N-2258 da PETROBRAS.
This research had as main objective the attainment of organophilic clay with capacity to promote the separation of phenol, found in effluent the watery ones of petrochemical industries. The experimental procedure objectifying the attainment of the organoclay was initiated by a treatment of natural clay with sodium carbonate. This treatment had as goal to intensify the thixotropic properties of the in natura smectite for the water increase in the interlayers regions of the mineral’s clay promoted by the addition of the sodium, related to the cationic exchange, in hydrating state. The final stage of the attainment of the organophilic clay corresponded to a treatment of the sodium clay, initially prepared, with commercial quaternary ammonium salt. The hydration state of the interlayer region of the sodium clay constituted a facilitate factor of the joining, in this region, of organic cation. The technique of separation of phenol, based on adsorptive processes, constituted an alternative treatment, applying itself organophilic clay transformed from a region smectite, as material adsorbents. The development of this research involved the applied adsorptive process to the operation systems in batch, relating laboratories scale. Kinetic evaluations and of equilibrium had been executed in order to get the essential parameters to the elaboration of the representative models of this adsorptive system, as the determination of the equilibrium time, maximum adsorption capacity, equilibrium adsorptive constant and kinetic adsorption constant, basic models to establish bases, in complementary future studies, for a project of a adsorption continuous in transforming the laboratorial scale for a pilot. The results of the adsorption process had indicated that the organophilic clay had an efficiency of superior removal 80% in relation to the initial phenol concentration, suggesting, therefore, the same use of as material adsorbents. The carried studies make possible the recommendation of the in natura clay treated with sodium carbonate and the sodium clay treated with ammonium quaternary salt, respectively, as thixotropic fluid of perforation of oil wells base water an base oil, second to the Norms N-2604 and N-2258 of PETROBRAS.

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Stofela, Sara Karoline Figueiredo 1989. "Remoção de compostos BTX em argila organofílica por adsorção em fase líquida." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266117.

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Abstract:

Orientador: Melissa Gurgel Adeodato Vieira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-24T22:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stofela_SaraKarolineFigueiredo_M.pdf: 3437110 bytes, checksum: 75c3b9d81bd674bc6b2d46a4347ba152 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: Resíduos contaminados com compostos orgânicos, sendo grande parte formados por hidrocarbonetos aromáticos, como o benzeno, tolueno e xileno, vem sendo gerados em grandes quantidades nas indústrias e em derramamentos de postos de estocagem de combustíveis. Sendo assim, surge espaço para novas pesquisas de tratamento desses efluentes, como a adsorção em argilas organofílicas. Portanto, o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial da argila organofílica Spectrogel na adsorção dos compostos BTX. Para este estudo foram realizados teste de hidratação e expansão em meio orgânico, estudo do efeito do pH, avaliação do potencial de remoção e estudo cinético, por meio de ensaios cinéticos de adsorção monocomposto, bicompostos e tricompostos, estudo de equilíbrio, atráves de ensaios de equilíbrio monocomposto, bicompostos e tricompostos, nas temperaturas de 15, 25 e 35 oC, estudo termodinâmico, caracterização do material adsorvente antes e após os ensaios de adsorção, estudo de regeneração do adsorvente, e análise estatística do processo de adsorção. A argila apresentou uma eficiência de remoção de 95%, 89% e 96% para o benzeno, tolueno e xileno, respectivamente e mostrou que o processo é rápido com no máximo 120 min para atingir o equilíbrio. No estudo cinético, tanto o modelo pseudoprimeira-ordem, quanto o pseudossegunda ordem apresentaram boas correlações. O modelo de difusão intrapartícula e modelo de Boyd indicaram que a adsorção é controlada tanto pela difusão intrapartícula, como pela difusão externa. O estudo de equilíbrio indicou que o xileno é o contaminante com maior afinidade pelo meios adsorvente. Entre os modelos de isotermas utilizados nos ajustes dos dados experimentais, o modelo de Dubinin-Radushkevitch foi o que apresentou melhor correlação para todas as isotermas monocomposto. Para as isotermas bicompostos, o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou. Os parâmetros termodinâmicos mostraram que o processo de adsorção de BTX em argila Spectrogel é espontâneo e endotérmico. A caracterização do adsorvente após a adsorção dos BTX mostrou que o mesmo é pouco poroso e possui a superfície heterogênea, evidenciando a presença dos compostos BTX e algumas mudanças estruturais no material adsorvente. Por fim, os ensaios de regeneração indicaram a regeneração do adsorvente por meio do eluente etanol
Abstract: Contaminated waste with organic compounds, being largely composed of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, has being generated in large quantities in industries and spills fuel storage stations. Thus, it arises space for further research about treatment of these effluents, such as adsorption on organoclay. Therefore, the aim of this study is to evaluate the adsorption of BTX compounds into organoclay Spectrogel. For this study tests of hydration and expansion in organic media and tests of the effect of pH were conducted. Equilibrium study was also performed by tests of mono-component, bi-component and multicomponent solutions at temperatures of 15, 25 and 35 oC. The adsorbent was characterized before and after the adsorption experiments. Finally, the regeneration of the adsorbent through eluents and a statistical study of the adsorption process were also performed. The evaluation of the potential removal provided a removal efficiency of 95%, 89% and 96% for benzene, toluene and xylene, respectively and showed that the process is fast taking a maximum of 120 min to reach equilibrium. In the kinetic study, both the pseudo first order model, as well as pseudo second order model showed a good correlation. The intraparticle diffusion model and Boyd model indicated that adsorption is controlled by both intraparticle diffusion and external diffusion. The equilibrium study indicated that xylene is the most competitive contaminant by active adsorption site. Among the isotherm models used, only the Dubinin-Radushkevitch showed a good correlation for all mono-component isotherms. For bi-component isotherms, the Freundlich model showed the best fit. The thermodynamic parameters indicated that the adsorption process of BTX into clay is spontaneous and endothermic. The characterization of the study showed that the this adsorbent is porous and presents a heterogeneous surface after adsorption and the presence of BTX compounds and structural changes were observed in the adsorbent material after process. The dessorption tests indicated a possible regeneration of the adsorbent using ethanol as eluent.z
Mestrado
Desenvolvimento de Processos Químicos
Mestra em Engenharia Química

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LEAL, Artur Soares Cavalcanti. "Estudo térmico em nanocompósitos epóxi/argila organofílica reforçados com fios Ni-Ti." Universidade Federal de Campina Grande, 2015. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/908.

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Abstract:

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-08T20:13:29Z No. of bitstreams: 1 ARTUR SOARES CAVALCANTI LEAL – TESE (PPGEP) 2015.pdf: 3350275 bytes, checksum: 82c914b993b5ca424066ec905959c6f6 (MD5)
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CNPq
O uso de sistemas epoxídicos no campo da moderna tecnologia industrial, aliado aos materiais nanocompósitos tem sido extensivamente estudado nos últimos anos. As ligas com efeito de memória de forma (LMF) inseridos em matriz poliméricas a base de resina epóxi e argila organofílica podem formar estruturas exageradamente denominadas “compósitos inteligentes”. Esse desenvolvimento tecnológico vem ocorrendo devido à necessidade de utilização de materiais com propriedades especiais, não encontradas em um único material, mas que podem ser obtidos pela combinação de diversos outros, originando propriedades singulares. O estudo do comportamento térmico de fios de Ni-Ti incorporados em nanocompósitos aquecidos por efeito Joule utilizando a técnica de termografia de infravermelho, assim como a modelagem e simulação, visando desenvolver e otimizar compósitos ativos para controle de vibração mecânica é de grande interesse e originalidade. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivos avaliar o efeito térmico teórico-experimental em fios de Ni-Ti embebidos em nanocompósitos poliméricos a base de resina epóxi e argilas organofílicas comercial, aquecidos por efeito Joule. O foco principal está na caracterização térmica dos compósitos híbridos através da simulação numérica com auxílio do software ANSYS CFX. Para tanto, nanocompósitos poliméricos foram obtidos para receber fios de Ni-Ti. O modelo matemático utilizado reproduziu o fenômeno de transferência de calor no interior da resina, obtendo resultados coerentes e aproximados aos resultados obtidos experimentalmente. A adição de argila na composição química da amostra apresentou influência proporcional ao aquecimento por efeito Joule. A localização dos fios na matriz, o teor de argila e o coeficiente de transferência de calor assim como a fração volumétrica de fios afetam a distribuição da temperatura no interior do compósito.
Use of the epoxy systems in the area and performance of modern industry technology, combined with the nanocomposite materials has been extensively studied in recent years. The Shape Memory Alloy (SMA) wire embedded in polymer matrix with epoxy resin and organoclay may form an exaggeratedly named structure “smart composites”. This technological development occurred due necessary use of materials with special properties not found in a single material, but can be obtained by combining others material, craving unique properties. The study the thermal behavior of wires of the wire Ni-Ti incorporated in to nanocomposites heated by Joule effect using infrared thermography technique, modeling and simulation, in order to develop and optimize composites for mechanical active vibration control is of great interest and originality. In this context the present study evaluate the theoretical and experimental thermal effect in Ni-Ti wires embedded in polymer nanocomposites epoxy/organoclay commercial organoclays, heated by Joule effect. For both, polymer nanocomposites were obtained for receiving the Ni-Ti wire, the temperature distribution of wires embedded in polymer nanocomposites, using infrared thermography technique and simulation using ANSYS CFX commercial software were evaluated. The mathematical model used reproduced the phenomenon of heat transfer in the resin, aproximate efficiency consistent results and the results obtained experimentally. The addition of clay in the chemical composition of the sample had proportional influence to heating by Joule effect. The locations of the wires in the matrix, the clay and the heat transfer coefficient as well as the volume fraction affect the temperature distribution with in the composite.

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Macheca, Afonso Daniel. "Desenvolvimento de nanocompósitos de polipropileno/bentonita organofílica de Moçambique." Florianópolis, 2012. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100576.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Made available in DSpace on 2013-06-25T20:31:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308813.pdf: 2523664 bytes, checksum: 3e034254be81f96cfec4883e2c55a6b7 (MD5)
O uso cada vez mais crescente dos materiais poliméricos faz com que o volume de produção desses materiais também seja cada vez maior. As excelentes propriedades dos materiais poliméricos, baixo custo e facilidades de processabilidade são considerados de grandes vantagens sobre os materiais tradicionais como os metais e a madeira. As exigências cada vez mais crescentes do mercado consumidor pelos materiais com propriedades melhoradas fazem com que as indústrias redobrem esforços na busca de soluções com vista a desenvolverem materiais com maior desempenho através da incorporação de materiais nanoparticulados em matrizes poliméricas, pois, devido às partículas de tamanho nanométrico, obtidas por dispersão, os materiais resultantes apresentam melhorias acentuadas das propriedades quando comparados com os polímeros puros. No presente trabalho procurou-se avaliar o efeito do percentual da argila organofílica moçambicana tratada com dois sais quaternários diferentes, brometo de cetrimônio e cloreto de benzalcônio incorporada em polipropileno e da velocidade de rotação da rosca da extrusora, com o intuito de investigar o seu reflexo nas propriedades mecânicas e de flamabilidade dos materiais nanocompósitos produzidos. A estrutura/morfologia dos nanocompósitos produzidos foi avaliada através da difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As propriedades mecânicas foram avaliadas pelos ensaios de tração e o comportamento de flamabilidade foi avaliado através de ensaios de calorimetria diferencial de cone (DSC) e ensaio de queima vertical UL-94. Os resultados dos ensaios mecânicos em consonância com os de DRX e MET mostraram a formação de materiais nanocompósitos de estrutura mista de esfoliada/intercalada para a matriz preenchida pela argila tratada com o sal brometo de cetrimônio e, entretanto, não houve a formação de nanocompósitos para a matriz do polipropileno preenchida pela argila tratada com o sal cloreto de benzalcônio. Os resultados de DSC e do teste de queima vertical UL-94 mostraram que a adição da argila organofílica não contribuiu para a melhoria das propriedades de resistência ao fogo para todos os nanocompósitos produzidos.
The increasing use of polymer materials makes the volume of production of these materials to be also increased. The excellent properties of polymer materials, low cost and ease processability are considered major advantages over traditional materials such as metals and wood. The ever-increasing demands of the consumer market for materials with improved properties cause the industry to redouble efforts to find solutions in order to develop materials with higher performance through the incorporation of nanoparticulate materials in polymer matrices, because, due to nanosize particles obtained by dispersion, the resulting materials have marked improvement of the properties when compared to virgin polymers. In the present study the content of Mozambican organoclay treated with two different quaternary salts, bromide cetrimonium and benzalkonium chloride incorporated in polypropylene and the extruder screw speed were evaluated in order to investigate their influence in the mechanical properties and flammability of produced nanocomposite materials. The structure/morphology of the nanocomposites was evaluated by the X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The mechanical properties were evaluated by tensile tests and flammability behavior was evaluated using differential scanning calorimetry tests (DSC) and vertical burn test UL-94. The results of mechanical tests in accordance with the XRD and TEM showed the formation of nanocomposites with mixed structures exfoliated/intercalated into the matrix filled by clay treated with BC salt, however, no nanocomposites formation was found for PP matrix filled by clay treated with benzalkonium chloride salt. The results of DSC and vertical burn test UL-94 showed that the addition of organoclay did not contribute to the improvement of the fire resistance properties for all produced nanocomposites.

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Marini, Juliano. "Desenvolvimento e caracterização de filmes tubulares de nanocompósitos de PEAD/EVA/argila organofílica." Universidade Federal de São Carlos, 2008. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/768.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1972.pdf: 5373269 bytes, checksum: de7cf683e988f154249a684b6bedfe84 (MD5) Previous issue date: 2008-03-10
Financiadora de Estudos e Projetos
In this work, the use of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) in substitution to compatibility agents normally employed in the production of high density polyethylene (HDPE) nanocomposites (such as polyethylene grafted with maleic anhydride - PEMA) was evaluated due to its intrinsic polarity and relative low cost. Two EVAs with different melt flow indexes and vinyl acetate contents and two organophilic clays treated with different organic surfactants were used. It was verified that EVA with lower viscosity and higher polarity showed better interactions with the clay treated organically with polar surfactant. However, these characteristics reduced the HDPE/EVA compatibility. HDPE/EVA/MMT nanocomposites were obtained through melt mixing and subsequently blown as films. An Intercalated nanocomposite (HDPE/EVA 8/C15A) and a nanocomposite characterized by the presence of tactoids of the organoclay (HDPE/EVA 25/C30B) were produced. From rheological, morphological and permeation analysis it was found that the addition of clay modified the interfacial interactions between HDPE and EVA, increasing the system compatibility when compared to the HDPE/EVA blends behavior. Comparing with the HDPE/EVA blends, the better compatibility in nanocomposites were followed by an increase in elastic modulus, yielding and rupture behaviors and permeability properties. But these properties did not increase when compared with the pure HDPE film. The best results were obtained with the HDPE/EVA 8/C15A nanocomposite.
Neste trabalho avaliou-se o uso do EVA na substituição de agentes compatibilizantes geralmente empregados na produção de nanocompósitos de PEAD (como o polietileno graftizado com anidrido maleico - PEMA), devido ao seu caráter polar e menor custo relativo. Para tanto, foram utilizadas duas resinas, com diferentes teores de acetato de vinila e índices de fluidez, e duas argilas organofílicas, tratadas com diferentes surfactantes orgânicos. Verificouse que o EVA com menor viscosidade e maior polaridade apresentou melhores interações com a argila organofílica tratada com surfactante polar. Porém, essas características levaram a uma menor compatibilidade com a matriz de PEAD. Os nanocompósitos de PEAD/EVA/MMT foram produzidos através de mistura no estado fundido e conformados na forma de filmes tubulares. Foram obtidos nanocompósitos com estrutura predominantemente intercalada (PEAD/EVA 8/C15A) e caracterizada pela presença de tactóides de argila (PEAD/EVA 25/C30B). Através das analises reológicas, de morfologia e propriedades mecânicas e de permeação, concluiu-se que a adição de argila alterou as interações interfaciais entre o PEAD e o EVA, levando a uma maior compatibilização do sistema, quando comparado ao comportamento observado nas blendas de PEAD/EVA. Em comparação com as blendas de PEAD/EVA, a maior compatibilidade nos nanocompósitos foi acompanhada de melhorias no módulo elástico, no comportamento de escoamento e de ruptura, além de menor permeabilidade. Porém, quando comparado ao filme de PEAD puro, verificou-se uma manutenção das propriedades, sendo que os melhores resultados foram àqueles apresentados pelo nanocompósito de PEAD/EVA 8/C15A.

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CARVALHO, Marilda Nascimento. "Processo de Remoção de Compostos Btex e Fenol Por Adsorção Multicomponente Em Argilas Organicamente Modificadas." Universidade Federal de Pernambuco, 2011. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11882.

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Abstract:

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-11T13:01:47Z No. of bitstreams: 2 TESE_Marilda Nascimento Carvalho_BC.pdf: 2374659 bytes, checksum: 6206ceeb790a2faaa57e74fdae5877af (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
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A contaminação da água por compostos orgânicos tóxicos é uma das maiores preocupações ambientais e tem aumentado o interesse na busca de adsorventes eficientes para a remoção desses compostos. A adsorção utilizando argilas constitui uma das tecnologias de aplicação crescentes empregadas no tratamento secundário de efluentes contaminados por compostos orgânicos de origem na indústria de petróleo. Este trabalho investigou um processo de adsorção dos compostos orgânicos benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos (BTEX) e do fenol presentes em soluções aquosas em baixas concentrações, até 20 mg/L, por meio de uma argila esmectítica (chocolate) de origem do estado da Paraíba, no nordeste do Brasil, visando colaborar com tecnologias de caráter sustentável, para a indústria de petróleo e petroquímica. A argila organofílica foi sintetizada a partir do sal quaternário (SQA) cloreto de hexadeciltrimetilamônio na concentração de 150% da capacidade de troca catiônica (CTC) da argila, a qual promoveu o aumento do espaçamento basal da estrutura cristalina do argilomineral de 14,73 Å para 22,08 Å. Procedeu-se à avaliação de sistemas de adsorção multicomponente, em regime descontínuo, considerando as abordagens cinéticas e de equilíbrios. Os teores dos componentes BTEX e fenol foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados experimentais ajustaram-se bem ao modelo de equilíbrio combinado de Langmuir-Freundlich e revelaram capacidades máximas de adsorção entre 1,27mg/g (tolueno) a 8,28mg/g (fenol) e cinéticas de equilíbrio em torno de 30 minutos. Parâmetros relacionados à heterogeneidade superficial da argila indicaram a existência de sítios ativos específicos. As afinidades de adsorção de BTEX e de fenol pela argila organofílica no sistema multicomponente apresentaram-se na ordem decrescente: etilbenzeno > xilenos > tolueno > fenol > benzeno. Estas afinidades estiveram relacionadas ao tamanho das moléculas dos aromáticos. As eficiências de remoção obtidas variaram em torno de 55% e 90%.

