Dissertations / Theses on the topic 'Descarga de Corona'

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-11T18:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buzeto_FabricioAndre_M.pdf: 5022514 bytes, checksum: da17a266de578a2060bb68a4ba3a873d (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: Estudos das modificações superficiais de polímeros, causadas por descarga corona, são desenvolvidos com o objetivo de mudar as propriedades hidrofóbicas apresentadas por esses materiais, melhorando suas propriedades superficiais sem alterar suas propriedades mecânicas. No presente estudo, realizou-se, alterações na superfície da borracha natural, por tratamento corona de configuração ponta/plano com potência de 5 kV, visando, num segundo momento, a facilitação da incorporação de cargas com caráter hidrofílico à borracha natural. Um planejamento fatorial 22 foi utilizado para a análise dos resultados obtidos por medidas de ângulo de contato, tendo como objetivo a determinação do tempo e altura ótimos para a diminuição do ângulo de contato medido na superfície do polímero em relação à água destilada. Utilizaram-se técnicas complementares como FTIR/ATR, para a determinação das alterações físico-químicas ocorridas na superfície da borracha, bem como, análises térmicas da borracha natural visando à sustentação da não ocorrência de modificações na estrutura polimérica da borracha natural, tais como, reticulações. Através da técnica de microscopia ótica, foi possível verificar que para alturas menores que 2 mm, a superfície da borracha sofre degradação causada pela intensidade das descargas
Abstract: Studies of the superficial modifications of polymers, caused by corona discharges, are developed with the objective to change the hydrophobic properties presented by these materials, improving their superficial properties without changing their mechanical properties. In the present study, superficial modifications were carried out in the natural rubber, for corona treatment from needles-plane electrode system configuration with power of 5 kV, aiming, on a second moment, the facilitation of the incorporation of fillers with hydrophilic characteristic into the natural rubber. A factorial planning 22 was used on the analysis of the results obtained by contact angle measures, taking as an objective the determination of the best time and height for the reduction of the contact angle measured in the polymer surface regarding the distilled water. Complementary techniques were used, like the FTIR/ATR, to determine the chemical-physic alterations taken place in the rubber surface, as well, thermal studies of the natural rubber aiming for sustenance of not-incident modifications in the internal polymeric structure of the natural rubber, such as, reticulations. Through the optical microscopy technique, it was possible to confirm that, for heights less than 2 mm, the rubber surface suffers degradation caused by the intensity of the applied electric charges.
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química.
Made available in DSpace on 2012-10-26T09:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303917.pdf: 2000217 bytes, checksum: 0474276782ae1fe191eba9a31bb9e2ae (MD5)
O presente trabalho enfoca o processo de degradação de três corantes azo em meio aquoso por plasma frio de descarga corona. A influência de parâmetros operacionais do sistema de trabalho, perfil cinético da degradação, efeito pós descarga, identificação de subprodutos de degradação e resultados da mineralização dos compostos foram estudadas. Neste estudo, foram escolhidos como modelo, três corantes monoazóicos com estrutura química semelhante: alaranjado de metila, vermelho de metila e amarelo de metila. Parâmetros operacionais como gap de descarga, potência aplicada, pH e temperatura do meio foram estudados na degradação dos corantes alaranjado de metila e vermelho de metila a fim de compreender a influência de cada parâmetro nas reações de degradação. Com base nesse estudo constatou-se, que a reação de degradação para ambos os corantes é favorecida quando a potência elétrica aplicada e a temperatura são aumentadas, mantendo constante o gap de descarga em 10 mm e em pH do meio ácido (2). Juntamente com o estudo da influência dos parâmetros operacionais foi realizado o estudo cinético das reações de degradação para os mesmos corantes. Para ambos, foi constatado que o perfil cinético da reação de degradação se ajusta ao modelo de ordem zero em relação aos corantes. Espécies químicas produzidas durante a reação de degradação como NO2-, NO3- e H2O2 foram identificadas no meio reacional. Através da cromatografia iônica, NO2- e NO3- foram quantificados em meio aquoso quando o plasma frio foi gerado em atmosfera de nitrogênio. Com base nisso, estima-se que o NO3- é possivelmente proveniente da oxidação do NO2- por H2O2. Estas espécies foram quantificadas e suas concentrações em fase aquosa são fortemente dependentes do tipo de gás de trabalho utilizado. Foi evidenciado que o chamado efeito pós descarga temporal, caracterizado pela degradação do corante em fase aquosa após aplicação do plasma, ocorre de acordo com um perfil cinético de pseudo primeira ordem; diferentemente da degradação direta pelo plasma. As espécies produzidas na degradação direta pelo plasma foram identificadas por espectrometria com ionização por eletronspray. Um possível esquema da reação de degradação foi proposto em função dos diferentes gases de trabalho utilizados na formação do plasma. Fica evidente a formação de espécies com peso molecular menor com o tempo de exposição ao plasma. A análise de carbono orgânico total indicou que quando o plasma é formado em atmosfera de argônio o percentual de remoção é maior. Em suma, o perfil cinético da reação de degradação para os corantes azo alaranjado de metila, vermelho de metila e amarelo de metila foi o mesmo e o processo caracterizado como ordem zero.
The present study describes the degradation process of three azo dyes in aqueous medium by corona discharge non thermal plasma. The influence of operating parameters on the working system, the degradation kinetic profile, the post-discharge effect, the identification of degradation byproducts, and the compounds mineralization results were studied. In this study, three monoazo dyes with similar chemical structure were chosen as a model: methyl orange, methyl red and methyl yellow. Operational parameters such as discharge gap, applied power, pH and temperature of the medium were studied on the degradation of the dyes methyl orange and methyl red in order to understand the influence of each parameter on the degradation reactions. Based on this study, it was found that the degradation reaction for both dyes is favored when the applied electric power and the temperature are increased, keeping a constant discharge gap of 10 mm and maintaining the acidic pH (2). Along with the study of the influence of operating parameters, a kinetic study of degradation reactions was performed for the same dyes. For both, it was found that the kinetic profile of the degradation reaction fits the model of zero order on the dye. Chemical species produced during the degradation reaction such as NO2-, NO3-and H2O2 were identified in the reaction medium. Through ion chromatography, NO2- and NO3- were measured in aqueous media when the non thermal plasma was generated in a nitrogen atmosphere. Based on that, it is estimated that the NO 3-is possibly coming from the oxidation of NO2- by H2O2. These species were quantified and their concentration in the aqueous phase are strongly dependent on the type of working gas used. It was evidenced that the called post-discharge temporal effect, characterized by the dye degradation in the aqueous phase after application of the plasma, takes place according to a pseudo first order kinetic profile, differently from direct degradation by plasma. The species produced by the plasma direct degradation were identified by ionization eletronspray spectrometry. A possible scheme of the degradation reaction was proposed according to the different working gases used to form the plasma. The formation of species with less molecular weight with the time of exposure to plasma became evident. The total organic carbon analysis indicated that when the plasma is formed in the argon atmosphere, the removal percentage is higher. In sum, the kinetic profile of the degradation reaction to the azo dyes methyl orange, methyl red and yellow methyl was the same and the process characterized as zero order.

