Stone-ground wood pulp-reinforced polypropylene composites: water uptake and thermal properties

Two of the drawbacks of using natural-based composites in industrial applications are thermal instability and water uptake capacity. In this work, mechanical wood pulp was used to reinforce polypropylene at a level of 20 to 50 wt. %. Composites were mixed by means of a Brabender internal mixer for both non-coupled and coupled formulations. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) were used to determine the thermal properties of the composites. The water uptake behavior was evaluated by immersion of the composites in water until an equilibrium state was reached. Results of water absorption tests revealed that the amount of water absorption was clearly dependent upon the fiber content. The coupled composites showed lower water absorption compared to the uncoupled composites. The incorporation of mechanical wood pulp into the polypropylene matrix produced a clear nucleating effect by increasing the crystallinity degree of the polymer and also increasing the temperature of polymer degradation. The maximum degradation temperature for stone ground wood pulp–reinforced composites was in the range of 330 to 345 ºC

Study of chemical modification of alkaline lignin by the glyoxalation reaction

In this study, glyoxalated alkaline lignins with a non-volatile and non-toxic aldehyde, which can be obtained from several natural resources, namely glyoxal, were prepared and characterized for its use in wood adhesives. The preparation method consisted of the reaction of lignin with glyoxal under an alkaline medium. The influence of reaction conditions such as the molar ratio of sodium hydroxide-to-lignin and reaction time were studied relative to the properties of the prepared adducts. The analytical techniques used were FTIR and 1H-NMR spectroscopies, gel permeation chromatography (GPC), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Results from both the FTIR and 1H-NMR spectroscopies showed that the amount of introduced aliphatic hydroxyl groups onto the lignin molecule increased with increasing reaction time and reached a maximum value at 10 h, and after they began to decrease. The molecular weights remained unchanged until 10 h of reaction time, and then started to increase, possibly due to the repolymerization reactions. DSC analysis showed that the glass transition temperature (Tg) decreased with the introduction of glyoxal onto the lignin molecule due to the increase in free volume of the lignin molecules. TGA analysis showed that the thermal stability of glyoxalated lignin is not influenced and remained suitable for wood adhesives. Compared to the original lignin, the improved lignin is reactive and a suitable raw material for adhesive formula

Characterization of alkaline lignins for use in penol-formaldehyde and epoxy resins

Besides polyurethanes and polyesters, phenolic and epoxy resins are the most prominent applications for technical lignins in thermosetting materials. To evaluate the potential application of lignin raw materials in phenol formaldehyde and epoxy resins, three types of alkaline lignins were characterized in terms of their structures and thermal properties. The lignin samples analyzed were kraft lignin (LIG-1), soda–rice straw lignin (LIG-2), and soda-wheat straw lignin (LIG-3). FTIR and 1H-NMR methods were used to determine their structure. Gel permeation chromatography (GPC) was used to determine the molecular weight distribution (MWD). Differential scanning calorimetry (DSC) was used to measure the glass transition temperature (Tg), and thermogravimetric analysis (TGA) to determine the thermal stability of lignin samples. Results showed that kraft lignin (LIG-1) has moderate hydroxyl-group content, is rich in G-type units, and has good thermal stability. These properties make it more suitable for direct use in phenol formaldehyde resins, and it is therefore a good raw material for this purpose. The alkaline soda-rice straw lignin (LIG-2) with a high hydroxyl-group content and excellent thermal stability is most suited to preparing lignin-based epoxy resin

Calorimetry of dehydrogenation and dangling-bond recombination in several hydrogenated amorphous silicon materials

