Mecanismos de desgaste de poliuretano em ensaios de microabrasão

Wear mechanisms and thermal history of two non-conforming sliding surfaces was investigated in laboratory. A micro-abrasion testing setup was used but the traditional rotative sphere method was substituted by a cylindrical surface of revolution which included seven sharp angles varying between 15o to 180o. The micro-abrasion tests lead to the investigation on the polyurethane response at different contact pressures. For these turned counterfaces with and without heat treatment. Normal load and sliding speeds were changed. The sliding distance was fixed at 5 km in each test. The room and contact temperatures were measured during the tests. The polyurethane was characterized using tensile testing, hardness Shore A measurement, Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermomechanical Analyze (TMA). The Vickers micro-hardness of the steel was measured before and after the heat treatment and the metallographic characterization was also carried out. Worn surface of polyurethane was analysed using Scanning Electron Microscope (SEM) and EDS (Electron Diffraction Scanning) microanalyses. Single pass scratch testing in polyurethane using indenters with different contact angles was also carried out. The scar morphology of the wear, the wear mechanism and the thermal response were analyzed in order to correlate the conditions imposed by the pressure-velocity pair to the materials in contact. Eight different wear mechanisms were identified on the polyurethane surface. It was found correlation between the temperature variation and the wear scar morphology.

Competitividade de diferentes atmosferas de plasma sobre as propriedades hidrofílicas em tecidos de polilático

Os polímeros biodegradáveis, como o poliácido láctico (PLA) apesar de consolidado nos campos farmacêuticos, médico e biomédico como biomateriais úteis para aplicações variadas, porém, depende da necessidade de funcionalizar a sua superfície estudando suas propriedades tais como hidrofilidade e hidrofobicidade favorecendo a interação do polímero com os materiais de aplicação farmacêutica, médica e biomédica. Este trabalho tem como objetivo produzir um material com características diferentes em cada um de seus lados, sendo um lado hidrofílico e o outro hidrofóbico. O substrato têxtil utilizado neste estudo foi um tecido de malha de composição 100% PLA que é biodegradável e biocompatível, o que possibilita sua aplicação na área biomédica. Para modificação superficial foi utilizado o tratamento a plasma de baixa pressão. A técnica de modificação de superfície por plasma foi escolhida por ser uma tecnologia limpa, anticorrosiva e não tóxica ao contrario de muitos processos químicos convencionais utilizados na indústria têxtil, além disso, não afeta as propriedades de massa do substrato. Neste estudo, um lado da superfície do substrato foi tratado com plasma oxigênio, argônio e nitrogênio, para o trabalho de melhoria da hidrofilidade da superfície e metano para a hidrofobicidade da amostra. A espectroscopia de emissão ótica (OEE) foi utilizada para fazer o diagnóstico das espécies do plasma durante o tratamento. Após o tratamento a plasma as amostras foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de reflexão total atenuada (ATR), medidas da área de espalhamento do líquido e arraste vertical. Onde foi caracterizado o aumento e diminuição da molhabilidade das amostras tratadas por plasma bem como as variáveis que contribuíram para tal efeito. O tratamento das amostras de PLA com O2 + CH4 apresenta comportamento hidrofílico no lado tratado com O2, apresentando aumento de rugosidade e grupos funcionais e no lado tratado com CH4, apresentando a formação de um filme polimérico formado sobre a superfície da amostra. O tratamento com N2 + CH4 apresenta comportamento hidrofóbico, porém com variações no fluxo do CH4 tem-se um controle da molhabilidade na superfície das amostras, podendo ir de hidrofóbico a hidrofílico, neste tratamento as amostras apresentaram pequenas diferenças de molhabilidade entre os lados tratados com plasma de N2 e com plasma de CH4