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Bedin, Sidmara 1988. "Preparação e caracterização de argila oganofílica para adsorção de BTX." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266118.

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Abstract:

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Onelia Aparecida Andreo dos Santos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-24T22:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bedin_Sidmara_M.pdf: 4205652 bytes, checksum: d622e46268c9acb2352410201461233c (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: Diariamente, uma grande quantidade de fluxos de água sofre contaminação por compostos orgânicos como, por exemplo, o benzeno, tolueno e xileno (BTX), os quais são compostos tóxicos e nocivos ao meio ambiente e aos seres humanos. Sendo assim, o estudo de técnicas de remoção e tratamento desses poluentes vem se tornando tema de muitas pesquisas. A adsorção tem se mostrado uma técnica bastante eficiente, pois atende aos limites da legislação, apresenta baixo consumo energético e custo de processo, ainda mais quando se faz uso de um adsorvente alternativo, como é o caso da argila organofílica. Nesse trabalho foi proposto avaliar a argila esmectítica sódica nacional Fluidgel, na forma natural e organofilizada, como materiais adsorventes alternativos na remoção dos compostos orgânicos BTX de soluções aquosas, em ensaios em sistema batelada e em sistema dinâmico. A argila organofílica foi preparada a partir da argila comercial e do sal quaternário de amônia HDTMA e se verificou a capacidade de troca catiônicas dos adsorventes. Foram realizadas técnicas de caracterização com a finalidade de determinar a área superficial do material, estrutura de poros, estrutura cristalina, morfologia de superfície, composição química, perda de massa e água e identificação de grupos funcionais de superfície. Testes preliminares comprovaram o caráter hidrofóbico da argila organofílica e sua afinidade por compostos orgânicos, bem como o caráter hidrofílico da argila comercial. Ensaios cinéticos de pH mostraram que o mesmo não afeta de maneira significativa o processo de adsorção. Os ensaios cinéticos de adsorção realizados em sistema batelada alcançaram o equilíbrio em 3h e apresentaram porcentagens de remoção de poluente superiores a 90%, com concentração inicial de 1,09 mmol/L. Os modelos cinéticos analisados foram o de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem e o de difusão intrapartícula, sendo que o modelo de pseudossegunda ordem melhor descreveu os dados experimentais. Para as isotermas de equilíbrios, testou-se as temperaturas de 35, 25 e 15 oC, sendo a maior capacidade de remoção com a maior temperatura, indicando que a adsorção nesse caso é de natureza endotérmica. Os modelos de isotermas avaliados foram Langmuir, Freundlich, Sips, DSL, MSAM e D-R, porém apenas o modelo de D-R descreveu de maneira satisfatória os dados experimentais. Pela análise dos parâmetros termodinâmicos, verificou-se que o processo de adsorção em estudo é espontâneo, favorecido a altas temperaturas e que possivelmente ocorre fisissorção. Devido à alta volatilidade dos compostos BTX, foi feita uma adaptação na adsorção em sistema dinâmico através de coluna de leito fixo e se realizou um ensaio cinético em leito de adsorção. A ordem de remoção dos compostos orgânicos, para ambas as argilas, foi xileno > tolueno > benzeno
Abstract: Daily a large amount of water flows suffers contamination by organic compounds as, for example, benzene, toluene and xylene (BTX), which are toxic compounds and harmful to the environment and to humans. Thus, the study of techniques for removal and treatment of these pollutants has become the subject of much research. The adsorption has proven to be a very effective technique because it meets the limits of the law, has low energy consumption and process cost, further when it makes use of an alternative adsorbent, as is the case with organoclay. In this study, it was proposed evaluate the national sodium smectite clay Fluidgel , in the natural and organophilizated form, as an alternative adsorbent material to the removal of organic compounds BTX from aqueous solutions in batch and dynamic system essays. The organoclay was prepared from the commercial clay and the quaternary ammonium salt HDTMA and it was verified the cationic exchange capacity of the adsorbents. Were performed characterization techniques in order to determine the surface area of the material, pore structure, crystal structure, surface morphology, chemical composition, mass and water loss and identification of surface functional groups. Preliminary tests confirmed the hydrophobic character of the organoclay and their affinity for organic compounds and the hydrophilic character of the commercial clay. pH kinetic experiments showed that the same does not affect significantly the adsorption process. Kinetic assays of adsorption performed in batch system reached equilibrium in 3 hours and showed pollutant removal percentages greater than 90%, with an initial concentration of 1.09 mmol/L. The kinetic models analyzed were the pseudo first order, pseudo second order and the intraparticle diffusion, being that the pseudo second order model best described the experimental data. For the equilibrium isotherm, was tested at temperatures of 35, 25 and 15 °C, being the largest removal capacity with the greatest temperature, indicating that the adsorption of this case is endothermic in nature. The isotherm models evaluated were Langmuir, Freundlich, Sips, DSL, MSAM and D-R, but only the D-R model described satisfactorily the experimental data. By the analysis of the thermodynamic parameters, it was found that the adsorption in study is spontaneous and favorable at high temperatures and that possibly occurs physisorption. Due to the high volatility of BTX compounds, it was made an adaptation to dynamic adsorption system through fixed bed column and a kinetic assay was carried out in adsorption bed. The order of removal of organic compounds for both clays was xylene > toluene > benzene
Mestrado
Engenharia Química
Mestra em Engenharia Química

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Luz, Érissen Cardoso da. "Utilização de ferro zero e argila organofílica para a remoção de organoclorados de águas contaminadas." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2013. http://hdl.handle.net/1884/30426.

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Abstract:

Resumo: A remediação de água contendo compostos orgânicos clorados foi avaliada neste trabalho usando um processo redutivo com Ferro Zero (FZ) e um sistema de adsorção com argila organofílica (BM). Testou-se, também, a utilização de Ferro Zero Modificado (FZM), que são partículas de ferro cuja superfície foi alterada pelo revestimento com o surfactante brometo de cetil trimetil amônio. Realizaram-se dois tipos de ensaios, sendo um por agitação e o outro por escoamento em leito fixo. Em ambos os casos, o composto teste foi o tricloroetileno (TCE), organoclorado utilizado principalmente em desengraxamento de metais. A concentração inicial foi de 30 mg L-1 para ambos os casos. Os ensaios redutivos de destruição em sistema por agitação, com FZ e FZM, apresentaram taxa de degradação de 0,146(±0,015) h-1 e 0,379 (±0,003) h-1, respectivamente, e de 0,131(±0,001) h-1 e 0,345 (±0,001) h-1 para as colunas com 5% e 20% de FZ em velocidade de percolação de 8 cm/min. Já para as colunas com 5 e 20% de FZM, obteve-se taxa redutiva de 0,154 (±0,001) h-1 e 0,184 (±0,001) h-1 para as velocidades de 8 e 20 cm/min, respectivamente. De acordo com as taxas obtidas, para o FZ, ambas as técnicas apresentaram resultados semelhantes, sendo que se verificou uma maior eficiência do sistema por percolação em leito fixo devido à diminuição da deposição de hidróxidos sobre a superfície das partículas. No entanto, para o FZM, os ensaios em coluna apresentaram taxas menores em relação ao sistema por agitação. Tal comportamento provavelmente foi ocasionado pela característica estrutural das nanopartículas que possuem o CTAB adsorvido. Com este tipo de material redutivo, é necessário que o TCE migre da superfície para o interior da partícula, processo dificultado em escoamento por leito fixo. Nos ensaios com bentonita modificada, a cinética de sorção apresentou perfil de pseudo segunda ordem, com concentração de equilíbrio na fase sólida de 5,865 (±0,002) mg g-1 para os experimentos por agitação. Para o ensaio de equilíbrio, a isoterma que descreveu de forma mais adequada a sorção de tricloroetileno (TCE) em BM foi a de Freundlich e para o Percloroetileno (PCE), a de Freundlich e Linear.

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OLIVEIRA, Luana Araújo de. "Desenvolvimento de membranas híbridas (PEUAPM/Argila verde dura organofílica) para remoção de emulsão óleo / água." Universidade Federal de Campina Grande, 2016. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/324.

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Abstract:

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T22:18:57Z No. of bitstreams: 1 LUANA ARAÚJO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2150320 bytes, checksum: ff1e004447bdf3876ca804146d360cca (MD5)
Made available in DSpace on 2018-03-23T22:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUANA ARAÚJO DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 2150320 bytes, checksum: ff1e004447bdf3876ca804146d360cca (MD5) Previous issue date: 2016-09-27
Capes
Este trabalho teve o objetivo de produzir membranas poliméricas (polietileno de ultra alto peso molecular – PEUAPM) e membranas híbridas (PEUAPM/argila verde dura organofílica) e avaliar, em escala de laboratório, o comportamento e o desempenho destas na remoção de emulsão óleo/água, utilizando uma coluna de separação por membranas. Os ensaios foram realizados nas condições de concentração inicial do óleo 100 mgL-1, temperatura igual a 25ºC, pressão atmosférica. As membranas poliméricas foram produzidas utilizando o método incipiente de pós, de acordo com o planejamento experimental que teve como variáveis de entrada a percentagem de massa de argila verde dura organofílica e o tempo de sinterização no forno elétrico, e como resposta a remoção de emulsão óleo/água. A argila verde dura foi organofilizada com o sal quaternário de amônio Genamim. As argilas verde dura: natural e organofílica foram caraterizadas pelas técnicas de Difração de raios X (DRX), Espectroscopia de florescência de raios X por energia dispersiva (FRX-ED), Adsorção física de N2, Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Capacidade de adsorção e de Inchamento de Foster, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Térmica Diferencial (ATD) e Termogravimétrica (TG). O polímero PEUAPM foi caracterizado pelas técnicas DRX e TG. As membranas produzidas (poliméricas e híbridas) foram caracterizadas pelas técnicas de DRX e Microscopia ótica (MO). Os resultados da análise de DRX mostraram que a argila verde dura natural apresenta reflexões características do grupo da esmectita. Após a organofilização, foi observado pelo difratograma que houve o deslocamento de picos e um aumento expressivo do espaçamento basal (d001) confirmando a efetiva intercalação do cátion quaternário de amônio (Genamin®) nas camadas interlamelares da argila verde dura. Os resultados obtidos por FRX-ED, adsorção física de nitrogênio e capacidade de troca catiônica demonstraram que a argila verde dura é tipicamente uma argila esmectítica. As membranas poliméricas e híbridas foram caracterizadas por DRX, em que apresentou os picos característicos de polietileno, e por MO, onde apresentou a distribuição dos grãos. A partir dos testes de separação da emulsão óleo/água, pode-se concluir que a inserção da argila verde dura organofílica ao polímero PEUAPM não melhorou o processo de separação da emulsão óleo/água. Dentre as membranas estudadas, polimérica e híbrida, os desempenhos foram semelhantes na separação da emulsão.
This work aimed to produce polymeric membranes and hybrid membranes (hard green organoclay/UHMWPE) and evaluate, on a laboratory scale, the behavior and performance of the membranes produced in removing oil / water emulsion using a separation column by membranes. Assays were performed in conditions of initial concentration of oil 100 mgL-1, temperature of 25°C atmospheric pressure. Polymeric membranes were produced using the incipient method of powders, according to the experimental design that had as input variables the percentage by mass of hard green organoclay and sintering time in the electric furnace, and in response to removing oil emulsion/water. The hard green clay was chemically with the quaternary ammonium salt Genamim. The hard green clays, natural and organoclay were characterized by diffraction techniques of X-ray (XRD) Spectroscopy blooming X-ray energy dispersive (FRX-ED), physical adsorption of N2, Cation Exchange Capacity (CEC) adsorption capacity and Foster's swelling, Scanning Electron Microscopy (SEM), Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermogravimetric (TG). The UHMWPE polymer was characterized by XRD and TG techniques. The produced membranes (polymeric and hybrid) were characterized by XRD techniques and optical microscopy (OM). The results of XRD analysis showed that the natural green hard clay has characteristics of reflections of the smectite group. After organophilization, it was observed by the XRD pattern which there was displacement peaks and a significant increase in basal spacing (d001) confirming the effective merging of the quaternary ammonium cation (Genamin®) interlayer in layers of hard green clay. The results obtained by ED-XRF, nitrogen adsorption and cation exchange capacity showed that hard green clay is typically a smectite clay. Polymeric and hybrid membranes were characterized by XRD, which showed the characteristic peaks of polyethylene, and MO, where he presented the distribution of the grain. From the tests separation of oil/water emulsion, it can be concluded that the insertion of hard green clay organophilic the UHMWPE polymer did not improve the process of separating oil/water emulsion. Among those studied, polymeric and hybrid membranes, the performances were similar in the separation of the emulsion.

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CUNHA, Bartira Brandão da. "Efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do biopolímero poli (ácido lático) – PLA." Universidade Federal de Campina Grande, 2015. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1112.

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Abstract:

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-06T12:08:50Z No. of bitstreams: 1 BARTIRA BRANDÃO DA CUNHA - TESE (PPGCEMat) 2015.pdf: 9101656 bytes, checksum: d0261dbd09ba7b441015349ba1e717c3 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-07-06T12:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BARTIRA BRANDÃO DA CUNHA - TESE (PPGCEMat) 2015.pdf: 9101656 bytes, checksum: d0261dbd09ba7b441015349ba1e717c3 (MD5) Previous issue date: 2015-01-29
Capes
A crescente busca por materiais alternativos que tragam menos dano ao meio ambiente resultou no desenvolvimento dos polímeros biodegradáveis. Estes materiais, do ponto de vista do processamento de obtenção, apresentam redução no consumo energético que aliada à ausência de inércia na sua degradação implicam na redução do acúmulo de lixo plástico no meio ambiente. Entretanto, alguns desses polímeros, como o poli (ácido lático) - PLA, por exemplo, apresentam algumas limitações quanto a sua aplicação, por ser um polímero de alta fragilidade e rigidez. A fim de ampliar o uso comercial do PLA, algumas pesquisas estão sendo desenvolvidas com o intuito de melhorar essas propriedades. Com base nisto, o atual trabalho de doutorado teve por objetivo estudar o efeito de modificadores poliméricos e argila organofílica nas propriedades do PLA a fim de se obter maior conhecimento sobre esse novo tipo de material. Para tanto o trabalho ocorreu em duas etapas: na primeira foram usados três modificadores poliméricos diferentes, cada um foi usado individualmente com o PLA, na proporção 90/10 (PLA/Modificador); na segunda, para cada sistema PLA/Modificador, foi acrescentado o teor de 3 pcr (partes por cem de resina) de argila organofílica. Os modificadores utilizados foram o Biostrength 150, o Paraloid e o EGMA, e a argila foi a Brasgel bentonítica. As misturas foram realizadas por meio de fusão. Para avaliar o efeito da modificação no PLA as amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ensaios Mecânicos de Tração e Impacto, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) Análises Térmicas por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG) e DinâmicoMecânica (DMTA), Reologia e análise por temperatura de Distorção Térmica (HDT). Os resultados apontaram que as propriedades mecânicas de resistência ao impacto melhoraram significativamente, dependendo do modificador em uso, e também quando houve a combinação com a argila organofílica. No geral as propriedades mecânicas indicam que houve a tenacificação no PLA sem perda expressiva do módulo de elasticidade. As análises morfológicas apontaram uma boa dispersão do material. E as propriedades térmicas não sofreram grandes alterações. Os dados obtidos no ensaio reológico sugerem a formação de uma rede percolada na presença da argila. Concluindo-se por tanto que os modificadores poliméricos atuaram como dissipadores de energia e uso da argila inibiu a coalescência dos modificadores em meio a matriz polimérica, atuando de fato como uma barreira.
The increasing search for alternative materials that bring less damage to the environment resulted in the development of biodegradable polymers. These materials, from the viewpoint of obtaining processing, show a reduction in the energy consumption and the lack of inertia in its degradation imply the reduction of plastic waste accumulation in the environment. However, some of these polymers such as poly (lactic acid) - PLA, for example, have some limitations on their application, being a polymer of high rigidity and brittleness. In order to expand the commercial use of PLA, some research is being done with the aim of improving these properties. On this basis, the current doctoral work aimed to study the effect of polymeric modifiers and organoclay in PLA properties in order to obtain greater insight into this new type of material. For this work occurred in two stages: the first were used three different polymeric modifiers, each was used individually with the PLA in proportion 90/10 (PLA / Modifier); the second, for each PLA / modifier system was added 3 phr of the content (parts per hundred resin) of organophilic clay. The modifiers used were Biostrength 150, the Paraloid and E-GMA, and bentonite clay was the Brasgel. The mixtures were made by way of merger. To evaluate the effect of change in PLA samples were characterized by the techniques of X-ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy in the Region Fourier Transform (FTIR), Traction Mechanical Testing and Impact, Scanning Electron Microscopy (SEM) Thermal Analysis by Differential Scanning Calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and Dynamic-Mechanical (DMTA), Rheology and analysis Temperature Heat Distortion (HDT). The results showed that the mechanical properties of impact resistance improved significantly with the use of polymeric modifiers and also when it was the combination with the organoclay. Overall mechanical properties indicate that there was no significant toughening the PLA loss modulus. Morphological analysis showed a good dispersion of the material. And the thermal properties did not change much. Rheological data obtained in testing suggest the formation of a percolating network in the presence of the clay. In conclusion therefore is that polymeric modifiers acted as energy sinks and use of the clay modifiers inhibit coalescence of the polymer matrix in the middle, in fact acting as a barrier.