Differential scanning calorimetry (DSC) was used to study the dehydrogenation processes that take place in three hydrogenated amorphous silicon materials: nanoparticles, polymorphous silicon, and conventional device-quality amorphous silicon. Comparison of DSC thermograms with evolved gas analysis (EGA) has led to the identification of four dehydrogenation processes arising from polymeric chains (A), SiH groups at the surfaces of internal voids (A'), SiH groups at interfaces (B), and in the bulk (C). All of them are slightly exothermic with enthalpies below 50 meV/H atoms , indicating that, after dissociation of any SiH group, most dangling bonds recombine. The kinetics of the three low-temperature processes [with DSC peak temperatures at around 320 (A),360 (A'), and 430°C (B)] exhibit a kinetic-compensation effect characterized by a linea relationship between the activation entropy and enthalpy, which constitutes their signature. Their Si-H bond-dissociation energies have been determined to be E (Si-H)0=3.14 (A), 3.19 (A'), and 3.28 eV (B). In these cases it was possible to extract the formation energy E(DB) of the dangling bonds that recombine after Si-H bond breaking [0.97 (A), 1.05 (A'), and 1.12 (B)]. It is concluded that E(DB) increases with the degree of confinement and that E(DB)>1.10 eV for the isolated dangling bond in the bulk. After Si-H dissociation and for the low-temperature processes, hydrogen is transported in molecular form and a low relaxation of the silicon network is promoted. This is in contrast to the high-temperature process for which the diffusion of H in atomic form induces a substantial lattice relaxation that, for the conventional amorphous sample, releases energy of around 600 meV per H atom. It is argued that the density of sites in the Si network for H trapping diminishes during atomic diffusion

Percepção de nutrizes acerca de sua qualidade de vida

A amamentação é retratada pelas mulheres como um período de sobrecarga física e emocional. O estudo teve como objetivo compreender a percepção de nutrizes, atendidas em uma Unidade Básica de Saúde (UBS), no município de São Paulo, acerca de sua qualidade de vida (QV). Trata-se de uma pesquisa exploratória qualitativa, com a participação de 202 nutrizes, que responderam ao Instrumento de Avaliação de QV (WHOQOL-bref), seguido pela realização de perguntas abertas e entrevista. Os dados foram organizados segundo a proposta do Discurso do Sujeito Coletivo (DSC). As nutrizes, ao descreverem o que é QV, utilizaram elementos objetivos e subjetivos como qualificadores de sua experiência de vida. Constatou-se a importância do planejamento de uma assistência de enfermagem acerca da amamentação desde o pré-natal, que incentive principalmente a participação do companheiro no cuidado com a criança e promova o preparo da família para apoiar a nutriz, o que certamente levará a uma melhor percepção acerca de sua QV.

Estudo do Uso de Hidrotalcites de Mg-Al como Catalisadores Heterogéneos para Produção de Biodiesel

A transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais com um álcool de baixo peso molecular é o principal processo utilizado na produção de biodiesel. Actualmente os processos industriais utilizam catalisadores homogéneos para acelerar a reacção. No entanto a utilização de catalisadores heterogéneos, no processo de transesterificação, tem sido sugerido por vários investigadores pois, são amigos do ambiente e podem ser regenerados e reutilizados portanto possibilitam a utilização de processos contínuos. Neste contexto, a utilização de hidrotalcites Mg-Al, como catalisadores heterogéneos para produção de biodiesel foi investigada neste trabalho experimental. As hidrotalcites com diferentes razões molares Mg/Al (Mg/Al=1, 2, 3 e 4) foram preparadas pelo método de co-precipitação. As diversas matrizes catalíticas obtidas, calcinadas a diferentes temperaturas, foram caracterizadas por difracção de raios X (DRX), análise térmica (TG-DSC), espectroscopia de infravermelhos (MIR), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e isotérmicas de adsorção com azoto (BET). Estes catalisadores foram testados na metanólise de óleos vegetais para produzir biodiesel. As hidrotalcites Mg/Al=2, HT2A e HT2B (preparada com metade da quantidade de NaOH) calcinadas a 507 ºC e 700 ºC, respectivamente, foram as que apresentaram melhores resultados ao catalisar a reacção com um rendimento em éster superior a 97%, utilizando 2.5% da massa de catalisador, em relação à massa do óleo, razão molar metanol/óleo igual a 12, temperatura reaccional de 65 ºC durante 4h. Foi também investigada a reutilização do catalisador e o efeito da temperatura de calcinação. Constatou-se que o catalisador hidrotalcite HT2B apresentou melhor comportamento catalítico pois permitiu catalisar a reacção de transesterificação até três ciclos reaccionais, convertendo em ésteres 97%, 92% e 34% no primeiro, segundo e terceiro ciclos reaccionais, respectivamente. A análise de, algumas propriedades do biodiesel obtido como, o índice de acidez, a viscosidade e o índice de iodo mostraram que os resultados obtidos estão dentro dos valores limite recomendados pela norma EN 14214. Em anexo apresenta-se uma comunicação à First International Conference on Materials for Energy, Karlsruhe, 2010.