Estudo da incorporação de resíduo industrial polimérico ao CAP

This work presents the incorporation of an industrial polymeric waste into a petroleum asphalt cement with penetration grade 50-60 (CAP 50-60). The main goal of this research is the development of a polymer-modified asphalt, with improvements in its physical properties, in order to obtain a more resistant material to the traffic loads. Furthermore, the use of this polymeric waste will result in economic and environmental benefits. The CAP 50-60 used in this research was kindly supplied by LUBNOR Lubrificantes e Derivados de Petróleo do Nordeste (produced in Fazenda Belém Aracati - Ceará) and the industrial polymeric waste was provided by a button manufacturer industry, located in Rio Grande do Norte state. This polymeric waste represents an environmental problem due to its difficulty in recycling and disposal, being necessary the payment by the industry to a landfill. The difficulty in its reuse is for being this material a termofixed polymer, as a result, the button chips resulting from the molding process cannot be employed for the same purpose. The first step in this research was the characterization of the polymeric waste, using Differential Scanning Calorimetry (DSC) Infrared spectroscopy (IR spectroscopy), and Thermogravimetric analysis (TGA). Based on the results, the material was classified as unsaturated polyester. After, laboratory experiments were accomplished seeking to incorporate the polymeric waste into the asphalt binder according to a 23 experimental factorial design, using as main factors: the polymer content (2%, 7% and 14%), the temperature of the mixture (140 and 180 oC) and the reaction time (20 and 60 minutes). The characterization of the polymer-modified asphalt was accomplished by traditional tests, such as: penetration, ring and ball softening point, viscosity, ductility and flash point temperature. The obtained results demonstrated that the addition of the polymeric waste into the asphalt binder modified some of its physical properties. However, this addition can be considered as a feasible alternative for the use of the polymeric waste, which is a serious environmental and technological problem.

Avaliação e modelagem reológica de fluido de perfuração base água

The determination of the rheology of drilling fluids is of fundamental importance to select the best composition and the best treatment to be applied in these fluids. This work presents a study of the rheological behavior of some addictives used as viscosifiers in water-based drilling fluids. The evaluated addictives were: Carboxymethylcellulose (CMC), Xanthan gum (GX), and Bentonite. The main objective was to rheologically characterize suspensions composed by these addictives, by applying mathematical models for fluid flow behavior, in order to determine the best flow equation to represent the system, as well as the model parameters. The mathematical models applied in this research were: the Bingham Model, the Ostwald de Wale Model, and the Herschel-Bulkley Model. A previous study of hydration time for each used addictive was accomplished seeking to evaluate the effect of polymer and clay hydration on rheological behavior of the fluid. The rheological characterization was made through typical rheology experiments, using a coaxial cylinder viscosimeter, where the flow curves and the thixotropic magnitude of each fluid was obtained. For each used addictive the rheological behavior as a function of temperature was also evaluated as well as fluid stability as a function of the concentration and kind of addictive used. After analyses of results, mixtures of polymer and clay were made seeking to evaluate the rheological modifications provided by the polymer incorporation in the water + bentonite system. The obtained results showed that the Ostwald de Waale model provided the best fit for fluids prepared using CMC and for fluids with Xanthan gum and Bentonite the best fit was given by the Herschel-Bulkley one

Preparação e caracterização de um material híbrido, à base de vermiculita modificada com quitosana, para a remoção de íons de chumbo presentes em efluentes sintéticos

Actually, surveys have been developed for obtaining new materials and methodologies that aim to minimize environmental problems due to discharges of industrial effluents contaminated with heavy metals. The adsorption has been used as an alternative technology effectively, economically viable and potentially important for the reduction of metals, especially when using natural adsorbents such as certain types of clay. Chitosan, a polymer of natural origin, present in the shells of crustaceans and insects, has also been used for this purpose. Among the clays, vermiculite is distinguished by its good ion exchange capacity and in its expanded form enhances its properties by greatly increasing its specific surface. This study aimed to evaluate the functionality of the hybrid material obtained through the modification of expanded vermiculite with chitosan in the removal of lead ions (II) in aqueous solution. The material was characterized by infrared spectroscopy (IR) in order to evaluate the efficiency of modification of matrix, the vermiculite, the organic material, chitosan. The thermal stability of the material and the ratio clay / polymer was evaluated by thermogravimetry. To evaluate the surface of the material was used in scanning electron microscopy (SEM) and (BET). The BET analysis revealed a significant increase in surface area of vermiculite that after interaction with chitosan, was obtained a value of 21, 6156 m2 / g. Adsorption tests were performed according to the particle size, concentration and time. The results show that the capacity of removal of ions through the vermiculite was on average 88.4% for lead in concentrations ranging from 20-200 mg / L and 64.2% in the concentration range of 1000 mg / L. Regarding the particle size, there was an increase in adsorption with decreasing particle size. In fuction to the time of contact, was observed adsorption equilibrium in 60 minutes with adsorption capacity. The data of the isotherms were fitted to equation Freundlich. The kinetic study of adsorption showed that the pseudo second- order model best describes the adsorption adsorption, having been found following values K2=0,024 g. mg-1 min-1and Qmax=25,75 mg/g, value very close to the calculated Qe = 26.31 mg / g. From the results we can conclude that the material can be used in wastewater treatment systems as a source of metal ions adsorbent due to its high adsorption capacity