Usando geometrias do tipo ponta e plano estudou-se as características elétricas da descarga corona positiva e negativa. Mediram-se as distribuições da densidade de corrente elétrica e do campo elétrico sobre o plano coletor dos íons. São discutidos os resultados obtidos para o sistema ponta planos e para o sistema em que o campo elétrico externo é aplicado através de uma placa adicional colocada perto da ponta. Neste último caso os resultados são interpretados com um modelo teórico que supõe que os íons se movem direção perpendicular entre as placas, sob a ação de um campo constante e lateralmente sob o campo de repulsão da carga espacial.
Electric characteristics of a positive and negative corona discharge were studied for geometries of the type point and plane. The electric current density and the electric field distributions on the collector plane were measured. We discuss the results obtained with the point and plane geometry and with the geometry were a external electric field is applied by means of an additional metallic plate fixed near the point. For the latter geometry the results were interpreted by using a theoretical model in which it is assumed that the ions drift in the direction perpendicular to the plates under a constant electric field and laterally under the field of the ionic space charge.

Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-20T20:46:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_SelmaAparecida_M.pdf: 4679717 bytes, checksum: b44b60b38798f2147b5fd6fe7eacc78f (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: O material polimérico denominado não tecido de polipropileno (NTPP), após receber adequado tratamento químico, tem sido largamente utilizado na indústria têxtil para confecção de produtos de higiene pessoal, fraldas e absorventes descartáveis. Neste sentido o presente trabalho analisa os efeitos das técnicas de descarga corona (atmosfera ambiente) e plasma por radiofrequência (atmosferas de oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e argônio (Ar) causados nas propriedades de superfície de amostras de NTPP em função do tempo de tratamento e nas respectivas atmosferas citadas. Recortam-se amostras de NTPP com geometria retangular (10x30mm) e espessura média de 40?m. Após tratamentos por corona e plasma submetem-se as amostras ás técnicas de medidas de ângulo de contato (método da gota séssil), de espectrometria em infravermelho (FTIR/ATR), de microscopia eletrônica exploratória (SEM) e de calorimetria diferencial exploratória (DSC); as quais têm por objetivo caracterizar a superfície do material em relação à molhabilidade, a formação de grupos polares, alterações morfológicas e comportamento de volume, respectivamente. Realizaram-se as medidas em quintuplicatas e dentre os resultados pode-se destacar que (i) o ângulo de contato tende a diminuir com o aumento do tratamento tanto corona quanto plasma, indicando que está ocorrendo aumento da molhabilidade do material, assim como comprovado por cálculos de energia livre de superfície (por exemplo: sem tratamento 18 mN/m e após tratamento 87 mN/m); (ii) as espectrometrias em infravermelho indicam a formação de grupos polares (hidroxílicos e carboxílicos); (iii) os termogramas em DSC indicam que não há alterações entre amostras com e sem tratamento, preservando assim propriedades de volume do material (estabilidade térmica de 0 á 135ºC e Tm=162ºC). Cabe ressaltar que realizaram-se medidas sobre a durabilidade do tratamento corona e os resultados mostram satisfatória durabilidade até 4 dias
Abstract: The polymeric material known as non-woven polypropylene (NTPP) upon receiving suitable chemical treatment has been widely used in the textile industry for the manufacture of personal hygiene products, diapers and disposable absorbent. In this sense the present paper analyzes the effects of corona discharge techniques (ambient atmosphere) and plasma radiofrequency (atmospheres of oxygen (O2), nitrogen (N2) and argon (Ar) caused the surface properties of samples as a function NTPP treatment time and the respective atmospheres cited. Samples were cut out NTPP rectangular geometry (10x30mm) and an average thickness of 40?m. After corona treatment and plasma samples were subjected techniques measures the contact angle (sessile drop method), infrared spectrometry (FTIR/ATR), scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) which are intended to characterize the material surface with respect to wettability, the formation of polar groups, and morphological behavior volume, respectively. There were measures in quintuplicatas and among the results can be noted that (i) the contact angle tends to decrease with the increase in both corona treatment and plasma, indicating that it is an increase of the wettability of the material, as evidenced by calculations of surface free energy (for example, untreated 18 mN/m after treatment 87 mN/m; (ii) infrared spectroscopy indicated the formation of polar groups (hydroxyl and carboxyl); (iii) the DSC thermograms show no charges between treated and untreated samples, thus maintaining properties of the material volume (thermal stability of 0 to 135ºC and Tm=162ºC). It should be noted that measurements were performed on the stability of the corona treatment and the results show satisfactory stability up to 4 days
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestre em Engenharia Química

Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-17T16:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sena_HildoCostade_M.pdf: 22003439 bytes, checksum: 1eca2b2806567e926cea6f94abd18776 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Este trabalho avalia o efeito do tratamento por descarga corona em temperatura ambiente e acima para promover aumento da energia de superfície em filmes de polipropileno (PP). Submeteram-se amostras de polipropileno ao tratamento corona em sistema com geometria ponta-plano e utilizou-se de tensão de polarização dos eletrodos em 5kV . Avaliaram-se os efeitos do tratamento corona através de medidas de ângulo de contato pelo método da gota séssil, em função dos parâmetros: tempo de tratamento corona (2s a 90s), temperatura das amostras de polipropileno (25_C e 55_C) e distância entre os eletrodos (3mm e 5mm). Os resultados indicam influência significativa do tempo de tratamento corona e da distância intereletrodos. Ademais, o tratamento corona aumenta a energia de superfície dos filmes observada através da diminuição do valor do ângulo de contato entre amostra e gota d'água (inicialmente 88_ sem tratamento e 50_ após corona com 3mm de distância entre os eletrodos). Dentre os parâmetros e condições estudadas a temperatura não apresenta influência nos valores de ângulo de contato a fim de mudar a energia de superfície dos filmes. Em adição as medidas de ângulo de contato, medem-se propriedades físico-químicas da superfície do PP através da obtenção dos espectros dos filmes por espectrometria de infravermelho com transformações de Fourier (FT-IR) e de micrografias obtidas por microscopia eletrônica exploratória (MEV). A energia de superfície (antes e após tratamento corona) foi determinada utilizando-se os seguintes métodos: tensão superficial crítica (c), equação de estado (EE) e as aproximações de Owens/ Wendt (OW), Wu (Wu) e van Oss/ Chaudhury/ Good (VCG). A partir destes métodos encontra-se que: foram observadas diferenças entre os espectros de FT-IR obtidos nas diferentes condições de tratamento estudadas quando associadas a modificação por corona sob temperatura acima da ambiente (55_C _ 2_C). Alterações na topografia dos filmes de PP foram observadas após tratamento por descarga corona através da formação de grânulos, depressões, eriçamento e protuberâncias na superfície destes. Melhorias na energia livre superficial dos filmes de PP foram observadas após tratamento corona e variou aproximadamente de 36,9mN=m para 47,9mN=m em filmes sem tratamento superficial e após 10s de tratamento por descarga corona quando determinada através da aproximação de VCG, respectivamente
Abstract: The present study evaluates the effect of corona discharge treatment at room temperature and above in order to promote an increase of surface energy of polypropylene films. Polypropylene samples were subjected to corona treatment in tip-plane geometry system using bias voltage of 5kV between the electrodes. The effects of corona treatment were assessed by contact angle measurements using the sessile drop method, taking in account the following parameters: corona treatment time (2s to 90s), temperature of polypropylene samples (25_C and 55_C) and distance between the electrodes (3mm and 5mm). The results indicate significant influence of treatment time and the distance between the electrodes. Moreover, the corona treatment increases the surface energy of the films which was observed by decreasing the value of the contact angle between thesample and drop of water (initially 88_ without treatment and 50_ after corona with 3mm gap between the electrodes). Among the parameters and conditions studied, the temperature does not influence the values of contact angle in order to change the surface energy of the films. In addition the measures of contact angle, were carried out measures of physicochemical properties of the PP surface by obtaining the spectra of the films by infrared spectrometry with Fourier transformed (FT-IR) and micrographs obtained by scanning electron microscopy (SEM). The surface energy (before and after corona treatment) was determined using the following methods: critical surface tension (c), equation of state (EE) and approaches from Owens/ Wendt (OW), Wu (Wu) and van Oss/ Chaudhury/ Good (VCG). From these methods is turning out that: there were differences between the spectra obtained at different FT-IR treatment conditions studied when associate the corona modification at above room temperature (55_C _ 2_C). Changes in the topography of the films PP were observed after treatment by corona discharge due to formation of granules, depressions, bristling and bumps on their surface. Improvements in surface free energy of the PP films were observed after corona treatment, around from about 36,9mN=m in films without surface treatment up to 47,9mN=m after 10s of corona discharge when determined by VCG approach
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestre em Engenharia Química

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-07-29T02:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_MayraParavidino_M.pdf: 2351556 bytes, checksum: 199a0bbde61401a116b1b1f0c8ef6638 (MD5) Previous issue date: 2001
Resumo: As poliolefinas (PEAD, PEBD, PP, etc) são materiais poliméricos que possuem, tipicamente, baixa energia de superfície e pobres propriedades de adesão. Com intuito de melhorar tais propriedades foram desenvolvidas várias técnicas e dentre elas, destaca-se a técnica de descarga corona. Neste trabalho, filmes de polipropileno (PP) são tratados por descarga corona em condições ambientes controladas. Após o tratamento corona, parte das amostras tratadas é envelheci da (parte armazenada em vácuo e outra parte em ar) e ao final de 30, 60 e 90 dias de armazenamento é retratada; outra parte das amostras tratadas é lavada com solventes água e acetona. As superfícies destes filmes são caracterizadas através de medidas de ângulo de contato (8), espectroscopia FT1RIATR, teste de descolagem em "peel" e por análise térmica (DSC). As medidas de ângulo de contato (8) mostram que o tratamento corona diminui 8, indicando um aumento na molhabilidade da superfície dos filmes. Observam-se que os valores de 8 das amostras envelheci das aumentam com o decorrer do tempo de armazenamento e após o retratamento, estes valores tendem a aumentar mais gradualmente. Observa-se ainda que, a lavagem com solventes das amostras tratadas aumenta o valor de 8.As análises dos espectrogramas FT1RI A TR das amostras tratadas revelam o aparecimento de grupos contendo oxigênio (principalmente na forma de carbonilas). Observa-se que a concentração destes grupos aumenta em função do tempo de tratamento e que para as amostras envelhecidas e amostras lavadas, tais grupos permanecem porém, há certa diminuição na concentração destes. Os resultados dos testes de descolagem em "peel" mostram que o tratamento corona aumenta a força de descolagem e as análises de DSC mostram que o comportamento térmico das amostras tratadas não sofre alterações. Portanto, conclui-se que as propriedades de superfície dos filmes de PP melhoram com o tratamento corona e são influenciadas pelo tempo de armazenamento, retratamento e lavagem com solventes
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestre em Engenharia Química