Dispersões Aquosas de Poliuretano como Material Base para o Desenvolvimento de Sistemas de Libertação Controlada de Cetoprofeno

O cetoprofeno (ácido 2-(3-benzoilfenil) propiónico) é um anti-inflamatório não esteroidal (AINE) utilizado no tratamento de uma grande variedade de doenças inflamatórias agudas e crónicas incluindo a artrite reumatoide, osteoartrite e espondilite anquilosante. A sua administração oral prolongada está associada a diversas reações gastrointestinais, tais como irritações e ulcerações. Neste contexto, é importante desenvolver sistemas alternati-vos, nomeadamente sistemas de libertação controlada para administração oral, transdér-mica ou intradérmica. Este trabalho tem como objetivo testar a possibilidade de utilização de dispersões aquosas de poliuretano (PUDs) como material de suporte para a produção de sistemas de liberta-ção controlada de cetoprofeno. Numa primeira etapa, foram sintetizadas PUDs de base poliéster (policaprolactona, PCL) e poliéter (polipropileno-glicol, PPG) utilizando o méto-do de pré-polímero modificado. As dispersões obtidas foram caracterizadas em termos de pH, viscosidade, teor de sólidos e tamanho de partícula. Numa segunda etapa, foi testada a incorporação do cetoprofeno nas PDUs produzidas utilizando duas estratégias para incre-mentar a sua solubilidade em água: (i) utilização de um co-solvente (acetona, DMSO e HYD) e (ii) utilização de um surfactante não iónico (Tween 80). A incorporação foi testada para teores de 5% e 10% (razão fármaco/polímero, m/m). Os filmes produzidos pelo méto-do da evaporação do solvente foram avaliados quanto à sua homogeneidade e caracteriza-dos por FTIR e DSC. Numa terceira fase realizaram-se estudos de libertação em tampão de fosfato salino (PBS) de pH 7.5 tendo como objetivo avaliar a viabilidade de desenvolvimen-to de diferentes tipologias de dispositivos dependendo de um compromisso entre as pro-priedades dos filmes e o comportamento de libertação. Os resultados obtidos podem ajudar na seleção do material de base mais adequado para um determinado fim. Adicionalmente, e mais importante, comprovou-se a viabilidade de utilizar PUDs como material base para o desenvolvimento de sistemas de libertação con-trolada, utilizando como exemplo o cetoprofeno. A avaliação da toxicidade e da atividade anti-inflamatória dos filmes produzidos foi considerada estando em curso neste momento no grupo do Professor Armando Cunha Júnior.

Soil and Water Conservation Quality Review, 2007

A newsletter produced by Iowa Department of Agriculture and Land Stewardship. The DSC is responsible for state leadership in the protection and management of soil, water and mineral resources, assisting soil and water conservation districts and private landowners to meet their agricultural and environmental protection needs.