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Silva, Elaine Lopes da. "Tratamento de efluentes oleosos utilizando processo de adsorção através de argila organofílica para separação óleo/água." Universidade Estadual da Paraíba, 2014. http://tede.bc.uepb.edu.br/tede/jspui/handle/tede/2050.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Elaine Lopes da Silva.pdf: 1511516 bytes, checksum: eef3008b8b38da1fb1ee45ea88320a2d (MD5) Previous issue date: 2014-02-13
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The generation of wastewater contaminated with organic compounds, release or spill into these water bodies can lead to serious environmental problems. The removal of chemical pollutants in water presents itself as one of the central issues regarding the issue of environmental remediation. In this sense, the chemical modification of clays with quaternary ammonium salts by cation exchange, has gained increasing importance in the environmental area. In this work the BSN-01 organoclay adsorbent was evaluated as the oil removal process. The initial part of this study aimed to prepare the organophilic clay BSN-01 with cetyl trimethyl ammonium chloride salt (Genamin). The Characterization of clay before and after chemical treatment (organophilization), we used following the techniques: X-ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (FTIR), Cation Exchange Capacity (CEC), X-ray Spectroscopy Energy Dispersive (EDX), Physical Adsorption of N (BET), Differential Thermal Analysis and Thermogravimetric Analysis (DTA/TG), adsorption capacity in organic solvents (gasoline , kerosene and diesel oil) and Tests for Swelling Foster. The continuing work aimed at evaluating the BSN-01 organoclay as an adsorbent in the process removal oil of a synthetic effluent using a system of finite bath (batch adsorption). The assays were performed according to a factorial design of experiments 2 2 2 with three experiments at the central point, where they were evaluated two input variables: initial concentration of effluent (100, 300 and 500 mg/L) and agitation (100, 200 and 300 rpm), allowed to observe the response variables: percentage of total removal (%Rem) and removal capacity at equilibrium (q ). The characterization techniques (XRD, FTIR, DTA/TG) showed the effective intercalation of quaternary ammonium cations in the interlayer of the clay and showed that the process of organophilization caused changes in their chemical properties , increasing its adsorption capacity when compared to clay without treatment. Tests of adsorption capacity and swelling of Foster proved better results for the organoclay, regardless of the organic solvent used (gasoline, kerosene , diesel oil), indicating the effective affinity with such solvents. Tests in finite bath determined the percentage removal (% Rem) up to 96.66 % and removal capacity at equilibrium (q eq) of up to 48.33 mg/g, indicating that the BSN-01 clay treated with Genamin is an significant alternative in the process of oil removal.
A geração de efluentes contaminados por compostos orgânicos, lançamento ou derramamento destes em corpos hídricos podem trazer graves problemas ambientais. A remoção de poluentes químicos na água apresenta-se como um dos problemas centrais em relação a questão da remediação ambiental . Neste sentido, a modificação química de argilas com sais quaternários de amônio, através de troca catiônica, tem ganhado crescente importância na área ambiental. Neste trabalho a argila BSN-01 organofílica foi avaliada como adsorvente no processo de remoção de óleo. A parte inicial deste trabalho teve como objetivo preparar a argila BSN-01 organofílica com o sal cloreto de cetil trimetil amônio (Genamin). A caracterização da argila antes e após o tratamento químico (organofilização), utilizou-se das seguintes técnicas: Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Espectrofotometria de Raios X por Energia Dispersiva (EDX), Adsorção Física de nitrogênio (método BET), Análises térmicas diferencial e termogravimétrica (ATD/TG), Capacidade de adsorção em solventes orgânicos (gasolina, querosene e óleo diesel) e Teste de Inchamento de Foster. A continuidade do trabalho teve por finalidade avaliar a argila organofílica BSN-01 como adsorvente no processo de remoção de óleo de um efluente sintético, utilizando sistema de banho finito (Adsorção em batelada). Os ensaios em sistema de banho finito foram realizados de acordo com um planejamento experimental fatorial 2 2 com 3 experimentos no ponto central, onde foram avaliadas duas variáveis: concentração inicial de óleo (100, 300 e 500 mg/L) e agitação mecânica (100, 200 e 300 rpm), que possibilitou observar as variáveis de respostas: percentagem de remoção total (%Rem) e capacidade de remoção em equilíbrio (qeq). As técnicas de caracterização (DRX, FTIR, ATD/TG) evidenciaram a efetiva intercalação dos cátions quaternários de amônio nas camadas interlamelares da argila e mostraram que o processo de organofilização provocou mudanças em suas propriedades químicas, aumentando sua capacidade de adsorção, quando comparada a argila sem tratamento. Os testes de capacidade de adsorção e Inchamento de Foster comprovaram melhores resultados para a argila organofílica em relação à argila natural, independente do solvente orgânico utilizado (gasolina, querosene, óleo diesel), indicando a efetiva afinidade com tais solventes. Os testes em sistema de banho finito determinaram percentuais de remoção de óleo (%Rem) de até 96,66% e capacidade de remoção no equilíbrio (qeq) de até 48,33 mg/g, indicando que a argila BSN-01 tratada com Genamin é uma alternativa bastante significativa no processo de remoção de óleo.

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Battirola, Liliane Cristina. "Estruturas grafitizadas e nanocompósitos a base de Poli(imida)/argila organomodificada: síntese, caracterizações e aplicações." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-09042013-090507/.

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Abstract:

Neste trabalho, materiais nanocompósitos de poli(imida) (PI) derivada de BTDA-pFDA-Mel e argila do tipo montmorilonita, organicamente modificada (O-MMT), foram sintetizados usando a metodologia de two-steps. O componente inorgânico do nanocompósito foi adicionado nas concentrações de 3,3, 5,3 e 8,3% em massa. As membranas sintetizadas foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Difração de Raio X (DRX), Termogravimetria (TG), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raio X (XPS) e Microscopias Ótica (MO), Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET). Os resultados comprovam a formação de PI e uma estrutura de nanocompósito do tipo intercalado, onde a cadeia polimérica expulsa o surfactante do espaço interlamelar; além de apresentar estruturas de argila parcialmente esfoliadas. Os materiais sintetizados foram avaliados como polieletrólito em célula a combustível alcalina (Alkaline Fuel Cell - AFC), obtendo condutividades iônicas em torno de 0,032 S cm-1 e de 0,017 S cm-1 para as membranas de PI pura e de nanocompósito com 3,3% de argila em massa, respectivamente, ambas a 60 °C, as quais são na ordem ou até mesmo superior que os polieletrólitos comercias (Tokuyama®, 0,014 S cm-1) para eletrólito alcalino. Apesar de condutividades razoáveis, a performance obtida para as AFCs em operação não foram satisfatórias, desta forma, membranas de nanocompósitos com PI de cadeia principal de maior mobilidade foram sintetizadas, caracterizadas e avaliadas nas AFCs. Ademais, neste segundo nanocompósito, a adição de grupamentos amino na cadeia principal foram realizados para aumentar a condutividade iônica. Assim, este segundo material apresentou uma maior performance nas AFCs quando comparado com o nanocompósito de PI de cadeia mais rígida e com a membrana comercial Tokuyama® nas mesmas condições. Além disso, a carbonização superficial das amostras foi realizada por meio de tratamento térmico. A formação de estruturas grafitizadas nos materiais de PI pura e dos nanocompósitos foram investigadas por FTIR, DRX, TG, XPS e EPR. Foi encontrado que a formação de estruturas do tipo grafite nas amostras ocorrem principalmente nas primeiras camadas (grafitização superficial), preservando a estrutura interna da poli(imida). Com isso, estruturas poliméricas ou nanocompósitos com superfícies grafitizadas podem atuar tanto como polieletrólitos e ser um caminho promissor para o desenvolvimento de arranjos eletrodo-membrana (Membrane Electrode Assembly - MEA) mais eficientes para células a combustíveis alcalinas, como em processos de catálise heterogênea e processos de separação com membranas.
In this work, Poli(imide)/clay (PI/clay) nanocomposite membranes were synthesized by employing a two-steps method using organically modified montmorillonite clay (O-MMT) with different amounts of O-MMT loading (3.3, 5.3 and 8.3 wt.%). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray power diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), optical microscopy (OM), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) measurements, confirmed the formation of pure PI and intercalated-nanocomposite structures. The results revealed parallel clay layers with interlamellar PI and some organoclay partially exfoliated. In addition, the polyelectrolyte membranes of PI and PI/O-MMT (3.3 wt.%) showed that the ionic conductivity were 2- and 1-fold, respectively, higher than that of commercial membrane (Tokuyama®, 0.014 S cm-1), in alkaline fuel cells (AFC) at 60 °C. Despite the fact that the membranes of pure PI and PI/O-MMT demonstrated a good degree of ionic conductivity, rapid fuel cell performance deactivation occurred for the temperature higher than 75 °C. Furthermore, the lack of prepared polyelectrolyte ionic groups, led us to consider alternative synthesis of PI/clay nanocomposite membranes. Thus, the performance for second polyelectrolyte was superior when compared to pure PI, PI/O-MMT and commercial Tokuyama® membranes at same conditions. Moreover, the samples were also surface carbonized by thermal treatment. Combining FTIR, XRD, TG, XPS and electron paramagnetic resonance (ESR) analysis, the results suggested that graphitized nanostructures formation occurred mainly on the surface, maintaining the PI bulk structure. Therefore, graphitized PI/clay membranes may act as one promising way for enhancing both membrane electrode assembly in alkaline fuel cells and gas separation or catalysis.

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Malagrino, Thiago Ramos Stellin. "Estudo da variação da resistência química em nanocompósitos de policarbonato com argila sódica natural e argila organofílica através da análise da energia livre de superfície." Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2016. http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/1366.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Ramos Stellin Malagrino.pdf: 4441654 bytes, checksum: 6ca4cb745da024c77c96b57a51ae6f04 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26
Polycarbonate, an amorphous engineering polymer, has excellent mechanical strength and although it s good chemical resistance, its interaction with some types of alkali and some organic solvents is weak. The main objective of this work was to study the effect of the inclusion of nanometric particle size of natural sodium clay (named Nanolite) and sodium clay treated with quaternary ammonium salt (named Cloisite 15A) in resin processing in order to investigate the variations in chemical properties, transparency and molecular structure. The characterization of nanocomposite was performed using methods of Scanning Electron Microscopy (SEM), Molar Mass Characterization by Mark-Houwink-Sakurada equation, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Melt Flow Rate (MFR), Differential Thermal Analysis (DTA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD) and Chemical Resistance obtained by the contact angle technique / Fowkes method. Optical, thermal, physical and chemical testing indicated that the molecular structure of PC after the inclusion of clays remained unchanged showing no irreversible degradation. The analysis of chemical resistance through the contact angle method showed significant improvement in the surface free energy of the nanocomposites when using the organoclay (Cloisite 15A) and partial improvement when used natural sodium clay (Nanolite). The decrease in surface free energy, indicates a likely improvement in the chemical resistance of the nanocomposites.
O Policarbonato, polímero de engenharia de estrutura amorfa, possui excelente resistência mecânica, e embora possua boa resistência química, deixa a desejar no que se refere ao contato com alguns tipos de álcalis e solventes orgânicos. O objetivo principal deste trabalho foi de estudar comparativamente o efeito da inclusão de partículas nanométricas de argila sódica natural (Nanolite) e argila sódica tratada com sal quaternário de amônio (Cloisite 15A), no processamento da resina a fim de investigar as variações ocorridas nas propriedades químicas e consequentemente, na transparência e estrutura molecular. A caracterização do nanocompósito foi realizada por meio de métodos de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), massa molar calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada, Calorimetria Diferencial por Varredura (DSC), Índice de Fluidez (IF), Análise Térmica Diferencial (DTA), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Resistência Química calculada através da técnica de ângulo de contato / método de Fowkes. Os ensaios óticos, térmicos, físicos e químicos indicaram que a estrutura molecular do PC após a inclusão das argilas permaneceu inalterada, sem degradação irreversível. A análise da resistência química através do método de ângulo de contato apresentou significativa melhora na energia livre superficial dos nanocompósitos quando utilizada a argila organofílica (Cloisite 15A) e, melhora parcial quando utilizada a argila sódica natural (Nanolite). A queda da energia livre superficial, indica que existe uma provável melhora na resistência química dos nanocompósitos.

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Silva, Darciely Lindalva da. "Estudo da sorção de tensoativos orgânicos em argilas bentoníticas." Universidade Federal da Paraíba, 2013. http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/451.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8060834 bytes, checksum: 46436eaf2034d7b7700046ec7ccf41c0 (MD5) Previous issue date: 2013-08-28
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Currently there are increasing studies on bentonite clays are organically modified. Since the method involves the addition of surfactants (sufactantes) ionic or nonionic most studied in the synthesis of organoclays, so that the synthesis can be performed in two ways: by ion exchange (the chemical reaction of double exchange) and ion -dipole (organic molecules are adsorbed on the surface of clay). Thus, the present work aims to study the sorption / cation exchange of ionic and nonionic surfactants on the surface of bentonite clays making them organophilic. In the process of organophilization bentonite clays have used two industrialized Brasgel PA and the Bentongel that their concentrations were varied from 3.16 to 7.16% by weight of clay. Was used to organophilization one nonionic surfactant amine ethoxylate grade 5 TA 50, where its concentration pierced 40-60 g/100g. After organophilizated clays were filtered, dried in an oven for 48 hours and passed in ABNT No. 200, to be well characterized. The sorption isotherms were constructed using data from thermogravimetry (TG), and adjusted to the linear model and Freundlich. From the isotherms was possible to infer the mechanism involved in the sorption is adsorption and cooperative multilayer adsorption, and the type of clay, the type of surfactant and the viscosity of the medium, variables influenced sorption. According to the results, it was possible to infer that clays with higher sorption capacity were Bentongel and Brasgel concentration of 3.16% when the WB organophilizated the Bentogel concentration of 7.16% organophilizated when the MT 50 and the Brasgel concentration 3.16% when organophilizated with TA 50.
Atualmente são crescentes os estudos sobre as argilas bentoníticas que são modificadas organicamente. Sendo o método que envolve a adição de tensoativos (sufactantes) iônicos ou não iônicos o mais estudado na síntese de argilas organofílicas, desta forma a síntese pode ser realizada de duas formas: por troca de íons (reação química de dupla troca), e íon-dípolo (moléculas orgânicas são adsorvidas na superfície da argila). Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar a sorção/troca catiônica de tensoativos iônicos e não iônicos na superfície das argilas bentoníticas tornando-as organofílicas. No processo de organofilização foram utilizadas duas argilas bentoníticas industrializadas, a Bentongel e a Brasgel PA que tiveram suas concentrações variadas de 3,16-7,16% em peso da argila. Foi utilizado para organofilização um tensoativo não-iônico a amina etoxilada de grau 5 TA 50, onde sua concentração varou de 40-60 g/100g. Após organofilizadas as argilas foram filtradas, secas em estufa por 48h e passadas em peneira ABNT nº 200, para assim serem caracterizadas. As isotermas de sorção foram construídas através dos dados de termogravimetria (TG), e ajustadas ao modelo linear e de Freundlich. A partir das isotermas foi possível inferir que o mecanismo envolvido na sorção é a adsorção cooperativa e adsorção em multicamadas, sendo o tipo de argila, o tipo de tensoativo e a viscosidade do meio, variáveis influenciáveis na sorção. De acordo com os resultados foi possível inferir que as argilas com maiores capacidade de sorção foram a Bentongel e Brasgel de concentração 3,16% quando organofilizada com o WB, a Bentongel de concentração 7,16% quando organofilizada com o TA 50 e a Brasgel de concentração 3,16% quando organofilizada com o TA 50.

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Morelli, Fernanda Cathusca. "Nanocompósito de PP/PP-g-AM/argila organofílica: processamento, propriedades mecânicas, termo-mecânicas e de permeação de gás." Universidade Federal de São Carlos, 2009. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/6451.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2599.pdf: 2537204 bytes, checksum: 01939979d42e256931fe47d867f6b65e (MD5) Previous issue date: 2009-08-28
Financiadora de Estudos e Projetos
The aim of present work was developing nanocomposites of polypropylene (PP) with organoclay (MMT) in the presence of a compatibilization agent (PP-g-MA) in the melt state. The masterbatch of PP-g-MA and organoclay was prepared in a mixer with high shear rate and then cryogenically frozen and ground. The nanocomposites were prepared with 1.5%, 2.5%, 5% and 7.5% (w/w) of organoclay into PP in a twin screw extruder. In the all case it was maintained the ratio of 1:3 organoclay/PP-g-MA. The morphology and structure of the nanocomposites were evaluated by their thermo-mechanical properties, tensile strain and permeability to water vapor and oxygen. The analysis of XRD showed a marked decrease the in peak intensity referring to the pure organoclay for all nanocomposites. The SEM / FEG micrographs revealed the morphology of the surface for all sample. It was observed the complete dispersion of organoclay into polymeric phase and the structure seen was like a rod with some mixed clusters. While the micrographs of TEM showed the formation of nanocomposites with high intercalation for 1.5% and 2.5% of organoclay. The TGA analysis demonstrated an increase in the temperature of degradation (2% loss of mass) of 29°C for the sample of 1.5% of organoclay. The DSC curves did not show any influence of organoclay in the values of Tf for ΔHf and nanocomposites. The DMTA analysis showed an improvement for all parameters examined (on the storage modulus, change the temperature of phase transition α 'and HDT) once more for the sample of 1.5% of organoclay. The permeability to water vapor was effective, especially for the sample of 1.5% of organoclay, where the reduction was of 43% lower than extruded PP. However, the permeation of O2 didn t present the same improvement for the nanocomposites studied in comparison to the water vapor permeation.
Este trabalho de pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de um nanocompósito de polipropileno (PP) e argila organofílica (MMT) na presença de um agente compatibilizante (PP-g-AM) no estado fundido. Foi preparado um concentrado de PP-g-AM e argila organofílica em um misturador com alta taxa de cisalhamento. O material obtido foi moído criogenicamente e diluído na matriz de PP nas concentrações de 1,5%, 2,5%, 5,0% e 7,5% de argila organofílica em uma extrusora de rosca dupla mantendo sempre a relação de 1:3 de argila organofílica/PP-g-AM. A morfologia e a estrutura dos nanocompósitos foram avaliadas por meio de suas propriedades termomecânicas, mecânicas e de permeabilidade ao vapor d água e oxigênio. As análises de DRX mostraram uma acentuada diminuição do pico referente ao da argila organofílica pura para todas as amostras preparadas. As micrografias de MEV/FEG apresentaram a morfologia da superfície das amostras, na qual a argila se encontra dispersa na fase contínua (matriz de PP) na forma de bastonetes misturados com alguns aglomerados. Já as micrografias de MET mostraram a formação de nanocompósitos com intensa intercalação para as amostras de 1,5% e 2,5% de argila organofílica. As análises de TGA mostraram um aumento de 29°C na temperatura de degradação (2% de perda de massa) para a amostra de 1,5% de argila organofílica. As curvas de DSC não mostraram nenhuma influência da argila organofílica nos valores de ΔHf e Tf para os nanocompósitos. A análise de DMTA apresentou uma melhora para todos os parâmetros analisados (módulo relativo de armazenamento, variação da temperatura da transição da fase α e temperatura de deflexão térmica) para a amostra de 1,5% de argila organofílica. A permeabilidade ao vapor d água se mostrou eficaz, principalmente para a amostra de 1,5% de argila organofílica, onde a redução obtida foi da ordem de 43% menor em relação ao PP extrudado. No entanto, a permeação ao gás O2 não apresentou a mesma melhora para os nanocompósitos estudados em comparação a permeação ao vapor d água.