Remoção do cobre de efluente galvânico aplicando tensoativos derivado de óleos vegetais

Copper is one of the most used metals in platingprocesses of galvanic industries. The presence of copper, a heavy metal, in galvanic effluents is harmful to the environment.The main objective of this researchwas the removal ofcopperfromgalvanic effluents, using for this purpose anionic surfactants. The removal process is based on the interaction between the polar head group of the anionic surfactant and the divalent copper in solution. The surfactants used in this study were derived from soybean oil (OSS), coconut oil (OCS), and sunflower oil (OGS). It was used a copper synthetic solution (280 ppm Cu+2) simulating the rinse water from a copper acid bath of a galvanic industry. It were developed 23and 32 factorial designs to evaluate the parameters that have influence in theremoval process. For each surfactant (OSS, OCS, and OGS), the independent variables evaluated were: surfactant concentration (1.25 to 3.75 g/L), pH (5 to 9) and the presence of an anionic polymer (0 to 0.0125 g/L).From the results obtained in the 23 factorial design and in the calculus for estimatingthe stoichiometric relationship between surfactants and copper in solution, it were developed new experimental tests, varying surfactant concentration in the range of 1.25 to 6.8 g/L (32 factorial design).The results obtained in the experimental designs were subjected to statistical evaluations to obtain Pareto charts and mathematical modelsfor Copper removal efficiency (%). The statistical evaluation of the 23 and 32factorial designs, using saponifiedcoconut oil (OCS), presented the mathematical model that best described the copper removal process.It can be concluded that OCS was the most efficient anionic surfactant, removing 100% of the copper present in the synthetic galvanic solution

Utilização De Polímeros à Base De Acrilamida Na Remoção De Cobre De Meio Aquoso

Environmental Laws and Regulations to dump wastewater are increasingly relevant and, together with pressure from environmentalists, provide awareness of academics in search of solutions. In Brazil, federal law, through Resolution No. 357 of 17/03/05 of the National Environmental Council - CONAMA, in Article 24 deals with the disposal of these effluents. Water pollution with heavy metals is concern because of the difficulty of the treatment and removal from the environment. Copper, for example, is a metallic element and in the form of salt is very soluble in water which dificults its removal. In this context, this study aims to evaluate the extraction of copper with acrylamide polymers through the process of assisted flocculation followed by filtration. Therefore, we used acrylamide polymers, produced by SNF Floerger, with varying degrees of ionicity which is the parameter examined on the extraction of copper. We used the FA polymers FA 920 SH, AH 912 SH, AN 905 SH, AN 910 SH, AN 923 SH, AN 945 SH, AN 956 SH and AN 977 SH, which have anionicities different from each other and growing in that order. The parameters temperature, pH, concentration of the copper solution and stirring speed are fixed. The polymer solution was added to a solution of 200 ppm copper, varying the concentration of polymer. After stirring, an assisted flocculation occurred followed by filtration of the effluent. The filtrate was analyzed by atomic absorption spectrophotometer and the percentage removal of copper ranged from 63 % to 97 %, noting that polymers with higher ionic charge were responsible for the highest percentage of copper extraction. The results of this study showed that these polymers can be applied in the treatment of wastewaters containing metals such as copper