Este trabalho traz como contribuição o início sistemático de estudos para o projeto e execução de ozonizadores dedicados a estações de tratamento de água e esgotos domésticos com tecnologia totalmente nacional. O objetivo é desenvolver um sistema que apresente custo reduzido de fabricação, implantação, manutenção e também boa eficiência na produção de ozônio. Equipamentos auxiliares para bombeamento e tratamento do ar não são necessários, além de ser possível a ampliação do sistema. Devido ao caráter multidisciplinar, este trabalho aborda a problemática da geração de subprodutos danosos ao homem e ao meio ambiente pelo uso de desinfetantes tradicionais, bem como um processo alternativo de tratamento pelo emprego do ozônio. Após descrever os fenômenos físicos envolvidos no método das descargas corona, um tratamento matemático apresenta elementos para o projeto ótimo deste sistema. Contudo, para viabilizar o uso de materiais disponíveis no mercado, os valores adotados nos arranjos iniciais seguiram aproximadamente estas indicações. Os ensaios foram realizados e a produção de ozônio foi obtida por titulação iodométrica. Os primeiros resultados foram tabulados e comparados com valores informados pelos equipamentos de mercado. Sugestões de implantação em campo para trabalhos futuros são apresentadas.
Studies for the project and execution of ozonizers dedicated to the wastewater and water treatment with total national technology were presented. The aim of this work consists of developing a system which minimize the manufacturing process, implementation and maintenance costs and also improves the ozone production efficiency. Accessory pumping equipments has been eliminated with the use of Venture\'s system to inject the ozone in liquid and air treatment has not been used to reduce costs. While this system loses efficiency with air no treatable, it allows a parallel and serial set-up to improve its performance. To support this work, an extended bibliographical analyzes has been carried out, which due to its multidiscipline characteristic was separated into studies of the traditional disinfectant procedures, alternative ozone treatment and, the physical corona discharges phenomena. The two prototypes were developed and, their obtained with the iodometric titration method, was also compared with those of market equipments. These preliminary comparisons have shown that these prototypes have a good performance inclusive with one of them having an ozone production superior than one of market equipments. Suggestions of implantation in field and other improvements for future work are also presented.

Orientador: João Sinézio de Carvalho Campos
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química
Made available in DSpace on 2018-08-26T11:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamasco_DaivesArakem_M.pdf: 2473917 bytes, checksum: f246b9e27a6e46a969245f8ff3666b15 (MD5) Previous issue date: 2015
Resumo: A indústria têxtil vem constantemente investindo tanto no processamento quanto na melhoria de seus produtos. Dentre a gama de materiais se destaca a seda, porém há a necessidade de adequá-la (beneficiamento) no sentido de se obter seu máximo rendimento. O presente trabalho visa apresentar resultados dos processos de degomagem e tratamento corona sobre tecidos de seda por analisar destacadas propriedades físicas tais como hidrofilidade, resistência à tração e perda de massa. Submeteram-se amostras de tecido de seda ao tradicional processo de degomagem com sabão de Marsellha e também pelo processo de tratamento corona. Posteriormente realizaram-se ensaios de hidrofilidade (medidas de ângulo de contato), resistência à tração e perda de massa. Os resultados mostram que: (i) tanto a degomagem quanto o tratamento corona promovem excelente hidrofilidade; no entanto o tempo para completa hidrofilidade é de 45 s quando tratado por corona e de 60 minutos quando por degomagem; (ii) a resistência a tração é maior com o processo corona e (iii) a perda de massa com a degomagem é em média 26% e com o processo corona é de 0,3%. Cabe ressaltar que com o processo corona praticamente não há geração de efluente em comparação com o de degomagem, o que significa outra grande vantagem para a indústria. De acordo com os resultados observam-se grandes vantagens na utilização do processo corona no que tange ao beneficiamento em tecido de seda
Abstract: The textile industry has been constantly investing in the processing and in the improvement of its products. Among the range of materials stands out silk, but there is a need to adjust it (improvement) in order to obtain their maximum efficiency. This paper presents results of degumming processes and corona treatment on silk fabrics by analyzing important physical properties such as hydrophility, tensile strength and weight loss. Underwent silk tissue samples to traditional degumming process Marsellha soap and also for the corona treating process. Subsequently took place hydrophility tests (contact angle measurements), tensile strength and weight loss. The results show that: (i) degumming and corona treatment promote excellent hydrophility; however, the time to complete hydrophility is 45 s when treated by corona and 60 minutes when a degumming; (ii) the tensile strength is higher with the corona process, and (iii) the mass loss is degumming with an average of 26% and the corona process is 0.3%. Note that with the corona process there is no generation of effluent compared to degumming, which means another advantage to the industry. According to the results, there are large advantages in using the corona process with regard to the processing of silk fabric
Mestrado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Mestra em Engenharia Química

Neste trabalho foi investigado o comportamento elétrico dos sistemas poliméricos preparados com o poliestireno, PS, e poli(metacri1ato de metila), PMMA, dopados com o corante vermelho disperso 1, DR1. O processo de polarização dos filmes poliméricos foi realizado usando o triodo de corona operando em duas configurações: i) carregamento com corrente de carga constante, ii) com tensão de grade constante. O processo de polarização por corona foi investigado variando-se os parâmetros do processo, tais como: corrente de carga, tempo, temperatura, campo elétrico de saturação e porcentagem de corante das amostras. As medidas da corrente elétrica no estado estacionário em função campo elétrico permitiram mostrar que o processo de condução elétrica nos dois sistemas obedecem o modelo de Poole-Frenkel. O valor da polarização elétrica induzida foi avaliada através de medidas do coeficiente piroelétrico, o qual é diretamente proporcional a polarização na amostra. No caso do PS(DR1) deu-se ênfase a investigação de medidas de corrente termo estimulada para avaliar a polarização elétrica induzida nas amostras por aplicação de uma ddp. Medidas da constante dielétrica complexa para os dois sistemas poliméricos foram realizadas em função da freqüência para diferentes temperaturas. Os resultados obtidos mostraram que a orientação e relaxação dos corantes nas amostras são associados ao movimento das cadeias poliméricas, i.e., relaxação do tipo α.
Some electrical properties of guest-host polymeric systems made with polystyrene, PS, and poly(methyl methacrylate), PMMA, and the disperse red 1 dye, DR1 were investigated. The poling process of films were performed with the corona triode set up operating in two modes: i) charging with constant current, ii) with a constant grid voltage. The influence of parameters such as the charging current, electric field at the s, time, temperature and the percentage of DR1 was investigated. Measurements of the steady state current versus the electric field allowed us to show that the electric conduction process in both polymeric systems follow the Poole-Frenkel model. The electric polarization induced in samples was evaluated measuring the piroelectric coefficient, which is directly proportional to the polarization value. For PS(DR1) samples thermally stimulated current measurements were performed to investigate the electric polarization obtained by application of a dc voltage. Measurements of the complex dielectric constant with the two polymeric systems as function of the frequency for different temperatures were performed. Results showed that orientation and relaxation of DR1 dye in samples are related to the chain movement, i.e., α relaxation process.