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Terrin, Marina Martins. "Efeito da concentração de argila nas propriedades termomecânicas de uma resina dentária modelo." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-05062014-160728/.

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Abstract:

Apesar dos vários avanços que levaram à expansão do uso de compósitos dentários, ainda há deficiências que limitam suas aplicações. A resistência inadequada ao desgaste mastigatório é constantemente citada como problema das resinas e que acaba tornando-se responsável parcialmente pela redução de sua vida útil. O desgaste do material ocorre pela perda ou degradação da matriz orgânica permitindo a exposição da matriz inorgânica e consequentemente levando a perda desta. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo principal avaliar o efeito das diferentes concentrações de argila organofílica nas propriedades de uma resina dentária modelo. Primeiramente, foi realizada a purificação da argila e sua posterior troca iônica, o preparo das resinas experimentais e posterior adição de argila em diferentes concentrações, e finalmente a confecção dos corpos de prova. Então, as resinas foram avaliadas através de técnicas como o DMA, TGA, PCA, FTIR, DRX e por testes de inchamento para avaliar a absorção de água. Por FTIR e por PCA foi possível realizar o acompanhamento da cinética de reação das resinas preparadas, obtendo-se assim o seu grau de conversão e também uma análise da sua cinética de polimerização, sendo observado que em concentrações maiores de argila, o grau de conversão e a taxa de polimerização diminuíram. Por TGA foi possível observar dois picos no segundo processo de degradação térmica da amostra sem adição de argila, indicando uma polimerização não homogênea; conforme aumenta-se a quantidade de argila presente na mistura, os picos duplos tornam-se um. DMA mostrou discreto aumento da Tg e aumento de E\' e E\", indicando um reforço destes compósitos. DRX mostrou que não houve exfoliação da argila no polímero, podendo ter a formação de um compósito convencional ou de um compósito intercalado sem expansão do espaço interlamelar. Já os testes de inchamento mostraram que quanto maior o teor de argila maior a absorção de água das resinas.
In spite of the developments that led to the use of dental composites, there are still some shortcomings that limit their use. Inadequate resistance due to the mastigatory wearing is often cited as an issue in resins, which is partially responsible for reducing its lifetime. Wearing out of the material occurs by the loss or degradation of the organic matrix, thus allowing the inorganic matrix to become exposed and consequently leading to its loss. Therefore, the present work has as main goal the evaluation of the effect of different organoclay filler content in the properties of a experimental dental resin. For such, the clay was first purified and then underwent through cationic exchange, following preparation of the resins and later addition of the organoclay obtained and preparing the specimens. The, the resins were evaluated by techniques such as DMA, TGA, PCA, DRX and swelling tests to observe water sorption. By FTIR and PCA it was possible to follow the reaction kinectics of the prepared resins, thus obtaining the degree of convertion and polymerization rate, allowing to observe that the higher the organoclay loadings the lower was both the polymerization rate and the degree of convertion. TGA allowed us to observe two peaks on the second process of thermal degradation on the sample with no clay, thus indicating a non-homogeneous polymerization; and with higher clay loadings the double peaks become one single peak. DMA showed a slight increase of Tg and also an increase in E\' and E\", indicating a reinforcement of the obtained composites. DRX showed no exfoliation of the polymer, thus forming either a conventional composite or maybe a interlacated composite with no expansion of the interlamelar space. Swelling tests showed that the higher the amount of organoclay added the higher was the amount of water absorbed by the specimens.

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Souza, Michelle Andrade. "Obtenção de nanocompósitos de poliamida 6 / argila nacional com diferentes agentes compatibilizantes." Universidade Federal de São Carlos, 2005. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/762.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1657.pdf: 3813248 bytes, checksum: dd6144e243e0b6fd26b4622dcffccd4a (MD5) Previous issue date: 2005-09-01
Universidade Federal de Sao Carlos
The formation of nanocomposites well exfoliated is dependent of several factors, like organic treatment with appropriate ammonium quaternary salts to promote adequate interaction between polymer and clay. The objective of this work was to produce nanocomposites of polymer and brazilian clay through melt intercalation and also to analyze the effects of the clay treatment in satisfactory preparation of the nanocomposite. In this work it were used three different types of salts to obtain organoclay. The nanocomposites of PA6 / organoclay were obtained via melt intercalation method using a corotating twin screw extruder. After extrusion the samples were injection molded into specimens that were tested to obtain the properties of tensile strength, notched izod impact and heat deflection temperature. The thermal behavior of the sample was analyzed by TGA and DSC. The nanocomposites were also characterized by XRD and TEM. The results showed that salt type dodigen affects the mechanical properties of the nanocomposites, HDT and morphology leading to higher level of exfoliation in relation to the others salts. The improvement of the properties was influenced by the level of exfoliation / intercalation obtained wich depends on the processes technique used, surface treatment of the brazilian clays with organic salts and good polar interaction between polymer and clay
A formação de nanocompósitos bem esfoliados é dependente de vários fatores, sendo um deles o tratamento orgânico com sais quaternários de amônio que promovem interação adequada entre o polímero e a argila. O objetivo deste trabalho foi produzir nanocompósitos de nylon 6 / argila organofílica nacional por meio da técnica de intercalação no estado fundido avaliando os efeitos do tratamento da argila na obtenção satisfatória do nanocompósito. Neste trabalho foram usados três tipos diferentes de sais para obter argila organofílica. Os nanocompósitos de nylon 6 / argila organofílica foram obtidos através da intercalação no estado fundido usando uma extrusora de rosca dupla corotacional. Depois da extrusão, as amostras foram moldadas por injeção para obter as propriedades de resistência à tração, impacto e HDT. O comportamento térmico das amostras foi analisado por DSC e TGA. Os nanocompósitos também foram caracterizados por DRX e MET. Os resultados mostraram que o sal do tipo dodigen influenciou significativamente nas propriedades mecânicas dos nanocompósitos, HDT e morfologia levando a níveis mais altos de esfoliação em relação aos outros sais. A otimização das propriedades foi influenciada pelo nível de esfoliação / intercalação obtido entre o balanço da técnica de processamento, tratamento de superfícies da argila montmorilonita com sais orgânicos e boa interação polar entre a argila e a matriz polimérica

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Richart, Fabio Scussiato. "Influência do processamento na preparação de compósito PEAD/PEBDL/Argila organofílica para utilização em equipamentos para o setor elétrico." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2013. http://hdl.handle.net/1884/32423.

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Abstract:

Resumo: A necessidade de obter materiais com propriedades físicas e químicas com melhore desempenho para utilização no setor elétrico faz com que muitos estudos sejam realizados sobre nanocompósitos poliméricos estes necessitam de uma excelente dispersão e interação de cargas em escala nanométrica com matrizes poliméricas, visando produtos finais com propriedades mecânicas e químicas diferenciadas. Entretanto, para conseguir explorar tais requisitos, faz-se necessário investigar qual a melhor forma de processamento desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades físicas e químicas da blenda de polietileno de alta densidade (PEAD), polietileno de baixa densidade linear (PEBDL) com nanopartículas de argila organofílica livre de sal de amônio, incorporadas na forma de pó e de concentrado de carga (masterbatch) em extrusora monorosca e de rosca dupla. Foram preparadas blendas de polietileno com teores de 1,5 % e 3,0 % de argila organofílica com e sem agente compatibilizante. As propriedades físicas e químicas das composições processadas foram investigadas por meio de ensaios mecânicos, térmicos, de resistência à fissuração ambiental e análise de microscopia eletrônica de transmissão. O processamento do compósito com argila organofílica em extrusora de rosca dupla, com elementos de mistura próprios para preparação de compósitos, mostrou-se mais adequado para obtenção dos mesmos. As composições em que se utilizou a argila em forma de masterbatch, nos teores de 1,5 % e 3,0 %, sem agente compatibilizante foram as que apresentaram melhor desempenho.

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Bernardo, Paulo Rodrigo Alves. "Utilização de concentrados de eva-argila organofílica obtidos por spray drying, drais e extrusão no desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos." Universidade Federal de São Carlos, 2014. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/8270.

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Abstract:

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-20T12:07:10Z No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5)
Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5)
Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:36:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5)
Made available in DSpace on 2016-11-08T18:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePRAB.pdf: 39917795 bytes, checksum: 743b25b3cd3c5fa6f60f2816faade02d (MD5) Previous issue date: 2014-12-15
Não recebi financiamento
The objective of this work was the development of polymer nanocomposites with montmorillonite organoclays (OMMT) using EVA-OMMT concentrated obtained by spray drying, Drais and extrusion, making the characterization and correlation with the thermal, dynamic mechanical and gas transport properties. LLDPE nanocomposites films were obtained by incorporating the EVA-OMMT powders concentrates. The XRD results showed that the concentrated powders for the spray drying process the shift to smaller angles is more effective for 19% VA and for processing by Drais only 8.5% VA. As for processing by Drais, it was possible to incorporate large amounts of clay, but the results of dispersion and intercalation depends on the use of modified clay and compatible with the matrix used. For processing by spray drying, it showed to be very efficient in incorporation of large amounts of clay in EVA matrix. In the TEM analysis for spray drying powder concentrate, it was observed that, with the increase of MFI of LLDPE matrix and increased of %VA, the areas where the clay is present showed an increase of its dimension and may facilitate the process of intercalation and clay dispersed in the matrix. The permeability results showed a competition between the increased permeability due to a reduction of the crystallinity and, at the same time, reduced permeability due to the higher clay amount in the matrix, since that the clay is properly dispersed. The results showed that the spray drying process is an innovative way to obtain EVA/OMMT concentrated powder with high clay content. The nanocomposite powder with EVA/OMMT 3:1 weight ratio and 7wt% OMMT showed an intercalalated structure and evidence of exfoliation, with 38% oxygen permeability reduction.
O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de nanocompósitos poliméricos com argilas montmorilonitas organofílicas (OMMT), utilizando concentrados de EVA-OMMT obtidos por spray drying, Drais e extrusão, realizando a sua caracterização e correlação com as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e de transporte de gases. Filmes de nanocompósitos poliméricos de LLDPE foram obtidos, incorporando os pós concentrados de EVA-OMMT. Os resultados de DRX dos pós concentrados mostraram que para o processo de spray drying o deslocamento para ângulos menores é mais efetivo para 19%VA e para o processamento por Drais somente para 8,5%VA. No processamento por Drais, foi possível incorporar grandes quantidades de argila, mas os resultados de dispersão e intercalação dependem do uso de argila modificada e compatível com a matriz utilizada. Para o processamento por spray drying, o mesmo apresentou-se bastante eficiente na incorporação de grandes quantidades de argila em matrizes de EVA. Na análise por TEM dos nanocompósitos obtidos com pó concentrado de spray drying, observou-se que, com o aumento do MFI da matriz de LLDPE e o aumento do %VA, as regiões onde a argila está presente apresentaram um aumento de sua dimensão, podendo facilitar o processo de intercalação e dispersão da argila na matriz. Nos resultados de permeabilidade, percebeu-se uma competição entre o aumento da permeabilidade devido a redução da cristalinidade e, ao mesmo tempo, uma redução da permeabilidade devido ao aumento do percentual de argila na matriz, desde que essa argila esteja dispersa adequadamente. Os resultados obtidos demonstram que o processo de spray drying é uma maneira inovadora de se obter um pó concentrado de EVA/OMMT com elevado teor de argila, sendo que o nanocompósito que incorporou o pó na concentração de 3:1 EVA/OMMT e 7% em massa de argila apresentou uma estrutura intercalada e com evidências de esfoliação, com redução de 38% na permeabilidade a oxigênio.

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Komatsu, Daniel. "Nanocompósitos de polietileno linear de baixa densidade (LLDPE)/argila montmorilonita: processamento, morfologia e propriedades." Universidade Federal de São Carlos, 2013. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/6278.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5364.pdf: 3650562 bytes, checksum: ff2e4c9a2405a7d1c18ac564fe045688 (MD5) Previous issue date: 2013-06-25
Universidade Federal de Sao Carlos
Polymer nanocomposites filled with lamellar silicates are considered hybrid materials (organic-inorganic) of great interest both in industry and the universities, since their properties are superior to neat polymer. In this work LLDPE/ montmorillonite clay (Cloisite 20A) nanocomposites were prepared by diluting a masterbatch (20%w/w) clay, on a twin-screw extruder to get final concentrations of 1.5%, 2.5%, 5.0 %, 7.5% and 10.0% clay, by using LLDPE-g-MA as compatibilizer in a 2:1 ratio with the montmorillonite clay. With the aid of the techniques for structural characterization, it was observed that the montmorillonite clay shows good distribution in the nanocomposite up to 5.0% clay and, moreover these samples clay are dispersed in intercalated and exfoliated (predominantly) forms. In nanocomposites 7.5 and 10.0% clay was observed that the distribution and dispersion are impaired, coexisting intercalated and aggregate clay form (predominantly). TEM images were used to estimate the aspect ratio of the dispersed clay in the nanocomposite. In this case, the nanocomposite with 1.5% clay showed value between 10 and 12. Using thermogravimetric analysis, it was possible to evaluate the thermal stability. In this case can be observed that the clay increased the thermal stability of the matrix of LLDPE with only 1.5% clay. DSC curves showed that there is no strong interaction between montmorillonite clay and LLDPE, since there is no displacement of the melting peaks of these nanocomposites compared to the peak of neat LLDPE. The clay improves also the mechanical properties of the nanocomposites relative to LLDPE and increase the modulus value around 50% and 20% for impact resistance with 5.0% montmorillonite clay. The gas permeation test shows that the montmorillonite clay improves the barrier property of LLDPE to water vapor, oxygen and carbon dioxide. In addition, the sorption test shows that the clay improves also the barrier property to dichloromethane molecules. Finally these montmorillonite clay nanocomposites were exposed to water and fuels aging and after this their properties were characterized and it was related to their structure after aging. In this case, it is observed that the aging process causes a change in its structure and it reflects the final property of polymeric material (mechanical, thermal, barrier).
Os nanocompósitos poliméricos preenchidos com silicatos lamelares são materiais híbridos (orgânico-inorgânico) de grande interesse, tanto nas indústrias quanto nas universidades, uma vez que suas propriedades são geralmente superiores ao polímero puro. Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de LLDPE/argila montmorilonita (Cloisite 20A) através da diluição de um concentrado contendo 20% de argila, em uma extrusora dupla rosca obtendo-se concentrações finais de 1,5%; 2,5%; 5,0%; 7,5% e 10,0% (m/m) de argila em massa, sendo utilizado o LLDPE-g-MA como compatibilizante na proporção de 2:1 com a argila montmorilonita. Com o auxílio das técnicas de caracterização estrutural foi possível observar que a argila apresenta uma boa distribuição nos nanocompósitos até 5,0% de argila e, além disso, nessas amostras a argila está dispersa na forma esfoliada e intercalada, prevalecendo à primeira forma. Nos nanocompósitos com 7,5 e 10,0% de argila observa-se que a distribuição e a dispersão são prejudicadas, coexistindo, nesse caso, a argila na forma intercalada e agregada (majoritariamente). Através das imagens de MET foi possível estimar a razão de aspecto da argila dispersa no nanocompósito e, nesse caso, o nanocompósito com 1,5% de argila apresentou um valor entre 10 e 12. Com o auxílio das técnicas de análise térmica foi possível, utilizando a análise termogravimétrica, observar que a argila aumentou a estabilidade térmica da matriz do LLDPE, sendo a concentração de 1,5% de argila a mais adequada para essa finalidade. O DSC mostrou que não há forte interação entre a argila e o LLDPE, pois não há deslocamento dos picos de fusão dos nanocompósitos em relação ao pico do LLDPE. A argila melhora, também, a propriedade mecânica dos nanocompósitos em relação ao LLDPE, sendo esse aumento próximo a 50% para o módulo elástico e próximo a 20% para a resistência ao impacto com 5,0% de argila. O ensaio de permeação a gases mostra que a argila melhora a propriedade de barreira desse material ao vapor de água, oxigênio e ao dióxido de carbono. Além disso, o ensaio de sorção mostra que a argila melhora, também, a propriedade de barreira as moléculas do dicloro metano. Por fim esses nanocompósitos foram expostos ao envelhecimento em água e combustíveis, sendo após esse período analisadas as suas propriedades e relacionadas com a sua estrutura pós-envelhecimento. Nesse caso, observa-se que o envelhecimento causa uma mudança na estrutura das amostras e isso reflete na propriedade final desse material polimérico (mecânica, térmica, transporte).