Nano emulsões aplicadas a recuperação avançada de petróleo

A exploração de petróleo está a cada dia em circunstâncias mais adversas, no que diz respeito à profundidade dos poços como também, em relação à fluidez do óleo. Os reservatórios de descobertas recentes não possuem energia própria para produzir ou os métodos convencionais não são eficientes para fazer com que esses reservatórios tenham uma vida útil elevada, devido a alterações das propriedades físico-químicas, como por exemplo a viscosidade, que torna o deslocamento do óleo pelos poros do reservatório até a superfície cada vez mais complexo. O presente trabalho tem como objetivo estudar a preparação, caracterização e a utilização de nanoemulsões obtidas a partir de sistemas microemulsionados, com e sem a presença de polímero. Esses sistemas foram aplicados como método químico de recuperação de petróleo, com o intuito de obter maior eficiência de volume de óleo deslocado. O interesse por esse tipo de sistema existe devido a sua baixa tensão superficial, o pequeno tamanho de gotícula e, principalmente, pelo baixo percentual de matéria ativa presente em sua composição. Os ensaios realizados para caracterizar esses sistemas foram: aspecto físico, medidas de tamanho de gotícula, índice de polidispersão, tensão superficial, pH e condutividade. Ensaios de reologia e de adsorção dos sistemas foram realizados com o objetivo de avaliar sua influencia na recuperação de petróleo. Os ensaios de recuperação foram realizados em um equipamento que simula as condições de um reservatório de petróleo, utilizando plugs de rocha arenito Botucatu. Esses plugs foram saturados com salmoura (KCl 2%) e com petróleo proveniente da Bacia Potiguar do campo de Ubarana. Após essas etapas foi realizada a recuperação convencional utilizando a salmoura e, por último, foi injetada, a nanoemulsão, como método de recuperação avançada. Os sistemas obtidos variaram de 0% à 0,4% de polímero. Os ensaios de tamanhos de partícula obtiveram como resultado uma variação de 9,22 a 14,8 nm, caracterizando que as nanoemulsões estão dentro da faixa de tamanho inerente a esse tipo de sistema. Para ensaios de tensão superficial os valores foram na faixa de 33,6 a 39,7 dynas/cm, valores semelhantes à microemulsões e bem abaixo da tensão superficial da água. Os resultados obtidos para os valores de pH e condutividade se mantiveram estáveis ao longo do tempo de armazenamento, essa avaliação indica estabilidade das nanoemulsões estudadas. O teste de recuperação avançada utilizando nanoemulsão com baixo percentual de matéria ativa obteve como resultado de eficiência de deslocamento 39,4%. Porém esse valor foi crescente, de acordo com o aumento do percentual de polímero na nanomeulsão. Os resultados de eficiência de deslocamento de petróleo estão diretamente relacionados com o aumento da viscosidade das nanoemulsões. A nanoemulsão V (0,4% polímero) é o sistema mais viscoso dentre os analisados, e obteve o maior percentual de óleo deslocado (76,7%), resultando na maior eficiência de deslocamento total (90%). Esse estudo mostrou o potencial de sistemas nanoemulsionados, com e sem polímeros, na recuperação avançada de petróleo. Eles apresentam algumas vantagens com relação a outros métodos de recuperação avançada, como: o baixo percentual de matéria ativa, baixo índice de adsorção do polímero, dissolvido em nanoemulsão, na rocha e alta eficiência de recuperação

Avaliação da flotação por ar dissolvido no polimento de efluentes de lagoa de estabilização