Orientador: Edison Bittencourt
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Made available in DSpace on 2018-07-27T09:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_SergioRebello_D.pdf: 4420948 bytes, checksum: c582d9be3f113bf5ea7d8123b678c73d (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: O desempenho de compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono depende das propriedades dos constituintes e, também, da interface entre estes. As características de boa adesão interfacial aumentam a capacidade de transferência de carregamento mecânico do reforço para a matriz polimérica e assegura uma boa integridade do compósito como um todo.Processos de tratamento de superfície por descarga carona têm sido muito utilizado industrialmente na modificação da superfície de materiais poliméricos. Entretanto, poucos estudos tem sido realizados quanto à utilização deste processo no tratamento superficial de fibras de carbono.Este trabalho descreve o processo de descarga corona desenvolvido no Centro Técnico Aeroespacial e Universidade Estadual de Campinas, para a utilização em planta industrial contínua de produção de fibras de carbono.A caracterização química das fibras de carbono obtidas pelo processo corona é feita utilizando-se as técnicas de espectroscopia: na região do infravermelho e Auger. O aspecto físico da superfície dos filamentos é verificado por análise de microscopia eletrônica de varredura.As características termo dinâmicas das superfícies das fibras tais como: ângulo de molhabilidade; energia livre de superfície e seus componentes, dispersivo e polar; e trabalho termo dinâmico de adesão são verificadas e relacionadas com as condições de processo utilizadas.A avaliação do desempenho mecânico das fibras de carbono obtidas é feita utilizando-se técnicas de extração das fibras e análise dinâmico mecânica e flexão de compósitos de resina poliéster reforçados unidirecionalmente com as fibras de carbono obtidas.Finalmente, verifica-se o bom desempenho de adesão e estabelece a relação entre as características termodinâmicas e mecânicas das amostras obtidas
Abstract: The performance of carbon fiber reinforced polymeric composites depends not only on properties of fibers and matrices, but also on the interface between them. The good interfacial adhesion characteristics improve the load transfer from the fibers into matrix and assure good structural integrity of the whole composite.The corona surface treatment process has been widely used industrially to modify polymeric material surfaces. However, there has been very little work reported on this issue when referring to carbon fiber surface.This work describes the corona discharge process developed at Centro Técnico Aeroespacial and Universidade Estadual de Campinas, to be used in industrial process of carbon fiber production.The chemical characterization of the carbon fibers treated by corona process, is obtained using infrared spectroscopy (IR) and Auger spectroscopy techniques (AES). The physical aspect of the filaments are determined by scanning electron microscopy (SEM).The fibers surface chemical characteristics such as: contact angle; surface free energy and its components, dispersive and polar; and work of adhesion are determined and related to the used conditions of the corona process.The mechanical evaluation of the carbon fibers is performed by using pull-out technique and dynamic mechanical analysis (DMA) and four-point bending from the carbon fiber/polyester composites samples.Finally, is verified the adhesive performance and obtained the correlation between mechanical and thermodynamics characteristics ofthe carbon fibers samples
Doutorado
Ciencia e Tecnologia de Materiais
Doutor em Engenharia Química

A obtenção de compósitos poliméricos condutores de eletricidade tem sido alvo de pesquisa com o objetivo de combinar as propriedades de diferentes materiais poliméricos. Neste trabalho foram preparados compósitos de filmes de poli(tereftalato de etileno) (PET) com camadas superficiais do polímero condutor polianilina (PANI). Para obter a camada condutora o filme de PET foi imerso no meio reacional da síntese da PANI, realizada em solução método este freqüentemente empregado para a produção de PANI. Foram otimizados os parâmetros da síntese (temperatura, concentração dos reagentes, tempo de polimerização, etc..) com o objetivo de se obter uma camada de PANI com espessura adequada, condutividade superficial elevada e com boa adesão no substrato de PET. O processo da reação de polimerização foi monitorada pela medida do potencial de circuito aberto e também diretamente pela camada de PANI depositada no PET, através de medidas de espectrocospia UV-Vis-NIR, condutividade elétrica e adesão da camada de PANI. Em condições otimizadas da síntese, realizada a temperatura ambiente durante o tempo de 20 minutos, pode-se obter camadas de PANI com condutividade da ordem de 10 S/em, boa adesão ao substrato de PET e com razoável transparência óptica. Os compósitos obtidos nas condições otimizadas foram caracterizados usando-se microscopia por SEM, microscopia óptica, microscopia AFM, difratogramas de raios-X, DSC, análise DMTA, análise TGA, correntes termo estimuladas, medidas de ruptura elétrica, medidas de adesão e solubilidade da camada de PANI. Verificou-se também que o tratamento térmico dos compósitos melhora a adesão da camada de PANI ao substrato de PET. Foi descoberto um novo método para dopar as camadas condutoras de PANI no qual o compósito desdopado é tratado por descarga corona. O processo é realizado totalmente a seco e pode-se obter uma condutividade da camada de PANI da ordem de 0,3 S/em com boa adesão. Observou-se que a eficiência do processo é dependente da umidade relativa do ar na câmara de tratamento e que a estabilidade da condutividade elétrica é melhor que nas amostras dopadas em solução
Composites with conductive properties have been proposed as materiais in which different physical properties of polymers are combined. In this work a composite consisting of surface layers of polyaniline, PANI, deposited on films of poly(ethylene terephtalate), PET, were prepared. In order to deposit the PANI the PET film were immersed in the solution in which the synthesis reaction is carried out. The parameters of the synthesis usually optimized in order to obtain a layer of PANI with enough thickness, high electric conductivity and good adhesion to the PET substrate. The synthesis was monitored by means of open circuit potential and also using UV-Vis-NIR spectroscopy and the electric conductivity of the PANI layer on PET. Using the optimized conditions, at room temperature and polymerization time of 20 minutes, a composite with a surface conductivity of the order of 10 S/em, good adhesion and a reasonable optical transparence can be obtained. Such composite were characterized employing electron scanning microscope, atomic force microscope, optic microscope, X-rays diffractometry, differential scanning calorimeter, thermal dynamic analysis, thermogravimetric analysis, thermally stimulated depolarization current, electric thermal stability of the conductivity, electric breakdown measurements, adhesion measurements and solubility of the PANI layer. It was also found that the thermal treatment leads to an improvement of the adhesion properties of the PANllayer. It was found that a corona discharge could be used to dope the PANI layer of a dedoped composite, leading to a new method for doping polymeric materiais. Such process is performed under dry conditions and gave a conductivity of the order 0.3 S/em. The process efficiency is dependent of the relative air humidity of the corona chamber and the thermal stability of the electric conductivity is betler when compared with the composites obtained by doping in solution.