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BANDEIRA, Adna de Alcântara e. Souza. "Atenuação de hidrocarbonetos totais de petróleo e óleo presentes em borra de petróleo usando aglomerantes à base de cimento e argila organofílica." Universidade Federal de Campina Grande, 2010. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1968.

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Abstract:

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-15T23:53:48Z No. of bitstreams: 1 ADNA DE ALCÂNTARA E SOUZA BANDEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2010..pdf: 10337833 bytes, checksum: 8e5aa72a95f83ae8223a787549af0b73 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-10-15T23:53:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADNA DE ALCÂNTARA E SOUZA BANDEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2010..pdf: 10337833 bytes, checksum: 8e5aa72a95f83ae8223a787549af0b73 (MD5) Previous issue date: 2010-11-30
A indústria petrolífera tem se desenvolvido muito rapidamente nos últimos anos devido aos avanços na descoberta e perfuração de poços cada vez mais profundos. Os resíduos dessas indústrias são classificados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT (2004) como perigosos (Classe I). A Estabilização por Solidificação tem se mostrado uma tecnologia eficiente e bastante utilizada para atenuar e tratar resíduos perigosos além realizar o pré-tratamento dos resíduos antes da disposição em aterro industrial. O objetivo principal desse trabalho foi atenuar Hidrocarbonetos Totais de Petróleo e Óleos e Graxas presentes na borra oleosa de petróleo usando Estabilização por Solidificação. Este trabalho foi realizado no Laboratório de Gestão Ambiental e Tratamento de Resíduos que pertence à Unidade Acadêmica de Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande. Foi dividido em quatro etapas. Na primeira etapa foi realizado o planejamento experimental. Foi utilizado o fatorial 22 com três pontos centrais. Os fatores adotados foram percentual de borra (10, 15 e 20%) e temperatura de cura (0, 20 e 40°C). Na segunda etapa foi feita a caracterização e classificação da borra de petróleo. Na terceira etapa foi realizada a avaliação dos materiais submetidos à estabilização por solidificação, utilizando uma mistura de cimento Portland simples e argila organofílica como aglomerantes, usando critérios de integridade/durabilidade e imobilização dos contaminantes. Na quarta etapa foi realizada a análise estatística e o balanço de massa do processo. Com esse trabalho, foi possível verificar que a capacidade de absorção de água nos corpos de prova influencia na sua resistência à compressão e, posteriormente, na lixiviação. O teor de óleos e graxas na borra de petróleo é um indicativo de contaminação. Com o tratamento, conseguiu-se uma redução de 86,7% no teor de óleos e graxas, mostrando que a Estabilização por Solidificação pode ser aplicada como pré-tratamento de resíduos perigosos antes de serem dispostos adequadamente em aterros sanitários industriais e/ou como forma de efetuar a atenuação dos contaminantes. Observou-se também que a temperatura não influenciou no processo e que apenas a percentagem de borra pode influenciar nos resultados de óleos e graxas.
The oil industry has developed very rapidly in recent years due to advances in the discovery and drilling wells deeper and deeper. Waste is classified by the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT, 2004) as hazardous (Class I). The stabilization by solidification technology has proved an effective and widely used to alleviate and treat hazardous waste in addition carry out pre-treat waste before disposal in landfill. The main objective of this study was to soften Total Petroleum Hydrocarbons and oils/greases present in oily sludge using oil stabilization by solidification. This work was performed at the Laboratory of Environmental Management and Waste belonging to the Academic Department of Chemical Engineering, Federal University of Campina Grande. It was divided into four stages. In the first stage we carried out the experimental design. We used the 2 factorial with three central points. The factors used were the percentage of sludge (10, 15 and 20%) and curing temperature (0, 20 and 40 0 C). The second step was the characterization and classification of oil sludge. The third step was performed to evaluate the materials submitted to the stabilization by solidification using a simple mixture of Portland cement and organoclay as binders, using criteria of integrity/durability and immobilization of contaminants. The fourth stage was performed statistical analysis and mass balance of the process. With this work, we observed that the capacity of water absorption in the specimens influences the compressive strength and the later leaching. The content of oils and greases in the oil sludge is an indicator of contamination. With treatment, achieved a reduction of 86.7% in the concentration of oils and greases, showing that the stabilization by solidification can be applied as a pretreatment of hazardous waste before being appropriately disposed of in landfills and industrial and/or as how to make the attenuation of contaminants. We also observed that the temperature did not influence the process and that only the percentage of sludge can influence the results of oils and greases.

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Santos, Rafaela Garcia Sansevero dos. "Influência da interação carga-matriz sobre a cinética de cura de nanocompósitos de argila organofilica e resina epoxidica." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-24102012-125429/.

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Abstract:

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

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Souza, Michelle Andrade. "Preparação de argilas organofílicas para o desenvolvimento de nanocompósitos a partir de compostos de PVC plastificado." Universidade Federal de São Carlos, 2009. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/668.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2914.pdf: 12714015 bytes, checksum: 239b87da5b5783aed2df40025ffe159f (MD5) Previous issue date: 2009-12-15
Universidade Federal de Sao Carlos
Nanocomposites of Plasticized PVC with organoclays have a large potential to improve the thermal resistance of PVC as well as its flame retardancy. However, a great problem in the production of PVC nanocomposites is the decomposition of conventional organic ammonium salts incorporated on the clay which can catalyze PVC degradation and lead to deterioration of thermal, mechanical and optics properties. The aim of this work was preparing organophilic clays with others organic modifiers more thermally stable and comparing with commercial clays, hoping it could improve plastificized PVC thermal properties and to evaluate the structural characterization and thermal, mechanics properties. It were three organic modifiers: two phosphonium salts and a silane agent coupling. The nanocomposites of plastificated PVC with the organoclays were obtained via melt intercalation method using a single screw extruder and a rheometer. The samples were molded by compression into specimens to obtain tensile properties and flammability properties. The thermal stability of nanocomposites was analyzed from Metrastatsystem, TGA and the retardancy flame was analyzed from Cone Calorimeter and oxygen indice. Thermo-gravimetric analysis showed that the thermal decomposition temperatures of these organoclays is superior to that of the ammonium counterpart. In spite of the high thermal resistance of the phosphonium organoclays, the nanocomposites prepared with these oganoclays presented an intense dark appearance and began to degradate in small times, suggesting a strong degradation of PVC. On the other hand, nanocomposites prepared with organoclays modified with silane agent coupling showed an improved thermal resistance, however it hasn´t showed exfoliated structures. The Plasticized PVC Nanocomposite / Cloisite 30B and Plasticized PVC Nanocomposite Nanocor Phosphonium 1 were the systems that shown best moduls compared to pure compound. The decomposition of phosphonium salts don´t promoved injuries on the mechanical properties of these materials. The chemistry structure of organic modifier of Cloisite 30B, containing a functional group OH, improved the exfoliation of this organoclay in the polymeric matrix.
Nanocompósitos de PVC Plastificado / argila organofílica apresentam um grande potencial para melhorar a resistência térmica bem como a sua retardância de chamas. Entretanto, um grande problema encontrado na produção de nanocompósitos de PVC é a decomposição de sais orgânicos convencionais incorporados na argila que podem catalisar a degradação do PVC e levar a deterioração das propriedades mecânicas, ópticas e térmicas. O objetivo deste trabalho foi preparar argilas organofílicas utilizando modificadores orgânicos mais estáveis termicamente que os sais convencionais usados comercialmente e comparar com argilas comerciais, buscando-se que esta nova série de modificadores orgânicos fosse mais adequada ao PVC Plastificado e desenvolver nanocompósitos com estas nanoargilas, além de avaliar a sua estrutura e propriedades. Foram utilizados três modificadores na modificação da argila Cloisite e Nanocor sódica: dois sais de fosfônio e um agente de acoplamento silano. Os nanocompósitos de PVC plastificado / argilas organofílicas foram obtidos por intercalação no estado fundido utilizando uma extrusora mono-rosca e um reômetro de torque. As amostras foram moldadas por compressão para obter os corpos de prova e avaliar as propriedades mecânicas e térmicas. A estabilidade térmica dos nanocompósitos foi analisada por estufa Metrastatsystem e Análise Termogravimétrica (TGA) e a resistência à chamas foi analisada por Índice de Oxigênio e Calorímetro de Cone. As análises de TGA mostraram que as temperaturas de decomposição térmica destas argilas organofílicas são superiores às das argilas tratadas com sais de amônio convencionais. Apesar da alta resistência térmica das argilas organofílicas tratadas com os sais de fosfônio, os nanocompósitos preparados com estas argilas apresentaram uma aparência escura e começaram a degradar em tempos menores sob alta temperatura, sugerindo uma forte degradação do PVC. Por outro lado, os nanocompósitos preparados com argilas modificadas com o agente silano exibiram uma resistência térmica maior, embora não tenham promovido a formação de estruturas esfoliadas. O nanocompósito de PVC / argila Cloisite 30B e o nanocompósito de PVC / argila Nanocor Fosfônio 1 foram os sistemas que apresentaram maiores módulos comparados ao módulo do composto puro. Apesar da decomposição dos sais de fosfônio e sal de amônio ter provocado alteração na cor dos nanocompósitos de PVC Plastificado, esta não provocou prejuízos nas propriedades mecânicas destes materiais. A estrutura química do modificador orgânico da Cloisite 30B, contendo um grupo funcional OH, contribuiu para uma melhor esfoliação da argila organofílica na matriz polimérica.

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NUNES, Bruno Rafael Pereira. "Remoção de Furfural e HMF, produzido na hidrólise ácida de biomassas lignocelulólicas, por adsorção." Universidade Federal de Campina Grande, 2011. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1696.

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Abstract:

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-12T14:54:13Z No. of bitstreams: 1 BRUNO RAFAEL PEREIRA NUNES - DISSEERTAÇÃO PPGEQ 2011..pdf: 859694 bytes, checksum: bacdea10710b33aa5a5be8070e2ac852 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-09-12T14:54:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO RAFAEL PEREIRA NUNES - DISSEERTAÇÃO PPGEQ 2011..pdf: 859694 bytes, checksum: bacdea10710b33aa5a5be8070e2ac852 (MD5) Previous issue date: 2011
Por motivos econômicos, geopolíticos e ambientais as atenções do mundo se voltam para as fontes alternativas de energia. As iniciativas nacionais contemplam o desenvolvimento de novas tecnologias com base na biomassa lignocelulósica, proporcionando assim a sua utilização como matéria-prima no processo de obtenção do bioetanol. Devido à dificuldade encontrada na fermentação, por causa do surgimento de substâncias inibidoras durante a hidrólise ácida, este trabalho teve como objetivo estudar a utilização de argilas com ocorrência no estado da Paraíba, bentonita e vermiculita, para adsorver furfural e hidroximetilfurfural, inibidores presentes no licor hidrolisado. Testes preliminares foram realizados utilizando as argilas vermiculita natural e organofílica e as argilas bentonita verde claro e justina. Durante a realização destes testes mediu-se a quantidade de adsorbato no início e ao término dos ensaios utilizando-se um espectrofotômetro a 284 nm, para que com estes valores pudéssemos calcular a quantidade de cada inibidor adsorvido (q) e removido (%R) por cada argila. Observou-se que as argilas vermiculita natural e organofílica adsorveram quantidades de furfural maiores que as argilas bentonita, 22,95 e 13,36 (mg/g), respectivamente. Novos experimentos foram realizados com estas argilas utilizando como ferramenta o planejamento fatorial 2² com três repetições no ponto central, objetivando-se avaliar a influência do pH e da massa de adsorvente em relação a capacidade de adsorção q(mg/g) e de remoção (%R), onde se verificou a necessidade da utilização de um planejamento estrela, uma vez que houve influência da curvatura. Observou-se também que, independente da argila utilizada, se obteve quantidades semelhantes de inibidor adsorvidas, mostrando que a utilização da vermiculita natural torna-se mais viável, uma vez que a obtenção da vermiculita organofílica requer procedimentos dispendiosos. Durante a realização dos experimentos do planejamento estrela, utilizando vermiculita natural, acompanhou-se a cinética do processo analisando-se o comportamento da concentração de inibidores com o tempo, onde se constatou, na maioria dos experimentos, uma diminuição maior, nos minutos iniciais, seguida por uma região de estabilidade, em torno de 30 minutos, e um aumento das concentrações nos minutos finais. Após a realização do planejamento verificou-se a influência dos fatores estudados na adsorção de furfural e HMF e pôde-se concluir que, segundo esta análise, a massa de adsorvente apresenta influência apenas sobre a quantidade adsorvida (q) dos inibidores para a argila utilizada, e que o pH não influenciou em nenhuma resposta deste processo. A quantidade de inibidor removida pelos adsorventes estudados é baixa quando se compara com outros métodos utilizados, porém a sua combinação com alguns destes métodos pode gerar melhores resultados.
For economic, geopolitical and environmental reasons the world attention turned to alternative sources of energy. National initiatives include the development of new technologies based on lignocellulosic biomass, thus allowing for its use as feedstock in the process of production of bioethanol. Due to the difficulty encountered in the fermentation, because of the appearance of inhibitors during hydrolysis, this work aims at studying the use of clays occurring in the state of Paraiba, bentonite and vermiculite, to adsorb furfural and hydroxymethylfurfural, inhibitors present in the liquor hydrolyzed. Preliminary tests were conducted using natural and organophilic vermiculite clays and light green and justina bentonite clays. During this testing was measured the amount of adsorbate at the beginning and end of the tests using a spectrophotometer at 284 nm, so that these values could calculate the amount of each inhibitor adsorbed (q) and removed (%R) for each clay. It was observed that the clays and organophilic natural vermiculite adsorbed larger amounts of furfural that bentonite clays, 22.95 and 13.36 (mg / g), respectively. New experiments were performed with these clays using the tool as 2² factorial design with three replications at the central point, aiming to evaluate the influence of pH and adsorbent mass for the adsorption capacity q (mg/g) and removal (%R), where was observed a need to use a star planning, since was influence of the curvature. It was also noted that regardless of the clay used was obtained similar amounts of adsorbed inhibitor, showing that the use of natural vermiculite becomes more feasible, since the achievement of organophilic vermiculite requires more procedures. During the realization for experiments from the star planning , using natural vermiculite, was followed by the kinetic of the process for the analyzing the behavior of the concentration of inhibitors over time, where we found, in most experiments, a greater decrease in opening minutes followed by a region of stability, about 30 minutes, and an increase in concentrations in the final minutes. After the completion of planning there was the influence of the factors studied in the adsorption of furfural and HMF and it was concluded that under this analysis, the adsorbent mass has influence only on the amount adsorbed (q) inhibitors for the clay used And that the pH did not influence this process in any response. The amount of inhibitor removed by adsorbents studied is low when compared with other methods, but its combination with some of these methods can produce better results.

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Oliveira, Amanda Dantas de. "Desenvolvimento e caracterização de nanocompósitos de blendas de PA6/AES compatibilizadas com copolímero acrílico." Universidade Federal de São Carlos, 2014. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/734.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6451.pdf: 8418213 bytes, checksum: 272dcc68a458348ed8bc0a61401da437 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31
Universidade Federal de Sao Carlos
Toughened polyamide 6 (PA6) nanocomposites were obtained by incorporation of acrylonitrile-EPDM-styrene (AES). As compatibilizing agents was used the copolymer methyl methacrylate-anhydride (MMA-MA). The effect of the blending protocol of the components and of the addition of three montmorillonites (Cloisite®30B, Cloisite®20A and Cloisite®Na+) was investigated. The nanocomposites were prepared in a twin screw extruder and then its microstructure, lamellar structure, mechanical, thermal and rheological properties were characterized. The morphology and properties of the nanocomposites were significantly affected by different nanoclays and blending protocol. The characterizations by transmission electron microscopy (TEM), small angle X-ray scattering (SAXS) and wide angle X-ray difraction (WAXD) indicated intercalated structures for the nanocomposites with Cloisite®20A and Cloisite®Na+, in contrast to the ones prepared with Cloisite®30B that exhibited exfoliated structure. The addition of nanoclays in the blends increased the modulus for all nanocomposites with respect to the pure blend. Excellent impact strength results were obtained for the nanocomposites compatibilized with MMA-MA with respect to the blend PA6/AES and ternary systems ternary (PA6/AES/clay), demonstrating the effective presence of the copolymer as a compatibilizer of these systems. It was observed a good correlation between mechanical properties and morphology. An increase in rigidity is accompanied by a corresponding increase in toughness when the clay is present in both phases. A significant increase in long period of nanocomposites compared to the PA6 was observed through SAXS results. In this work, polymer blends compatibilized with MMA-MA were also prepared and a significant increases in the mechanical behavior these materials was observed.
Nanocompósitos poliméricos de poliamida 6 (PA6) tenacificados foram obtidos através da incorporação de acrilonitrila-EPDM-estireno (AES). O copolímero acrílico metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA) foi utilizado como agente de compatibilização para este sistema. O efeito da ordem de mistura dos componentes e da adição de três argilas montmorilonitas (Cloisite®30B, Cloisite®20A e Cloisite®Na+) foi investigado. Os nanocompósitos foram preparados em uma extrusora de rosca dupla corotacional e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios-X de baixo ângulo (SAXS) e alto ângulo (WAXD), ensaios mecânicos, térmicos e reológicos. A morfologia e propriedades dos nanocompósitos foram significativamente afetadas pelas diferentes nanoargilas e sequências de mistura. As caracterizações por MET, WAXD e SAXS indicaram a presença de estrutura intercalada para os nanocompósitos com Cloisite®20A e Cloisite®Na+, em contraste com aqueles preparados com Cloisite®30B que apresentaram estrutura esfoliada. A adição das nanoargilas à blenda aumentou o módulo de elasticidade destes materiais. Excelentes resultados de resistência ao impacto foram obtidos para os nanocompósitos compatibilizados com o MMA-MA (sistemas PA6/AES/argila/MMA-MA) em relação à blenda PA6/AES e aos sistemas ternários PA6/AES/argila, evidenciando a presença efetiva do copolímero como agente de compatibilização destes sistemas. Foi possível obter um aumento na rigidez nas misturas com Cloisite®20A, acompanhado de um correspondente aumento na tenacidade quando a argila está presente em ambas as fases. Um aumento bastante significativo nos valores de período longo dos nanocompósitos em relação à PA6 foi observado através dos resultados de SAXS obtidos em diferentes temperaturas. Blendas poliméricas de PA6/AES compatibilizadas com MMA-MA também foram preparadas e foram verificados aumentos significativos nas propriedades mecânicas destes materiais em relação à blenda pura sem agente compatibilizante.