Experience in the use of stabilization ponds shows that this is a system with low cost, easy operation and maintenance and suitable for tropical countries. One of its disadvantages is due to high concentrations of suspended solids, mainly due to algal biomass in the effluents. Accordingly, the dissolved air flotation has been shown to be an efficient post-treatment technology. However, the efficiency of this process is related to coagulation and flocculation steps, as well as the adjustment of the involved variables in the process. The objective of this work was to evaluate the algae removal efficiency from wastewater stabilization ponds and the influence of the factors involved in the process using dissolved air flotation. For this, we used primary facultative and maturation effluents of ETE Ponta Negra in Natal. We did tests of coagulation, flocculation and flotation with the samples, using the equipment flotatest. In this process were tested coagulants aluminum sulfate and ferric chloride, and varied the factors pH, coagulant concentration, polymer concentration and rate of recirculation. At the end of the experiments were analyzed turbidity, suspended solids, color, COD and chlorophyll "a". These results were submitted to descriptive statistics to verify the efficiency of the process in general, and regression analysis to identify models that describe the process and demonstrate the factors that have greater influence on flotation. After step methodology, high values were found removal efficiency of suspended solids, reaching values greater than 90% in the best cases. It was concluded that flotation is more efficient in the facultative pond effluent using ferric chloride, and the variability of algae may negatively influence the process. Regression analyzes showed that pH is the most influential variable in the coagulation-flocculation-flotation, and its optimal value among the tested is 5.5 for both coagulants

Volatile compounds from organic and conventional passion fruit (Passiflora edulis F. Flavicarpa) pulp

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Preparation and characterisation of Dextran-70 hydrogel for controlled release of praziquantel

Um hidrogel foi desenvolvido a partir de dextrano 70 kDa (DEX-70) e praziquantel incorporado (PZQ) como fármaco modelo. Propriedades biofarmacêuticas, como solubilidade e velocidade de dissolução, foram analisadas no desenvolvimento do hidrogel. Além disso, o hidrogel também foi caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho e calorimetria diferencial exploratória (DSC). Testes da taxa de intumescimento mostraram que o hidrogel intumesce lentamente, embora tenha sido mais rápido do que a taxa do polímero livre. Nos testes de dissolução, o hidrogel liberou o fármaco lenta e continuamente. Esta liberação lenta foi semelhante a observada nos testes de intumescimento e resultou em uma liberação controlada do fármaco. Assim, o dextrano 70 kDa é um polímero adequado para o desenvolvimento de hidrogéis como veículos para a liberação controlada de fármacos.

Os Polímeros como Sistemas Complexos

Neste trabalho, através de simulações computacionais, identificamos os fenômenos físicos associados ao crescimento e a dinâmica de polímeros como sistemas complexos exibindo comportamentos não linearidades, caos, criticalidade auto-organizada, entre outros. No primeiro capítulo, iniciamos com uma breve introdução onde descrevemos alguns conceitos básicos importantes ao entendimento do nosso trabalho. O capítulo 2 consiste na descrição do nosso estudo da distribuição de segmentos num polímero ramificado. Baseado em cálculos semelhantes aos usados em cadeias poliméricas lineares, utilizamos o modelo de crescimento para polímeros ramificados (Branched Polymer Growth Model - BPGM) proposto por Lucena et al., e analisamos a distribuição de probabilidade dos monômeros num polímero ramificado em 2 dimensões, até então desconhecida. No capítulo seguinte estudamos a classe de universalidade dos polímeros ramificados gerados pelo BPGM. Utilizando simulações computacionais em 3 dimensões do modelo proposto por Lucena et al., calculamos algumas dimensões críticas (dimensões fractal, mínima e química) para tentar elucidar a questão da classe de universalidade. Ainda neste Capítulo, descrevemos um novo modelo para a simulação de polímeros ramificados que foi por nós desenvolvido de modo a poupar esforço computacional. Em seguida, no capítulo 4 estudamos o comportamento caótico do crescimento de polímeros gerados pelo BPGM. Partimos de polímeros criticamente organizados e utilizamos uma técnica muito semelhante aquela usada em transições de fase em Modelos de Ising para estudar propagação de danos chamada de Distância de Hamming. Vimos que a distância de Hamming para o caso dos polímeros ramificados se comporta como uma lei de potência, indicando um caráter não-extensivo na dinâmica de crescimento. No Capítulo 5 analisamos o movimento molecular de cadeias poliméricas na presença de obstáculos e de gradientes de potenciais. Usamos um modelo generalizado de reptação para estudar a difusão de polímeros lineares em meios desordenados. Investigamos a evolução temporal destas cadeias em redes quadradas e medimos os tempos característicos de transporte t. Finalizamos esta dissertação com um capítulo contendo a conclusão geral denoss o trabalho (Capítulo 6), mais dois apêndices (Apêndices A e B) contendo a fenomenologia básica para alguns conceitos que utilizaremos ao longo desta tese (Fractais e Percolação respectivamente) e um terceiro e ´ultimo apêndice (Apêndice C) contendo uma descrição de um programa de computador para simular o crescimentos de polímeros ramificados em uma rede quadrada