En los últimos años, son numerosas las iniciativas de investigación dirigidas hacia la mejora de las propiedades adhesivas en materiales poliméricos. En el sector de automoción es muy importante que los films poliméricos puedan ser unidos entre sí a materiales de distinta naturaleza. El principal problema asociado al uso de estos materiales es que son substratos con baja energía superficial y precisan un tratamiento superficial para aumentar la mojabilidad de sus superficies y obtener unas buenas uniones adhesivas, un buen tintado y la aplicación de recubrimientos y lamiados duraderos. En el caso de la adhesión, el objetivo de los tratamientos superficiales es el incremento de la afinidad entre la superficie de los adherentes y la superficie de los adhesivos. De esta forma se logra optimizar el rendimiento de las uniones adhesivas para la obtención de substratos con buenas propiedades adhesivas, condición indispensable para conseguir laminados con aplicaciones técnicas. En este trabajo se pretende mejorar la humectabilidad de los films poliméricos de LDPE a través del tratamiento de plasma por descarga de corona, para la obtención de laminados con espumas de polietileno mediante procesos de laminación con adhesivos "Hot-Melt" con aplicaciones técnicas para el sector de automoción. La mejora de la humectabilidad se ha evaluado a través del estudio de los ángulos de contacto con diferentes líquidos de medida en función de las potencias de trabajo utilizadas. La caracterización de la activación superficial como consecuencia del tratamiento se realiza a través de la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con Reflectancia Total Atenuada (FTIR-ATR) y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS) que permiten identificar los fenómenos de funcionalización de la superficie. De forma paralela, se identifica y cuantifica el fenómeno de abrasión asociado a la agresividad del tratamiento sobre la superficie del film polimérico por medio de la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM). De forma complementaria se determina la homogeneidad del tratamiento en función de la amplitud y del tiempo (reproducibilidad). Además, las muestras tratadas con plasma se someten a un proceso de envejecimiento para estimar la durabilidad del tratamiento.
Pascual Payá, M. (2011). Investigación sobre la mejora de la humectabilidad de films poliméricos de polietileno de baja densidad (LDPE) mediante plasma por descarga corona. Optimización de laminados con espumas de polietileno mediante procesos de laminación con adhesivos Hot-Melt para aplicaciones técnicas en el sector de automoción [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11297
Palancia

In the present scenario of the Brazilian Electric Sector, the unavailability of transmission lines due to transient faults is highly undesirable because it may lead to the incidence of fines and charges for power transmission utilities and damage to customers. In this context it is important to have appropriate tools and methodologies to estimate the performance of equipment and transmission lines. This work focuses on lightning performance studies of transmission lines that, in general, is influenced by several environmental aspects (lightning density along the line route, topography, soil characteristics), parameters of the line design tower height and type, cable distances, ground characteristics, etc..), and specific features of the lightning event responsible for the occurrence. In addition to the consideration of the traditional influent parameters indicated in the technical literature, this work takes into account some specific phenomena that influence the performance of extra-high voltage transmission lines and that are usually ignored in conventional software and methodologies, notably the midsapn flashover in the presence of Corona Effect and of Pre-breakdown currents. A case of performance of a real 500kV line is presented, including the study of the characteristics of the line and evolution of performance history. The performance of this line is simulated by a conventional commercial software to determine its applicability for studies on extra-high voltage lines, its advantages and complementary needs in relation to Corona phenomena, Pre-breakdown Currents and their influence on probability of midspan-flashover occurrences. Finally the Corona phenomena and pre-breakdown currents are considered as influent parameter in midspan flashovers. Regarding the corona effect, the work considers its relevance, development of techniques for modeling and testing of models for simulation. The probability of midspan flashovers considering the corona effect is evaluated by means of simulation for the real 550-kV trasnsmssion line. The effect of the pre-breakdown currents is considered by means of a qualitative approach
No atual cenário do Setor Elétrico Brasileiro, a indisponibilidade de linhas de transmissão por falhas transitórias é altamente indesejável, pois pode levar à incidência de multas e cobranças para as empresas do setor de transmissão de energia e prejuízos para clientes. Nesse contexto, é importante que se tenha ferramentas e metodologias adequadas para se estimar o desempenho de equipamentos e linhas de transmissão. Este trabalho enfoca os estudos de desempenho de linhas de transmissão frente a descargas atmosféricas que, em geral, é influenciado por diversos aspectos ambientais (densidade de descargas atmosféricas no percurso da linha, relevo, características do solo), de projeto da linha (altura e tipo da torre, distância dos cabos, características do aterramento, etc.), e por características específicas do fenômeno causador dos desligamentos. No trabalho, além do estudo dos parâmetros de influência normalmente considerados na literatura, são abordados alguns fenômenos que influenciam no desempenho de linhas de transmissão de extra-alta tensão que normalmente são desconsiderados em aplicativos e metodologias de avaliação de desempenho convencionais. É apresentado o caso do desempenho de uma linha real de 500kV, incluindo o estudo das características da linha e evolução do histórico de ocorrências. O desempenho desta linha é simulado através de um software convencional de mercado, para determinar sua aplicabilidade para estudos em linhas de extra-alta tensão, suas vantagens e necessidades complementares em relação aos fenômenos efeito corona, correntes de pré-ruptura e sua influência na probabilidade de ocorrência de desligamento por ruptura a meio de vão. Por fim é desenvolvida uma avaliação sobre os fenômenos Efeito Corona e Correntes de Pré-ruptura. Em relação ao Efeito Corona realiza-se uma abordagem da sua importância, evolução das técnicas de modelagem e testes dos modelos para verificação da adequabilidade para simulação computacional. Por meio de simulações de desempenho, avalia-se no caso real da linha apresentada a probabilidade de ocorrência de ruptura a meio de vão, considerando o Efeito Corona. Uma abordagem de natureza qualitativa é aplicada no caso das Correntes de Pré-ruptura