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SANTOS, Matsvilandel Gonçalves dos. "Obtenção e caracterização de argilas bentonitas modificadas com Brometo de Hexadeciltrimetilamônio para adsorção de pesticidas organoclorados." Universidade Federal do Maranhão, 2017. http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/1919.

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Abstract:

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-09-12T18:19:47Z No. of bitstreams: 1 MatisvilandelSantos.pdf: 2612585 bytes, checksum: 2a853802a5a10d5104c4c14808b7ab75 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-09-12T18:19:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MatisvilandelSantos.pdf: 2612585 bytes, checksum: 2a853802a5a10d5104c4c14808b7ab75 (MD5) Previous issue date: 2017-08-03
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Organochlorine (OCs) pesticides are persistent, bioaccumulative substances in the food chain, with high mobility in the environment. This is of concern, because vry often these compounds are detected in surface and groundwater, affecting thus quality of water resources and biodiversity. Because of the serious contamination of aquatic ecosystems by OCs, it is necessary to develop new and eficiente adsorbent materials for remediation of already contaminated areas. The objective of this work was to prepare and to characterize organophilic clays chemically treated with the hexadecyltrimethyl-ammonium bromide salt (HDTMA-Br), aiming their use as an adsorbent material for the removal of residues of OCs in the environment. In order to analyze the OCs, was optimized a methodology based on solid phase extraction followed by gas chromatography with electron capture detector (SPE-GC/ECD). The characterization of the material was carried out by determination of the cation exchange capacity (CTC), as well as X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and electron microscopy of scanning (SEM). The adsorptive capacity of the organophilic clay was determined by kinetic adsorption tests and adsorption isotherms. Chromatographic method, besides high selectivity, showed adequate linearity (arounding 0.25 to 20.0 µg.L-1), sensitivity (LODs varying from 0.03 to 0.79 µg.L-1 and LOQs varying from 0.13 to 2.63 µg.L-1) and precision for trace analysis (CVs varying between 2.16 to 26.69 µg.L-1). The natural clay presented adequate cation exchange capacity (CTC) for organophilization and the results of the characterization indicated the intercalation of HDTMA salt cations between the intermediate layers of the modified clays. The kinetic adsorption assays performed revealed 125% COC as the best adsorbent, exhibiting affinity for aldrin and 4,4'-DDT pesticides. The experimental data were better fitted to the pseudo-first-order and pseudo-second order model for the 4,4'-DDT and aldrin compounds, respectively. The Langmuir isotherm model described better the adsorption of the 4,4'-DDT compound, whereas the Freundlich model represented better the adsorption of the aldrin compound, indicating a very favorable adsorption condition.
Pesticidas organoclorados (POCs) são substâncias persistentes, bioacumulativos na cadeia alimentar, com grande mobilidade no ambiente e frequentemente detectados em águas superficiais e subterrâneas, causando preocupação com relação à qualidade dos recursos hídricos e à biodiversidade. Devido à contaminação dos ecossistemas aquáticos por POCs, são necessários que sejam desenvolvidos novos e eficientes adsorventes para remediação das áreas já contaminadas. O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar argilas organofílicas quimicamente tratadas com o sal brometo de hexadeciltrimetilamônio (HDTMA-Br), objetivando seu uso como material adsorvente para remoção de resíduos de POCs no ambiente. Para análise dos POCs, otimizou-se uma metodologia baseada na extração em fase sólida seguida por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (SPE-GC/ECD). A caracterização das argilas foi realizada mediante determinação da capacidade de troca de cátions (CTC), bem como por análises por difração de raios-x (DRX), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A capacidade adsortiva das argilas organofílicas foi determinada por ensaios cinéticos e isotermas de adsorção. O método cromatográfico, além de elevada seletividade, apresentou adequadas linearidade (0,25 a 20 µg.L-1), sensibilidade (LDs variando de 0,03 a 0,79 µg.L-1 e LQs variando de 0,13 a 2,63 µg.L-1) e precisão para análises de traços (CVs variando entre 2,16 e 26,69 % entre medidas realizadas no mesmo dia). A argila natural apresentou capacidade de troca catiônica (CTC) adequada para a organofilização e os resultados da caracterização indicaram a intercalação de cátions do sal HDTMA entre as camadas intermediarias das argilas modificadas. Os ensaios cinéticos de adsorção realizados revelaram a argila organofílica 125% CTC como melhor adsorvente, apresentando afinidade para os pesticidas aldrin e 4,4’-DDT. Os dados experimentais ajustaram-se melhor ao modelo de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem para os compostos 4,4’-DDT e aldrin, respectivamente. O modelo de isoterma de Langmuir descreveu melhor a adsorção do composto 4,4’-DDT, enquanto que o modelo de Freundlich representou melhor a adsorção do composto aldrin, indicando condição de adsorção bastante favorável.

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Castro, Lucas Daniel Chiba de. "Desenvolvimento de nanocompósitos de blendas PA6/ABS compatibilizadas com copolímeros funcionalizados." Universidade Federal de São Carlos, 2014. https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7171.

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Abstract:

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T11:47:49Z No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5)
Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5)
Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:42:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5)
Made available in DSpace on 2016-09-15T13:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLDCC.pdf: 4367646 bytes, checksum: 6ea0bbaf8821a92bf7348237ecee172b (MD5) Previous issue date: 2014-09-22
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Nanocomposites based on polyamide 6 (PA6) and acrylonitrile-butadienestyrene (ABS) blends compatibilized with styrene-maleic anhydride-acrylonitrile (SANMA) and methyl methacrylate-maleic anhydride (MA-MMA) were prepared by melt blending in a twin screw extruder through different mixing protocols. The nanoclay incorporation effect, different compatibilizing systems and components mixing sequence were evaluated in morphological, mechanical, thermal, thermomechanical and rheological properties. Evidences of chemical interactions between PA6 and reactive copolymers were observed by torque rheometry. XRD analysis indicates an exfoliated structure for all the nanocomposites due to the good interaction between PA6/OMMT. The significant increase in nanocomposites viscosity when compared with their respective ternary blends corroborates the results obtained by XRD. TEM micrographs show a strong influence of both reactive copolymers on polymer blends morphology, where the presence of SANMA and MMA-MA is responsible for reducing the dispersed phase particle size when compared to the uncompatibilized blend. TEM images confirm the existence of an exfoliation structure in all nanocomposites. The addition of both reactive copolymers significantly increased the ternary blends toughness when compared with PA6/ABS. Furthermore, the nanoclay incorporation enhanced the elasticity modulus and HDT of the nanocomposites but also reduced the toughness and the elongation at break when compared with their respective compatibilized blends.
Nanocompósitos baseados em blendas de poliamida 6 (PA6) e acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) compatibilizadas com os estirenoacrilonitrila- anidrido maleico (SANMA) e metacrilato de metila-anidrido maleico (MMA-MA), foram preparadas por mistura no estado fundido em uma extrusora de rosca dupla corotacional através de diferentes sequências de mistura. Foram analisadas a influência da incorporação das nanopartículas lamelares de argila, dos diferentes agentes de compatibilização e da sequência de mistura dos componentes na morfologia, propriedades mecânicas, térmicas, termomecânicas e reológicas dos materiais. Evidencias de reações químicas entre a PA6 e os copolímeros reativos foram observadas por reometria de torque. Ensaios de DRX fornecem indícios da formação de estrutura esfoliada para todos os nanocompósitos decorrente da boa interação entre PA6/OMMT. O significativo aumento da viscosidade dos nancompósitos quando comparados com suas respectivas blendas ternárias corroboram os resultados obtidos por DRX. As micrografias de MET evidenciam a forte influencia da incorporação de ambos os copolímeros reativos na morfologia das blendas poliméricas onde a presença, tanto do SANMA quanto do MMA-MA, é responsável pela redução do tamanho de partícula da fase dispersa quando comparadas com a blenda não compatibilizada. Adicionalmente as imagens obtidas por MET reafirmam o alto grau de esfoliação da argila em todos os nanocompósitos estudados. Além de refinar a morfologia, a adição de ambos os copolímeros reativos aumentou significativamente a tenacidade das blendas ternárias em relação à blenda PA6/ABS. Por fim, a incorporação de nanoargila foi responsável pelo incremento no módulo de elasticidade e HDT dos nanocompósitos, resultado esse acompanhado pela redução da tenacidade e da deformação na ruptura quando comparados com suas respectivas blendas compatibilizadas.

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BARBOSA, Renata. "Estudo da modificação de argilas bentoníticas para aplicação em nanocompósitos de polietileno." Universidade Federal de Campina Grande, 2009. http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1818.

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Abstract:

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T15:00:31Z No. of bitstreams: 1 RENATA BARBOSA - TESE (PPGEP) 2009.pdf: 13292645 bytes, checksum: e1d1eb846f17881cd108a8bad8f924ec (MD5)
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Nanocompósitos de PEAD/argila bentonítica modificada e sem modificação foram preparados por meio do processo de intercalação por fusão. Realizou-se, previamente um estudo sistemático com quatro sais quaternários de amônio e em três tipos de argilas bentoníticas. Em seguida, fez-se a escolha de um sal quaternário de amônio e de uma argila bentonítica para dar continuidade ao trabalho. A argila escolhida foi organofilizada usando-se diferentes percentuais de sal quaternário de amônio 100%, 125% e 150% baseados na capacidade de troca de cátions (CTC) da argila. Ficou evidente por difração de raios- X (DRX) que os sais foram incorporados à estrutura da argila confirmando assim sua organofilização. Em princípio, todos os sais poderão ser usados para a organofilização da argila e, consequentemente nos sistemas de nanocompósitos PEAD/argila organofílica. Porém, foi verificado que o tipo de ânion presente pode influenciar a estabilidade térmica do sal quaternário de amônio. Os nanocompósitos foram preparados em uma extrusora de rosca dupla contrarrotacional e, em seguida, corpos de prova foram moldados por injeção. Para a avaliação da inflamabilidade dos sistemas foi utilizado o teste de queima na posição horizontal segundo a norma (UL-94HB) e o método do Calorímetro de Cone. O comportamento térmico dos nanocompósitos foi avaliado por temperatura de deflexão térmica (HDT) e termogravimetria (TG). As técnicas de DRX e microscopia eletrônica de transmissão (MET) foram utilizadas para caracterizar a morfologia e analisar o grau de expansão das argilas preparadas bem como o grau de esfoliação dos nanocompósitos. As propriedades mecânicas de tração e impacto também foram analisadas. Para efeito de comparação, determinadas composições foram extrudadas utilizando-se duas configurações de roscas da extrusora ZSK-30 corrotacional, com objetivos de variar as condições de processo e melhorar as propriedades dos nanocompósitos obtidos. Observou-se que o percentual de sal de amônio e o tipo de compatibilizante polar influenciam nas propriedades finais dos nanocompósitos.
High Density Polyethylene (HDPE) nanocomposites containing unmodified and modified bentonite clay were prepared by melt intercalation technique. Initially, four quaternary ammonium salts and three types of bentonitic clays were studied. Afterwards, one type of salt and one type of clay were chosen for the study. The clay was organophilized using 100,125 and 150wt% of quaternary ammonium salt based on cationic exchange capacity (CEC) of the clay. It was evident from the X-ray diffraction (XRD) that the salts were incorporated into the clay structure confirming its organophilization. In general, all salts may be used for clay organophilization and hence, on HDPE/Organophilic clay nanocomposites. However, it was verified that the type of anion present may influence the thermal stability of the quaternary ammonium salt. The nanocomposites were prepared in a counter-rotating twin screw extruder and the samples were prepared by injection molding. For the evaluation of the flammability, horizontal burn (UL-94HB) and cone calorimeter methods were used. The thermal behavior of the nanocomposites was analyzed by Heat Distortion Temperature (HDT) and Thermogravimetry (TG). XRD and Transmission Electron Microscopy (MET) techniques were used to characterize the morphology and analyze the degree of expansion of the prepared clays, and also the degree of exfoliation of the nanocomposites. Mechanical properties (Tensile and Impact strength) were also analyzed. Some compositions were extruded using two screw configurations of ZSK-30 co-rotacional extruder with the aim of improving the properties of the nanocomposites obtained by varying the processing conditions. It was observed that the percentage of the ammonium salt and the type of polar compatibilizer influence the final properties of the nanocomposites.

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Silva, Rosanny Christhinny da. "Preparação e caracterização de materiais híbridos baseados em polianilina (PAni), biopolímero e nanocargas minerais." Universidade Federal de Alagoas, 2013. http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/2477.

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Abstract:

The polyaniline (PAni) is a conjugated polymer that had attracted attention in the last years, due to its easy to prepare, good environmental stability and high conductivity. Their applications include the use in recharged batteries, sensors, semipermeable membranes, anticorrosive coatings and electronic devices. Besides these characteristics, PAni cannot be easily obtained as a thickness fi lms and also with good mechanical properties, because this, its practical use is limited. Then the modification on its structure with the aim of to optimize the processability and the thermal properties, maintaining the conductivity inherent of the polymer, is of fundamental importance. This work has the objective of improve the electrical properties and the thermal resistance of hybrid materials based on a conjugated polymer (PAni), a biopolymer with filmogenic property (chitosan) and a clay (Nanomer I-24). The preparation of these hybrid materials was performed by in situ chemical polymerization in presence of p-toluene sulphonic acid as dopant. The samples obtained were characterizaed by Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimeter (DSC), to evaluate the thermal properties of the samples, confirming that this way of preparation permits that the temperature of processing be optimized to these hybrid materials. The Infrared (FTIR - Fourier transform infrared) and Raman spectroscopy were used to assign t he kind of interaction between the polymers, suggesting that a copolymerization between PAni and chitosan occurred. Conductivity and spectroelectrochemical measurements of the samples showed that the hybrid materials maintained their electrical and electrochromic properties.
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
A Polianilina (PAni) é um polímero conjugado que tem atraído bastante atenção nos últimos anos devido à sua facilidade de preparação, boa estabilidade ambiental e alta condutividade. Suas aplicações incluem o uso em baterias recarregáveis, sensores, membranas semipermeáveis, revestimentos anticorrosivos, e dispositivos eletrônicos. Apesar destas características, a PAni não pode ser obtida facilmente na forma de fi lmes finos com boas propriedades mecânicas e, por isso, seu uso prático é limitado. Sendo assim, é de fundamental importância a busca por modificações na sua estrutura que venham a otimizar a processabilidade e as suas propriedades térmicas, mas que retenham a condutividade inerente do polímero conjugado. Este trabalho tem como objetivo aperfeiçoar as propriedades elétricas e a resistência térmica de materiais híbridos a base de polímero condutor (PAni - Polianilina), biopolímero com propriedade filmogênica (Quitosana) e nanocargas minerais (argila Nanomer-I 24). A preparação dos materiais híbridos foi realizada através da polimerização química in situ na presença do ácido dopante p-tolueno sulfônico (p-TSA). As amostras obtidas foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) para avaliar suas propriedades térmicas, confirmando que esta forma de preparação possibilita temperaturas de processamento otimizadas para os materiais híbridos e a Difração de Raio – X (DRX) mostrou uma possível esfoliação da argila na matriz polimérica, caracterizando um nanocompósito. Os espectro de Infravermelho (FTIR) e Raman foi utilizada para atribuir o tipo de interação entre os polímeros, sugerindo que houve um processo de copolimerização entre a PAni e a Quitosana. As medidas de condutividade e a caracterização espectroeletroquimica das amostras obtidas mostraram que os materiais híbridos mantiveram as propriedades elétricas e eletrocrômicas inerentes a PAni.

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MARTINZ, Daniel Ortiz. "Nanocompósitos de PVC com argilas organofílicas." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2009.

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Vossen, Cláudio Alexander. "Nanocompósitos de ABS/PA e argilas organofílicas." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-12082009-170258/.

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Abstract:

Os nanocompósitos de polímero e argila têm sido foco de muitos estudos nos últimos 20 anos e existem algumas aplicações comerciais destes produtos. Existe um amplo potencial de desenvolvimento com aplicações em larga escala previstas para os próximos 5 a 10 anos. Estes nanocompósitos são obtidos em geral a partir de argilas esmectíticas submetidas a processos de quaternização, a fim de torná-las organofílicas. O polímero é intercalado entre as camadas lamelares da argila, formando estruturas intercaladas ou esfoliadas. As blendas poliméricas são materiais que reúnem as características de seus dois (ou mais) componentes melhorando as propriedades do material. Este trabalho tem por objetivo a obtenção de nanocompósito a partir de uma argila organofilizadas, e a blenda (ABS/PA). Para efeito de comparação é produzida uma mistura utilizando os mesmos equipamentos e métodos utilizando uma montmorilonita natural. É utilizado o método de intercalação no estado fundido com extrusão e injeção e caracterização deste material com DRX (Difração de raios-X), MEV (Microscopia eletrônica de transmissão) e verificação do desempenho mecânico e térmico.
In the last 20 years, polymer layered clay have been focus of many studies, and some commercial applications of these products are yet in place. A wide potential of development of large-scale production is foreseen to happen in the next 5 to 10 years exists. Nanocomposites obtained from clays, usually esmectites clays are modified by cationic modifiers in order to become organoclays. The polymer enters the galleries of the clay layers, producing intercalated or exfoliated structures. Polymeric blends are materials that congregate the characteristics of its two (or more) components improving the properties of the material. This work has objective to obtain a nanocomposite from an organoclay and a polymeric blend ABS/PA. To compare results is prepared a mixture using a sodium natural Montmorilonite, using same process conditions and equipments. The method used is direct melt intercalation using a melt extruder and injection molding. The characterization of this material is done by X-ray diffraction and Scanning Electron Microscope and verification of the mechanical and thermal performance.