Dielectric spectroscopy and thermally stimulated discharge current in PEEK film

A permissividade complexa de filmes de poli(eter-eter-cetona) (PEEK) foram investigados num grande intervalo de frequência. Não foram observados picos de relaxação no intervalo de frequência de 1,0 Hz a 10(5) Hz, mas no intervalo de baixa frequência (10-4 Hz) há uma evidência de pico, o qual também pode ser observado com medidas de corrente de despolarização termo-estimulada (TSDC). Este pico está relacionado com a transição vítrea do polímero. A energia de ativação relacionada a esta relaxação dipolar foi obtida e ovalor é Ea = 0,44 eV, que é similar à energia de ativação de muitos polímeros sintéticos. As cargas espaciais se mostraram importantes no mecanismo de condução como evidenciado nas medidas da corrente de despolarização.

Avaliação da floco-decantação de manta de lodo associada à decantação de alta taxa no tratamento de águas de consumo humano

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Alquilação redutiva da quitosana a partir do glutaraldeído e 3-amino-1-pr

Chitosan derivatives were prepared by reductive alkylation using glutaraldehyde and 3-amino-1-propanol. The reducing agent used was the sodium borohydride. Tests of solubility, stability and viscosity were performed in order to evaluate these parameters effects in the reaction conditions (molar ratio of the reactants and presence of nitrogen in the reaction system). The molecular structure of commercial chitosan was determined by infrared (IR) and hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR). The intrinsic viscosity and average molecular weight of the chitosan were determined by viscosimetry in 0.3 M acetic acid aqueous solution 0.2 M sodium acetate at 25 ºC. The derivatives of chitosan soluble in aqueous acidic medium were characterized by 1H NMR. The rheological behavior of the chitosan and of the derivative of chitosan (sample QV), which presented the largest viscosity, were studied as a function of polymer concentration, temperature and ionic strength of the medium. The results of characterization of the commercial chitosan (the degree of deacetylation obtained equal 78.45 %) used in this work confirmed a sample of low molar weight (Mv = 3.57 x 104 g/mol) and low viscosity (intrinsic viscosity = 213.56 mL/g). The chemical modification of the chitosan resulted in derivatives with thickening action. The spectra of 1H NMR of the soluble derivatives in acid aqueous medium suggested the presence of hydrophobic groups grafted into chitosan in function of the chemical modification. The solubility of the derivatives of chitosan in 0.25 M acetic acid aqueous solution decreased with increase of the molar ratio of the glutaraldehyde and 3-amino-1-propanol in relation to the chitosan. The presence of nitrogen and larger amount of reducing agent in reaction system contributed to the increase of the solubility, the stability and the viscosity of the systems. The viscosity of the polymeric suspensions in function of the shear rate increased significantly with polymer concentration, suggesting the formation of strong intermolecular associations. The chitosan presented pseudoplastic behavior with the increase in polymer concentration at a low shear rate. The derivative QV presented pseudoplastic behavior at all concentrations used and in a large range of shear rate. The viscosity of chitosan in solution decreased with an increase of the temperature and with the presence of salt. However, there was an increase of the viscosity of the chitosan solution at higher temperature (65 ºC) and ionic strength of the medium which were promoted by hydrophobic associating of the acetamide groups. The solutions of the chitosan derivatives (sample QV) were significantly more viscous than chitosan solution and showed higher thermal stability in the presence of salt as a function of the hydrophobic groups grafted into chitosan backbone