Ingeniero Civil Eléctrico
El efecto corona es un fenómeno asociado a la conductividad del aire circundante a un conductor sometido a alta tensión que conlleva campos eléctricos muy intensos, lográndose la ruptura dieléctrica del aire. El inicio del fenómeno no solo depende de este último valor, sino de diversas condiciones atmosféricas, como temperatura, presión y humedad; condiciones ambientales, como presencia de sales y polución; y fallas en el conductor que originan un efecto punta. En este trabajo se presenta un modelo a escala que permite lograr el efecto corona con una tensión reducida en conductores desnudos de pequeño calibre. La alimentación se realiza a través de un transformador de potencial variable que se opera hasta los 40 [kV] mientras que los conductores se colocan a 0,2 [m] de altura dentro de una caja acrílica de 1,2 [m] de largo, 0,4 [m] de ancho y 0,4 [m] de alto, en la cual yace una placa metálica conectada a tierra y que simula el efecto de ésta. La caja cuenta con una tapa que permite aislar el aire en su interior, pudiéndose alterar la atmósfera que rodea al conductor, logrando seis condiciones: normal, conductor rociado con agua, conductor rociado con agua y sal, atmósfera con vapor de agua, atmósfera cálida y atmósfera con presencia de humo. Para detectar el fenómeno corona, se diseña una simple pero efectiva antena parabólica que se coloca en un costado de la caja. La señal de tensión inducida en ella es mostrada por un osciloscopio y permite deducir el comienzo de la descarga por las alteraciones que se generan en ella. En la situación normal se logra la descarga corona en la situación ideal, es decir, cuando el campo eléctrico entorno al conductor es equivalente a la ruptura dieléctrica del aire en los cinco conductores utilizados. La situación más adversa es la presencia de vapor de agua, que disminuye entre un 50% a un 60% el inicio del fenómeno, mientras que en aire cálido aumenta un 20%. Para las pérdidas, calculadas a través de la conductividad determinada experimentalmente, el caso con vapor aumenta entre 9 a11 veces las pérdidas con respecto a la situación normal, alcanzando los 50 [W/m] a los 25 [kV] y las restantes situaciones presentan pérdidas muy similares a las del caso normal, con valores de 20 [W/m] a 40 [kV]. Así, la condición ambiental más adversa es la humedad y presencia de neblina, lo que implica poner atención en las líneas que yacen en zonas costeras o valles con muy baja altitud geográfica. Las pérdidas, según la teoría, difieren solo en este último caso, mientras que en los demás, se obtiene una aproximación aceptable y comparando con un caso real para una línea de 500 [kV], se obtienen resultados en el mismo rango de valores.

Dissertação de Mestrado em Química Têxtil
A tecnologia Corona é um plasma frio de baixa frequência que consiste na ionização do ar à pressão atmosférica normal, gerado por uma descarga eléctrica de alta voltagem, e que quando aplicada ao processamento têxtil permite uma racionalização de água, energia e químicos que são usados em grandes quantidades nesta indústria, preenchendo os requisitos das novas exigências ecológicas impostas por preocupações ambientais. A aplicação desta descarga plasmática como pré-tratamento do algodão permite o tingimento em cru com corantes de cuba, encurtando os processos convencionais, baixando os custos e o tempo de execução, criando um impacto positivo em termos económicos e ecológicos. Este tratamento tem por consequência uma completa hidrofilização do algodão cru, através da oxidação da camada hidrófoba, permitindo que os materiais têxteis se encontrem prontos para tingir após a aplicação desta descarga plasmática, evitando as etapas da preparação. A única diferença entre o processo convencional de tingimento com corantes de cuba e o processo de tingimento onde a descarga Corona foi utilizada em substituição da preparação, é a realização de uma meia branqueação em detrimento do ensaboamento utilizado no tingimento clássico. As propriedades inerentes ao tingimento com corantes de cuba onde é aplicada a descarga plasmática Corona são mantidas, verificando-se ainda uma melhoria na dispersão de resultados e um maior rendimento colorístico nas cores mais escuras. O tratamento estatístico realizado com o software SPSS, permitiu concluir que os artigos finais, em ambos os processos estudados, possuem uniformidades semelhantes.
Corona technology is a cold plasma with low frequency that consists in the ionization of air at atmospheric pressure, made by an electric discharge that can be applied in textile processing allowing to rationalize water, energy and chemicals that are spent in huge amounts within this industry, fulfilling the new ecological requirements imposed by environmental concerns. When Corona plasmatic radiation is applied as a pre-treatment on raw cotton vat dyeing, the process becomes shorter than the conventional way, lowering the costs and time of execution, making an economical and ecological impact on the vat dyeing. This treatment does a complete hydrofilization of raw cotton through oxidation of the hydrophobic layer, making cotton materials ready to be directly dyed, skipping the stages of the preparation. The difference between conventional vat dyeing process and the process which Corona is used, beside the preparation of cotton, is the realization of an half bleaching instead of the soaping used in classic dyeing. The properties of the vat dyeing in Corona process are maintained, with an improvement on results dispersion and colouristic income in darker colours. The statistical treatment, using software SPSS, allowed to conclude that the uniformity of the final articles are similar in both studied processes.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Polímeros
A modificação superficial de materiais poliméricos demonstra-se extremamente útil em inúmeras áreas, em que propriedades superficiais dos materiais (molhabilidade, adesividade, microestrutura, etc.) regem seus usos e aplicações em setores com um elevado grau de exigência, como o caso do setor automóvel. Este projeto foi desenvolvido na TMG Automotive, em Guimarães, no âmbito da Dissertação do Mestrado Integrado em Engenharia de Polímeros. Um projeto que tem como objetivo uma análise superficial de filmes de elastómeros termoplásticos (TPE) após tratamentos superficiais, com a finalidade de promoverem molhabilidade/adesão de acabamento. Termoplásticos olefínicos (TPO), os quais pertencem à “família” dos TPE’s, foram utilizados para a realização deste projeto. Numa primeira etapa escolheram-se 3 formulações (mistura de polímeros) produzidas na empresa, as quais foram tratadas superficialmente com descarga corona e analisadas em FTIR-ATR, para se visualizar as ligações químicas na superfície dos polímeros, e ensaios de adesão (Cross-cut) com o objetivo de analisar a adesão dos polímeros aos revestimentos (lacas). Numa segunda etapa selecionou-se a formulação com piores resultados e modificou-se com diferentes componentes, os quais possuem em sua constituição o anidrido maleico e o ácido acrílico. Amostras das novas formulações foram tratadas por descarga corona e por radiação ultravioleta (UV). Posteriormente aos tratamentos superficiais, os filmes foram analisados em FTIR-ATR, para se visualizar as ligações nas suas superfícies, ensaios de ângulos de contato, para se conhecerem as suas energias superficiais e ensaios de adesão (Crockmaster) para determinar a adesão dos filmes aos revestimentos. Os resultados obtidos foram satisfatórios pois verifica-se ao nível dos ensaios de FTIR-ATR um aparecimento dos grupos carbonilos (C=O), o seu aparecimento era espectável visto que os polímeros submetidos aos tratamentos superficiais sofrem oxidação. Em relação aos ensaios de ângulos de contato verifica-se que com os tratamentos superficiais, a energia de superfície dos filmes aumenta, a qual é diretamente proporcional a uma melhor adesão. Relativamente aos ensaios de adesão (Cross-cut e Crockmaster) verificou-se uma boa adesão dos filmes poliméricos ao revestimento a que foram sujeitos. Com base nos resultados obtidos é possível afirmar-se que os tratamentos superficiais e a introdução de novos compostos específicos são benéficos para os filmes poliméricos.
The modification of polymeric materials surface is extremely useful in several fields where the materials’ surface properties (wettability, adhesiveness, microstructure, etc.) are applied in sectors with a high degree of demand such as the automotive industry. This project was developed at TMG Automotive in Guimarães, within the scope of the Integrated Master's Dissertation in Polymer Engineering. The aim of this work is to analyse the surface of thermoplastic elastomer films (TPE) after surface treatments, in order to promote finishing wettability/adhesion. Thermoplastic olefins (TPO), which belong to the TPE’s "family", were used to carry out this project. First, 3 formulations (polymer blends) produced in the company were chosen and surface-treated with corona discharge, and then they were analysed with FTIR-ATR to visualize the chemical bonds on the polymers’ surface and cross-cut adhesion tests were performed in order to analyse the adhesion between polymers and coatings (lacquers). Secondly, the formulation with the worst results was selected and modified with different components, which have in their composition maleic anhydride and acrylic acid. These samples were treated by corona discharge and ultraviolet radiation. Then the films were analysed with FTIR-ATR in order to visualize the connections on their surfaces; contact angle tests were performed to know their surface energies; and Crockmaster adhesion tests to determine the adhesion between films and coatings. The results obtained were good due to the appearance of the carbonyl groups (C = O) in FTIR results, which was expected since the polymers were oxidized when submitted to the surface treatments. On the one hand, the contact angle tests showed that the surface energy of the films increased with the treatments, which led to a better adhesion. On the other hand, the adhesion tests (Cross-cut and Crockmaster) showed a good adhesion between the polymer films and the coating applied. Based on the results obtained it can be conclued that the surface treatments and the introduction of new specific compounds are beneficial for the polymer films.