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Guimarães, Thiago Ribeiro. "Nanocompósitos de elastômero SBR e argilas organofílicas." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-02062008-142412/.

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Abstract:

Compósitos são materiais híbridos que resultam de associações de, pelo menos, dois tipos deferentes de materiais. O desenvolvimento da sociedade humana somente atingiu o estágio atual utilizando-se de compósitos de todo o tipo de misturas de materiais. Além disso, o desenvolvimento de compósitos com partículas cada vez menores de fase reforçante com o passar das décadas, ou precisamente, dos séculos foram as principais razões do alcance do \"estado da arte\" da ciência dos compósitos. Com relação à ciência dos compósitos, os nanocompósitos são a grande descoberta do último meio século. Seguindo tendências dos estudos na área dos compósitos, este trabalho foca obter nanocompósitos de elastômero SBR (matriz elastomérica) com argilas tratadas e não tratadas. Além disso, a avaliação de propriedades mecânicas, térmicas, reológicas, de cura, em solução e propriedades de difração de raios-X são outro alvo deste trabalho. Os compósitos foram preparados com equipamentos tradicionais de processamento de elastômeros e, depois disso, suas propriedades foram avaliadas. Considerando propriedades em difração de raios-X, somente o compósito com Cloisite 20A mostrou estrutura intercalada. Os compósitos com argilas tratadas mostraram um melhor perfil geral de propriedades, com destaque novamente para o compósito com Cloisite 20A. Todos os compósitos com argilas tratadas mostraram um menor tempo de cura. Esse comportamento se deve à presença dos sais de tratamento orgânicos dos argilominerais que modificam a densidade de ligações cruzadas e a velocidade de cura. As melhores propriedades do compósito contendo Cloisite 20A, considerando que este foi o único a demonstrar estrutura intercalada, nos permitem concluir que um nanocompósito foi obtido nesta situação.
Composites are hybrid materials which result from associations of, at least, two different kind of materials. The human society development only achieved the current stage using composites of all type of materials mixing. Besides this, the achievement of composites with smaller particles of reinforcing phases along the decades or, precisely, along centuries were the main reasons to reach the current \"state of art\" of composites science. Regarded to composites science, the nanocomposites are the major breakthrough of the last half century. Following the trends of composites science study, this work is focused on obtain nanocomposites of SBR elastomer (rubber matrix) with treated and untreated clays. In addition to this, the evaluation of mechanical, thermal, reological, rubber cure, solution stability and X-Ray diffraction properties are other main target of this work. The composites were prepared with traditional equipments of rubber processing an after the properties were measured. Considering the X-Ray diffraction properties of obtained composites, only the composite with the organoclay Cloisite 20A showed an intercalated structure. The composites containing treated clays demonstrated the better mechanical, thermal and solution stability properties, with a special highlight to the composite containing Cloisite 20A. All composites obtained with organoclays showed lower cure time. This behavior is a result of organic treatment salts of organoclays presence that is able to modify crosslink density and the cure velocity. The better properties of composite containing Cloisite 20A, considering that this composite was the only one that showed intercalated structure, enable us to conclude that a nanocomposite was obtained in this situation.

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Santos, Kelly Silva dos. "Avaliação das propriedades finais dos nanocompósitos de polipropileno com diferentes argilas organofílicas." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2007. http://hdl.handle.net/10183/12418.

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Abstract:

Neste trabalho foram obtidos nanocompósitos de PP a partir de cinco diferentes montmorilonitas organicamente modificadas (MMT), através do método de intercalação do fundido, com a adição da argila em solução, para obtenção de um novo produto com boas propriedades mecânicas e térmicas. Foram utilizados alguns aditivos para alcançar propriedades finais superiores nos nanocompósitos formados, tais como o uso de PP-g-MA para aumentar a força de adesão entre a argila e a matriz termoplástica e também, o uso dos plastificantes: EMCA e PPG para auxiliar na dispersão da nanocarga na matriz de PP. A adição de argila nos sistemas proporcionou um aumento nas propriedades térmicas e mecânicas do PP, principalmente quando o grau máximo de esfoliação e orientação foram alcançados (com a adição de 1:1 PP-g-MA:MMT e pelo uso de PPG). As argilas com menor quantidade de sal de amônio apresentaram melhor modulo (C-20A e Nanofil 5), pois estas possuem uma boa capacidade de intercalação e esfoliação, já as argilas com maior capacidade de deslizar suas camadas uma sobre as outras apresentaram melhor resistência ao impacto (I44P, C-15A e Nanofil 5).Para finalizar o trabalho foi avaliado o efeito das misturas de duas argilas (uma argila com alto valor de módulo e outra com alto valor de impacto - 1:1 C-20A/C-15A) com o objetivo de unir a sinergia dessas duas argilas na obtenção de significativos ganhos de módulo de flexão e impacto em um sistema único e este objetivo foi alcançado principalmente com o sistema 2% de mistura C-15A/C-20A + 5% PP-g-MA +1% PPG, o qual apresentou uma melhoria no módulo de flexão e um acentuado aumento de impacto (aproximadamente quatro vezes mais que o PP puro).
PP nanocomposites were obtained with five different organically modified montmorillonites, through the melt intercalation method with the addition of the clay in solution for obtaining of a new product with good mechanical and thermal properties. Some additive were used to reach superior final properties in the formed nanocomposites, such as the use of PP-g-MA to increase the force of adhesion between the clay and the thermoplastic matrix and also, the use of the plasticizer: EMCA and PPG to aid in the dispersion of the nanofillers in the PP matrix. The clay addition in the systems provided an increase in the thermal and mechanical properties of the PP matrix, mainly when the maximum degree of exfoliation and orientation were reached (with the addition of 1:1 PP-g-MA:MMT and for the use of PPG). The clays with smaller amount of salt of ammonium presented better flexural modulus (C-20A and Nanofil 5), because they possess a good intercalation and exfoliation capacity, while the clays with larger capacity of layer sliding presented better resistance to the impact (I44P, C- 15A and Nanofil 5). To conclude the work the effect of the mixtures of two clays was evaluated (a clay with high value of modulus and another with high impact value - 1:1 C-20A/C-15A) with the objective of searching a synergism among those two clays in the obtaining of significant increase of flexural modulus and impact in only one system and this objective was reached mainly with the system 2% of mixture C-15A/C-20A + 5% PP-g-MA +1% PPG, which presented an improvement in the flexural modulus and an accentuated impact increase (approximately four times more than pure PP).

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Lins, Pedro Garcia. "Obtenção e caracterização de nanocompósitos de PS / argila esmectítica." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-08122011-094430/.

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Abstract:

Neste trabalho foram investigados a obtenção de argilas organofílicas e nanocompósitos de Poliestireno com estas argilas. A primeira parte deste trabalho teve como objetivo a modificação de argilas esmectíticas naturais brasileiras, tornando-as organofílicas e adequadas à aplicação em nanocompósitos de matriz poliméricas. Para modificação foram utilizados sais quaternários e foi avaliado quais parâmetros do processo de obtenção mais influenciam nas propriedades das argilas organofílicas. Para tanto foi utilizada a argila Brasgel (fornecida pela BUN, e naturalmente cálcica), e foram propostos diferentes métodos de preparo de argilas, onde quatro parâmetros foram avaliados: os sais quaternários amônio; a granulometria da argila (#400 e coloidal), a temperatura de processamento (ambiente e a 70oC) e os tempos utilizados durante o processo de incorporação dos sais quaternários na estrutura dos materiais argilosos. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), ensaios de inchamento de Foster e analise térmica diferencial (DTA). Obteve-se incremento do espaçamento basal com todas as argilas utilizadas. Mostrou-se que os dois principais parâmetros determinantes na incorporação das argilas são o tempo de mistura e a temperatura (de 70oC) empregada. A segunda parte do trabalho teve como objetivo obter nanocompósitos de PS com argilas organofílicas (sendo uma argila obtida na primeira parte e uma comercial, Cloisite 20A) via intercalação no polímero fundido. Os nanocompósitos foram preparados em extrusora de rosca dupla e em misturador interno. As argilas foram adicionadas ao polímero fundido na forma de um pó e em suspensão de etanol. Os nanocompósitos obtidos foram moldados por compressão e injeção (com variações nas condições de injeção para avaliar a influencia na estrutura final), para realização da caracterização. A principal técnica de caracterização utilizada foi a caracterização reológica com ensaios de cisalhamento de pequenas amplitudes (COPA) e de varredura de tempo. Os materiais foram caracterizados também por técnicas auxiliares como DRX, microscopia eletrônica de transmissão (MET), analises térmicas diferenciais (DTA) e ensaios mecânicos. Obteve-se nanocompósitos de estrutura intercalada. Os materiais obtidos no misturadores mostraram as melhores dispersões de argila. . Verificou-se que o tempo de residência dos materiais é um dos fatores mais importantes na obtenção dos nanocompósitos. Os ensaios mecânicos não mostraram alteração significativa.
In this work, the obtention of organoclays and nanocomposites of polystyrene (PS) using these modified clays was studied. In a first part Brazilian smectites clays were modified to be used in clay containing polymer nanocomposites. Several quaternary ammonium salts and experimental methods to modify the clays were used. In particular four parameters were evaluated: the type of ammonium salt, the particle clay size, the temperature and time used during the process of modification. The samples obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), Foster swelling test and differential thermal analysis (DTG). The results indicated that the most two important parameters in the process of modification are the time and the temperature used. In a second part nanocomposites of PS with organoclays (one obtained in the first part, and commercial clay, named cloisite 20A) were obtained by melt intercalation method using a twin screw extruder and an internal mixer. The clays were incorporated to the polymer as a fine dried powder and as a suspension of ethanol. Nanocomposites were molded by compression and injection. The injection conditions were modified to evaluate their influence on the morphology of the samples. The nanocomposites samples were characterized by XRD, transmission electronic microscopy (TEM), DTG and mechanical tests. Small amplitude oscillatory shear (SAOS) and time sweep tests were carried out. Nanocomposites of intercalated structure were obtained. The ones obtained using the internal mixer were shown to present a finer microstructure. The experimental results revealed that the residence time was showed the most important parameter in obtention of nanocomposites.

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Santos, Kelly Silva dos. "Efeito das condições de processo sobre a morfologia de nanocompósitos de polipropileno com argilas organofílicas." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2011. http://hdl.handle.net/10183/28350.

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Abstract:

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

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Júnior, João Gargalaka. "Preparação, caracterização e propriedades de nanocompósitos de poliamida 6 argilas organofílicas." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46134/tde-16062010-092033/.

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Abstract:

Nanocompósitos poliméricos foram preparados por meio da incorporação de 1, 2, 5 e 10% das argilas montmorilonita organofílicas Cloisite 15A e 30B em poliamida-6, pelo método de fusão numa extrusora dupla rosca. Em seguida, foram reprocessados numa extrusora mono-rosca gerando folhas pelo método balão e caracterizados por meio de técnicas espectroscópicas, de análise térmica e difração de raio-X. Os estudos mostraram a formação de nanocompósitos com uma boa dispersão e esfolheamento, principalmente em concentrações de argila inferiores a 5%. Nas amostras com 5 e 10%, nanocompósitos intercalados também foram observados. Portanto, quando a concentração de argila aumenta no nanocompósito, fica cada vez mais difícil obter nanocompósitos totalmente esfoliados. Além disso, verificou-se que a incorporação de 1% da Cloisite 15A ou 30B induzem a cristalização do polímero, predominando a fase γ nos filmes. Entretanto, a medida que a concentração de argila aumenta a fração de fase amorfa tende a aumentar, provavelmente em decorrência da diminuição da velocidade do processo de recristalização em torno de 194 ºC, que gera a fase cristalina γ. Foi demonstrado a presença de um excesso de surfactante em uma das argilas organofílicas, tanto na parte exterior dos tactóides como na região interlamelar, aumentando o espaçamento basal e facilitando o processo de intercalação/esfolheamento. Todavia, o excesso de surfactante interfere nos processos de incorporação pois sofrem decomposição em temperaturas relativamente baixas (200 ºC) enquanto o cátion amônio intercalado se decompõe a 240 ºC. De fato, os estudos realizados comprovam que o surfactante tem influência direta sobre as propriedades das argilas organofílicas e grande importância no processo de incorporação. Melhorias significativas foram observadas nas propriedades de barreira a gases e mecânicas, principalmente com relação a resistência a tração, que aumenta a medida que se aumenta a concentração de argila. As propriedades de perfuração não foram significativamente modificadas, mas também verificou-se um aumento significativo da estabilidade mecânica em função da temperatura. Porém, a absorção de umidade interfere negativamente tanto nas propriedades mecânicas quanto na de barreira a gases, sendo que a Cloisite 15A é menos suscetível que a Cloisite 30B, provavelmente devido ao cátion de amônio quaternário ser mais hidrofóbico. Assim, os filmes de nanocompósitos de poliamida- 6/argila devem ter aplicações diversas na indústria de embalagens
Polymeric nanocomposites were obtained by incorporation of 1, 2, 5 e 10% of the organophilic clays Cloisite 15A e 30B in polyamide-6, using a twin-screw extruder and the melting process. Then, the pellets were reprocessed as films in a single-screw extruder coupled with the blow method, and those materials were characterized by means of spectroscopic, thermal and X-ray difraction techniques. The results were consistent with the formation of nanocomposites with excellent dispersion and exfoliation, especially when the concentration of clay was below 5%. In the samples containing 5 e 10%, the presence of tactoids were observed showing the formation of intercalated nanocomposites as well. Thus, as the concentration of organophillic clay increases, the fraction of completely exfoliated clay decreased. Furthermore, the incorporation of clays (Cloisite 15A or 30B) in concentrations as low as 1% induced the crystallization of polyamide-6, such that it was found in the films predominantly in the γ phase. However, as the concentration of clay increases there is a steady increase of the amorphous phase, probably due to the decrease of the rate of the recrystallization process at 194 ºC, responsible for the formation of the γ phase. Also, the presence of an excess of surfactant was confirmed for both, Clositite 15A and 30B, around the tactoids and in the interlamelar space also, increasing the basal distance and facilitating the intercalation/exfoliation process. However, such an excess interfere in the nanocomposite preparation process since decomposes at relatively low temperatures (200 ºC) while the intercalated quaternary ammonium cation decomposes at 240 ºC. In fact, we showed that the structure of the surfactant directly influences the properties of the organophilic clays, and has strong influence on the nanocomposite preparation process. Significant improvements in the barrier effect to gases and in the mechanical properties were noticed for the nanocomposites, particularly on the resistance to traction and on the mechanical stability as a function of temperature, but the resistance to perforation didnt change significantly as the concentration of clay increased. The absorption of water by the nanocomposites influenced negatively the mechanical properties and the barrier effect as well. However, the nanocomposites prepared with Cloisite 15A were less susceptible than those obtained with Cloisite 30B, probably because the quaternary ammoniun salt in the first one is more hydrophobic and repels more effectively the water molecules

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Galvan, Danieli. "Estudos de híbridos de ABS e mistura binária de argilas montmorilonita organofílicas." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266780.

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Abstract:

Orientadores: Júlio Roberto Bartoli, Marcos Akira D'Ávila
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-20T09:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galvan_Danieli_M.pdf: 5419216 bytes, checksum: 3bbb69d4a9a4e73278d7ed9781b01c43 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: O presente trabalho estudou a preparação e caracterização de híbridos de polímero-argila, tendo a poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS) como matriz polimérica e duas argilas montmorilonitas organofílicas (MMTO) distintas e sua mistura binária 1:1 como fases dispersas. O objetivo foi avaliar os efeitos das variáveis: tipo de argila e processo nas propriedades físicas dos híbridos de ABS/MMTO. A seleção das argilas MMTO comerciais (Cloisite 30B e Cloisite 20A) baseou-se nas possíveis afinidades químicas de cada uma delas com as distintas fases do terpolímero ABS. Na preparação dos híbridos através do processo de intercalação no estado fundido, em extrusora com rosca-dupla co-rotacional, foi investigado o efeito do torque da rosca (ou tempo de residência na extrusora), na dispersão das argilas na matriz ABS. Os compostos obtidos foram caracterizados através de análises de difração de raios-X, termogravimetria, ensaios de tração uniaxial e resistência ao impacto, flamabilidade e análises reológicas do fundido em regime permanente e oscilatório em altas e baixas taxas de cisalhamento. A difração de raios-X indicou que os híbridos obtidos apresentavam estruturas intercaladas, que proporcionaram aumento nos módulos de elasticidade por tração e por cisalhamento (armazenamento e perda). As análises reológicas dos híbridos ABS mostram o surgimento de um caráter pseudo-sólido, em especial para os híbridos contendo a MMTO com maior afinidade química (Cloisite 30B) à fase SAN do terpolímero. Este comportamento indicaria uma provável dispersão em escala nanométrica da Cloisite 30B nos híbridos ABS, seja como único componente na fase dispersa ou na sua mistura binária com a Cloisite 20A. Este resultado caracterizaria os materiais obtidos como nanocompósitos. Melhorias significativas nas propriedades mecânicas de tração também foram verificadas nos híbridos a base de Cloisite 30B. Já os ensaios de rigidez ao impacto e as análises de estabilidade térmica não apresentaram resultados satisfatórios. Entretanto a adição de MMTO eliminou o gotejamento de material incandescente apresentado pelo ABS durante a queima (norma UL 94 HB). A utilização de um menor torque na rosca, ou seja, maior tempo de residência dos híbridos na extrusora, parece favorecer a dispersão/intercalação das argilas na matriz de ABS. Entretanto, o efeito deste fator foi confundido com variações na concentração nominal de argila
Abstract: This work studied the preparation and characterization of hybrids of polymer-clay, where the polymeric matrix was the poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) (ABS) and two different organically modified montmorillonite (OMMT) and their mixture (1:1) were used as dispersed phase. The aim was evaluate the effect of kind of clay and process parameters on physical properties of ABS/OMMT hybrids. Two grades of commercial OMMT organoclay (Cloisite 20A and Cloisite 30B) were investigated, with distinct chemical affinities according to terpolymer phases, and a binary mixture of these clays. The hybrids were prepared by melt intercalation process, on a co-rotating twin-screw extruder, the effect of screw torque (or residence time on extruder) on clay dispersion in the polymeric matrix was investigated. The hybrids were characterized by analysis of X-ray diffraction, thermogravimetry, mechanical properties (uniaxial tensile and impact strength), flammability, and rheological analysis in steady and oscillatory states, at high and low shear rates. The X-ray diffractions indicated that the ABS hybrids present an intercalated structure, which improved the tensile elastic modulus and shear modulus (storage and loss). The rheological analysis of ABS hybrids shows the emergence of a pseudo-solid character, especially to the hybrids containing the OMMT with higher chemical affinity (Cloisite 30B) to SAN phase of the terpolymer. This behavior would indicate a probable nanometric scale dispersion of the Cloisite 30B on the hybrids of ABS, even in the single form or in a binary mixture, likely characterizing them as nanocomposites. Significant improvements in the tensile mechanical properties were also verified on the hybrids based on Cloisite 30B. Nevertheless the impact strength and thermal stability analysis did not show satisfactory results. The flammability test (UL 94 HB standard) of ABS hybrids showed a non-dripping effect of incandescent material during burning. The use of a lower screw torque, higher residence time of the hybrids on extruder, seems to favor clay dispersion/intercalation on the ABS matrix, however, the effect of this factor was confounded with some variations in the organoclay nominal content
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestre em Engenharia Química

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VAZZOLER, F. S. D. "Preparação e Caracterização de Argilas Organofílicas e Sua Aplicação na Adsorção de Atrazina em Água." Universidade Federal do Espírito Santo, 2017. http://repositorio.ufes.br/handle/10/6936.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2018-03-22T15:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11392_Disserta__o_Fabricia.pdf: 2794068 bytes, checksum: ec240a6fbf8358df113f84523cc46919 (MD5) Previous issue date: 2017-08-29
As argilas organofílicas preparadas a partir de sais quaternários de amônio destacam-se como adsorvente para separação de compostos orgânicos da água. Desta forma, o propósito deste trabalho foi preparar e caracterizar três diferentes tipos de argilas organofílicas e depois verificar a capacidade de uma dessas argilas em adsorver a atrazina em meio aquoso. A partir do processo de troca catiônica, promoveu-se a modificação da argila natural em argilas organofílicas, usando-se os surfactantes brometo de cetil trimetil amônio, cloreto de cetil trimetil amônio e cloreto de dodecil trimetil amônio. Para a argila in natura, os resultados da análise química por fluorescência de raio X apresentaram-se coerentes com os de um argilomineral esmectítico, assim como o resultado obtido pela capacidade de troca catiônica, que apresentou um valor de 80meq/100g de argila. Os dados de difração de raio X indicam diferentes expansões lamelares para as três argilas organofílicas obtidas quando comparadas à argila in natura, comprovando a presença dos sais quaternários de amônio no espaço interlamelar. Através da microscopia eletrônica de varredura foi possível verificar formação de aglomerações. Também foi verificada uma diminuição da área superficial específica demonstrando menor acessibilidade aos espaços lamelares devido à presença dos surfactantes. As análises termogravimétricas foram realizadas numa taxa constante de aquecimento até 1000ºC, obtendo-se perfil de variação negativa em todas as argilas, sendo possível constatar a perda de água e dos surfactantes gradativamente. O inchamento de Foster mostrou forte favorecimento de adsorção de solventes de características apolares, confirmando o caráter organofílico. Além disso, a adsorção da atrazina na argila organofílica escolhida foi bem maior se comparada com a argila in natura, evidenciando o potencial de uso desses materiais como alternativa aos tratamentos existentes para remoção de compostos orgânicos de água.

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CÂMARA, Josemar Guerra de Andrade. "Avaliação cinética e de equilíbrio de um processo de remoção por adsorção de benzeno e tolueno de águas residuárias de Refinarias de Petróleo." Universidade Federal de Pernambuco, 2010. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6530.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2899_1.pdf: 1930473 bytes, checksum: 2494d917e2f212c34eb896288721cc3a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010
Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco
Contaminações do solo, aéreas e de águas superficiais e sub-superficiais por hidrocarbonetos do petróleo geralmente são oriundas das principais atividades petroleiras de prospecção, exploração, transporte e refino. No caso das refinarias onde o óleo cru é processado para obtenção dos produtos de interesse, os efluentes gerados apresentam grande diversidade de poluentes orgânicos e inorgânicos, incluindo hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos que podem ser tóxicos para diversos organismos e potencialmente cancerígenos. Neste contexto, foi realizado um estudo para desenvolvimento de um processo de pós-tratamento para as águas residuárias de refinarias petrolíferas capaz de remover contaminantes, em especial benzeno e sua mistura com tolueno, dando condições a esses efluentes de serem direcionados para os cursos hídricos ou reutilizados no próprio processo. Este pós-tratamento pode ser feito através do uso de argilas organofílicas como adsorvente dos compostos orgânicos. Neste trabalho, argilas in natura foram tratadas para acentuar suas propriedades organofílicas tornando-as capaz de adsorver compostos orgânicos. Experimentos de adsorção em batelada utilizando estas argilas organofílicas foram realizados para remoção do benzeno e de sua mistura com tolueno. Os resultados obtidos utilizando este adsorvente indicaram que a argila organofílica tem uma boa capacidade adsortiva perante o benzeno e o tolueno apresentando uma capacidade adsortiva máxima de aproximadamente 14,5 e 16,8 mg/g, respectivamente. Além disso, foi observado também que a constante de equilíbrio KA obtida para o benzeno e tolueno apresentaram valores muito próximos, 0,12 e 0,10 L/mg respectivamente, mostrando que estes compostos ocupam os mesmos sítios da argila. Estes resultados mostram que a utilização desta argila como material adsorvente para compostos orgânicos é uma boa alternativa para o tratamento das águas residuárias de refinarias contaminadas por estes compostos. Os resultados também indicaram que os modelos de isotermas de adsorção de Langmuir utilizados para o sistema monocomponente se ajustaram aos resultados experimentais e, portanto, descrevem bem o equilíbrio do sistema estudado. Foi observado que o tempo de equilíbrio é atingido após 3 h

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Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira. "Estudo, em escala de laboratório, do uso de argilas do tipo bofe na obtenção de argilas organofílicas e ativadas." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-02062008-165709/.

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Este trabalho apresenta o desenvolvimento da tese intitulada: Estudo, em escala de laboratório, do uso de argilas do tipo Bofe na obtenção de argilas organofílicas e ativadas. Argilas do tipo esmectítico são as de maior utilização industrial, sendo considerada a mais interessante das argilas industriais. Todavia em diversos casos faz-se necessário submetê-las a tratamentos químicos para desenvolver suas potencialidades. Para o desenvolvimento da tese foram utilizadas quatro amostras de argilas do tipo Bofe, provenientes de jazidas localizadas no município de Boa Vista, PB. Esse tipo de argila, apesar de ser bastante abundante, possui baixo valor econômico dada a dificuldade de obter produtos com propriedades adequadas a partir delas. Neste estudo utilizamos dois tipos de tratamentos, para verificar a potencialidade destas argilas, que foram: ativação ácida e organofilização. Para ativação ácida, foi utilizado o ácido clorídrico com diferentes tempos de reação, variando de uma hora até sete dias e com estas amostras avaliou-se o poder descorante em óleo de soja. Para a organofilização foram utilizados três sais quaternários de amônio e com as argilas organofílicas obtidas realizou-se teste de sorção em solventes orgânicos. Os resultados obtidos indicam que o tratamento ácido em argilas, com tempos de reação muito longos, promove destruição significativa da estrutura do argilomineral esmectítico. As argilas na sua forma natural apresentaram, no descoramento de óleo de soja, comportamento superior ao de argilas industriais ativadas de alto desempenho o que potencializa o uso das argilas tipo Bofe como materiais descorantes naturais (terras fuller). Em relação à organofilização, observou-se a eficiência no tratamento aplicado, visto o aumento do espaçamento interplanar, medido por difração de raios-X e da alta capacidade de sorção de óleo Diesel e Tolueno dos materiais organofílicos obtidos.
This work present the development of the entitled thesis: Study, at laboratory scale, of the use of the Bofe type clay to obtain organophillic and activated clays. Clays of the smectite type are of the bigger industrial use, being considered most interesting of the clay minerals. However, becomes necessary to submit it to chemical treatments for develop its potentialities. For the development of the research four samples of clay from the Bofe type had been used, proceeding from deposits located in areas near to the city of Boa Vista, PB. This type of clays, in spite of they be quite abundant, possess low economic value because the difficulty to obtain products with adequate properties starting from them. In this study to verify the potentiality of these clays we used two types of treatments. Those treatments were: acid activation and organophillic modification. For the acid activation treatment, hydrochloric acid was used with different times of reaction, varying from one hour up to seven days and with the obtained samples the fade power was evaluated in soy oil. To the organophillic modification treatment three quaternary ammonium salts were used. With the samples of the treated clays were made sorption in organic solvents tests. The obtained results indicate that the acid treatment in clays, with very long times of reaction, promotes significant destruction of the structure of the smectite clay mineral. Clays in its natural form presented, in the soy oil fade, superior behavior to the one of industrial activated clays of high performance, that indicates the potential of use of the type Bofe clays as natural bleacher material (fuller\'s earth). In relation to the organophillic modification, it was observed efficiency in the applied treatment, seen the increase of the interplane spacing, measured by X ray diffraction and the high capacity of sorption of Diesel oil and Toluene of the gotten organophillic materials indicating its potential of use in the sorption of hydrocarbons.

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Botelho, Kilça Tanaka. "Síntese de argilas organofílicas e sua incorporação em polimerização in situ para a obtenção de nanocompósitos antichamas de poliestireno." Florianópolis, SC, 2006. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/88979.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Made available in DSpace on 2012-10-22T15:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232851.pdf: 953023 bytes, checksum: 948addf2528d97a23b6bc7ea13d663d9 (MD5)
Neste trabalho sintetizamos algumas bentonitas organofílicas, a partir de argilas esmectíticas sódicas (MMT-Na+), com o objetivo de incorporá-las em nanocompósitos de poliestireno-argila organofílica (PS-MMT). As argilas organofílicas foram obtidas pela reação de troca catiônica da argila esmectítica sódica (bentonita) com alguns sais quaternários de amônio. Primeiramente, foram caracterizados os materiais esmectíticos sódicos, através do inchamento de Foster, difração de raios-X (DRX) e capacidade total de troca de cátions (CTC). Em seguida foi feita reações de troca catiônica da argila esmectítica sódica com os sais quaternários de amônio selecionados. As argilas emectíticas sódicas e as organofílicas foram caracterizadas por DRX e pela espectroscopia de infravermelho (IR), respectivamente. Adicionalmente à essas análises, foram realizados os testes de inchamento de Foster. Os difratogramas das argilas organofílicas mostraram um deslocamento do espaçamento basal com relação a argila esmectítica sódica. Além disto, as argilas organofílicas apresentaram bandas de IR típicas dos radicais nitrogênio e alquila. Após a devida caracterização das argilas organofílicas, foram feitas polimerizações em massa do estireno juntamente com a argila organofílica. Nesta polimerização é incorporada argila organofílica formando o nanocompósito de poliestireno-argila organofílica (PS-MMT). O PS-MMT apresentou características antichamas com relação ao poliestireno puro, ilustrado nas curvas de termogravimetria (TGA). Este comportamento retardante de chamas proporciona ponteciais aplicações dos materiais organofílicos modificados. In this work we synthesized some organophilic bentonites derived of sodium smectite clays (MMT-Na+) for incorporing them into polystyrene-organoclay nanocomposites (PS-MMT). The organoclays was obtained by cation exchange reaction of sodium smectite clay (bentonite) with some quaternary ammonium salts. Firstly, we characterize the starting sodium smectitic materials by Foster swelling, X-ray diffratometry (XRD), and total cation exchange capacity (CEC). Following, we performed the controlled cation exchange reaction of the sodium smectitic clay with the chosen quaternary ammonium salts. We characterize both sodium smectitic clay and the organoclay by XRD and infrared spectroscopy (IR). Additionally, in the same materials we performed the Foster swelling tests. The diffratograms of the organoclays showed basal spacement expansion in relation to the sodium smectitic clay. Besides this, the organophilic clays pointed out some typical bands of nitrogen and alkyl radicals. After the proper organoclay synthesized, were conducted bulk polymerizations of the monomer styrene with in situ incorporation of the organoclay into the polystyrene-organoclay nanocomposite. The nanocomposite polymer-organoclay formed showed markedly flame retardant increasing in relation to the pure polystyrene according to TGA plots. This flame retardant behavior inducted the high potential applications of the modified organoclay materials.

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Valandro, Silvano Rodrigo. "Polimerização fotoiniciada e degradação foto-oxidativa de nanocompósitos de poli(metacrilato de metila)/argilas organofílicas." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-23042013-110614/.

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Abstract:

Nanocompósitos de PMMA/ argila montmorilonita foram obtidos por fotopolimerização in situ. O metacrilato de metila foi polimerizado na presença de argilas modificadas usando Tioxantona (TX) e etil 4-(dimetilamino) benzoato (EDB) como sistema fotoiniciador. As argilas montmorilonitas SWy-1 modificadas, SWy-1-C8 e SWy-1-C16, foram preparadas pela troca de íons com brometo de octiltrimetilamônio (C8) e brometo de hexiltrimetilamônio (C16), respectivamente. A difração de raios-X indicou que os compósitos de PMMA/argila podem ter estruturas intercaladas ou esfoliadas, ou mesmo uma mistura de estruturas em camadas esfoliada e parcialmente intercalada. A estrutura de cada nanocompósito depende da concentração de argila e do solvente utilizado na preparação. A influência da concentração de argila organofílica, natureza do solvente e tipo de argila nas propriedades térmicas e mecânicas foi estudada por análise termogravimétrica e análise dinâmico-mecânica. Todos os nanocompósitos preparados em acetonitrila exibiram melhora da sua estabilidade térmica, principalmente devido à interação entre a argila e o polímero que é maximizada através da estrutura da argila esfoliada. No caso do PMMA e nanocompósitos sintetizados em etanol, a estabilidade térmica do polímero e nanocompósitos foi praticamente a mesma, uma vez que a estrutura da argila é predominantemente do tipo intercalada. Na velocidade de polimerização observou-se que os fatores que mais influenciaram foram a concentração de argila e o tipo de solvente. A argila proporciona a formação de microambientes que estabilizam o estado excitado do iniciador formando mais radicais livres e consequentemente aumentando a velocidade polimerização. A utilização da acetonitrila, a qual é um melhor solvente para o PMMA proporcionou massas molares menores. A degradação foto-oxidativa dos nanocompósitos de PMMA/ argila foi investigada utilizando cromatografia de exclusão de tamanho (SEC). Foram encontradas evidências de que o PMMA e nanocompósitos degradam por cisões aleatórias de cadeias. A polidispersidade aumentou após a irradiação e o coeficiente de degradação de PMMA puro é de até seis vezes maior do que para os nanocompósitos. O efeito sobre os coeficientes de fotodegradação da concentração de argila, tipo argila (argila modificada por agentes tensoativos com diferentes comprimentos de cadeias de alquílica) e o solvente utilizado para a dispersão de argila orgânica, também foram estudados.
Montmorillonite clay/PMMA nanocomposites were obtained by in situ photopolymerization. Methyl methacrylate was polymerized in the presence of modified clays using thioxanthone (TX) and ethyl 4-(dimethylamino) benzoate (EDB) as photoinitiating system. The SWy-1 montmorillonite modified clays, SWy-1-C8 and SWy-1-C16, were prepared by ion exchange with octyltrimethylammonium bromide (C8) and hexyltrimethylammonium bromide (C16), respectively. X-ray diffraction indicated that clay/PMMA composites have intercalated or exfoliated structures, or even a mixture of exfoliated and partially intercalated structure layers. The structure of each particular nanocomposite depends on the clay loading and the solvent used for the preparation.The influences of organoclay loading, solvent nature and clay type on thermal and mechanical properties were studied by thermogravimetric analysis and dynamic mechanical analysis. All the nanocomposites prepared in acetonitrile exhibited improvement in their thermal stability, mainly due to the interaction between the clay and the polymer which is maximized by the exfoliated clay structure. In the case of PMMA and nanocomposites synthesized in ethanol, the thermal stability of polymer and nanocomposites remained practically the same once the clay structure is predominantly of the intercalated type. It was observed that the factors that most influenced the polymerization rate were the concentration of clay and type of solvent. The clay provides the formation of microenvironments that stabilizes the excited state of the initiator forming free radicals and consequently increasing the polymerization rate. The use of acetonitrile, which is a better solvent for PMMA gave the lowest molar weight. The photooxidative degradation of clay/PMMA nanocomposites has been investigated using size exclusion chromatography (SEC). Evidence was found that PMMA and composites degrade by random chain scissions. The polydispersity increases after irradiation and the degradation rate coefficient for pure PMMA is up to 6 times larger than that for the composites. The effect on the photodegradation rate coefficients of the clay content, clay type (clay modified by surfactants with different lengths of alkyl chains) and solvent used for dispersion of organic clay were also studied. The relationship of these parameters on the photodegradation process was statistically evaluated using a two-level factorial design.

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Dissertations / Theses on the topic 'Argila organofílica'

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