Tese de mestrado integrado, Engenharia da Energia e Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018
A preocupação mundial de controlo de emissões e níveis de poluição atmosférica exige uma resposta da comunidade científica. A necessidade de diminuir os riscos para o ambiente e para a saúde humana requer uma otimização ou melhoria das tecnologias utilizadas hoje em dia. Existem no mercado diversas soluções e métodos concebidos para minimizar os níveis de concentração de poluentes em ambientes interiores. Porém, é inevitável que o ser humano frequente espaços exteriores, onde a possibilidade de controlo de poluentes depende de fatores alheios a cada indivíduo. Os equipamentos de proteção respiratória individual (EPRs) são, atualmente, a única forma de proteção em ambientes exteriores poluídos, sendo utilizados principalmente na Ásia onde os níveis de poluição são frequentemente excessivos. Os EPRs mais comuns consistem em filtros físicos com alta capacidade de retenção de partículas, que apresentam simultaneamente elevadas perdas de carga que representam uma grande resistência à respiração. Este tipo de EPR representa a maior parte do mercado disponível de EPRs, estando avaliado em cerca de 200 milhões de dólares só na China. Esta tese de mestrado visa desenvolver um protótipo de EPR que permita satisfazer as necessidades crescentes de proteção da população relativamente aos elevados níveis de poluição do ar ambiente. O protótipo proposto permite manter um elevado conforto do utilizador através da utilização de um filtro de precipitação eletrostática que se caracteriza por uma reduzida perda de carga e elevada eficiência de coleção de partículas. Neste tipo de filtro, o ar poluído passa através de um campo elétrico que ioniza as partículas em suspensão e as atrai para um coletor. Foram estudadas diferentes configurações ionizador/coletor para aplicação num equipamento de proteção respiratória. Os ionizadores testados consistem em fios de cobre de diâmetro diminuto, sendo testadas diferentes geometrias de coletor. O estudo iniciou-se através da simulação de campo eletrostático e eletrohidrodinâmico em software COMSOL. Com base nos resultados obtidos seguiram-se os testes experimentais para verificação de resultados simulados e adaptação a um suporte de EPR viável. Os resultados obtidos são promissores, tendo-se atingindo eficiências de filtragem de cerca de 80% para partículas finas. O protótipo com melhor performance caracteriza-se por ter três ionizadores e uma grelha metálica como coletor. A tensão ótima aplicada entre ionizador e coletor é de 9 kV.
The global concern in controlling the emissions and levels of air pollution demands a response by the scientific community. The need to reduce the risks for the environment and human health requires an optimization or improvement of the technologies applied in our days. There is already in the market different solutions and methods conceived to minimize the levels of pollutant’s concentrations in closed environments. However, it’s inevitable the population’s exposure to the exterior environment where the possibility to control the pollutants it is out of our hands. The individual respiratory protection devices are, at this point, the only way of protection in open spaces with high levels of pollution, especially on Asia where the levels of pollution are frequently exaggerated. The most common protection devices consist in physical filters technologies with high capacity for particles capture, which simultaneously presenting the user with high pressure losses in the breathing process. This technology represents the most share of the respiratory protection devices market, being evaluated over 200 million dollars just in China. This master thesis aims to develop a respiratory protection device prototype that satisfy the population’s growing needs to protect from the high levels of global pollution. The prototype allows to keep at the same time a nice comfort to the users thanks to the technology applied: electrostatic precipitation, characterized by low pressure losses for high efficiencies. In this type of technology, the polluted air flows through an electric field that charge the particles in suspension and attract them to the collector plate. In this thesis were evaluated several different prototypes for the application of electrostatic precipitation principle to a respiratory protection device. The ionizers are copper wires, alternating just the collector’s shape. This study was conducted resorting to a simulation software to evaluate the electrostatic field created in the device and, also, the fluid’s behaviour when faced with charged particles (electrohydrodynamic simulation). After the simulation, an experiment was constructed to validate the results obtained previously. The results obtained are very promising reaching high filtration efficiencies around 80% for fine particle. The prototypes that reach the best performance it is characterized by 3 ionizers and a grid acting as a collector. The optimum voltage applied between ionizer and collector was 9kV.