Call for Proposals Iowa Department of Agriculture and Land Stewardship Division of Soil Conservation, August 31, 2012

IDALS stands for Iowa Department of Agriculture and Land Stewardship. IDALS’s mission is to provide leadership for all aspects of agriculture in Iowa, ensure consumer protection and promote the responsible use of our natural resources. DSC stands for the Division of Soil Conservation and is the division within IDALS responsible for state leadership in the protection and management of soil, water and mineral resources. Learn more about IDALS at www.iowaagriculture.gov

Working with Iowans building a culture of conservation, Program Summary, November 2008

Over 94% of Iowa ’ s land is held in private ownership, and the programs of the Iowa Department of Agriculture and Land Stewardship Division of Soil Conservation (IDALS-DSC) have been established to work with these landowners. Over 90% of the landscape is used for agricultural production so much of our focus is in rural communities, but we haven’t overlooked the importance of land management in urban areas. It is crucial to understanding of both conservation and hydrology issues, that what happens on the landscape has immense consequences to the environmental health of our state and the quality of life we enjoy. IDALS-DSC is striving to integrate our programs with other agencies and local concerns to improve water and local concerns to improve water and soil quality throughout the state and nation.

Quantificação de pressões críticas para o crescimento das plantas

A compactação, uma das principais causas de degradação dos solos agrícolas, tem sido avaliada por meio de diversos indicadores: (a) de qualidade estrutural do solo para o crescimento das plantas, como o intervalo hídrico ótimo (IHO), e (b) de capacidade de suporte do solo, como a pressão de preconsolidação (σp). Este trabalho foi realizado com o objetivo não só de relacionar o IHO e a σp, mas também de determinar valores de pressões críticas (Pcr) que possam ser aplicados ao solo sem restringir o crescimento das plantas ou provocar a compactação adicional do solo. O estudo foi realizado com amostras de Podzólico Vermelho-Amarelo, cultivado com cana-de-açúcar, no município de Piracicaba (SP). Na camada superficial do solo, foram coletadas trinta e seis amostras com estrutura indeformada para a quantificação do IHO e da σp. A partir do IHO, foi obtido o valor de densidade do solo crítica (Dsc) para o crescimento das plantas. A σp foi linearmente relacionada com a densidade e umidade do solo, permitindo a incorporação dos valores de Dsc e do IHO para a quantificação de Pcr. Os resultados indicaram que a Pcr diminuiu linearmente com o incremento da umidade, variando de 360 kPa a 500 kPa para a faixa de umidade de θ = 0,18 m³ m-3 a θ = 0,12 m³ m-3. O parâmetro proposto permitiu definir pressões máximas que podem ser aplicadas ao solo, para diferentes umidades, sem promover a degradação da qualidade estrutural do solo para o crescimento das plantas.

Thermoplastic Starch-based Composites Reinforced with Rape Fibers: Water Uptake and Thermomechanical Properties

Fully biodegradable composite materials were obtained through reinforcement of a commercially available thermoplastic starch (TPS) matrix with rapeseed fibers (RSF). The influence of reinforcement content on the water sorption capacity, as well as thermal and thermo-mechanical properties of composites were evaluated. Even though the hydrophilic character of natural fibers tends to favor the absorption of water, results demonstrated that the incorporation of RSF did not have a significant effect on the water uptake of the composites. DSC experiments showed that fibers restricted the mobility of the starch macromolecules from the TPS matrix, hence reducing their capacity to crystallize. The viscoelastic behaviour of TPS was also affected, and reinforced materials presented lower viscous deformation and recovery capacity. In addition, the elasticity of materials was considerably diminished when increasing fiber content, as evidenced in the TMA and DMTA measurements

Efeitos de sistemas de preparo nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico

Os sistemas de preparo do solo e o manejo dos resíduos culturais assumem fundamental importância para a sustentabilidade dos sistemas de produção de mandioca nos solos de textura média a arenosa da região Noroeste do Estado do Paraná. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes sistemas de preparo utilizados para o plantio da cultura da mandioca, em algumas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos utilizados foram: plantio sem revolvimento do solo (PSR), preparo mínimo com escarificação (PM) e preparo convencional com aração e gradagem (PC). Nas camadas de 0-0,15 e 0,15-0,30 m, foram avaliadas as seguintes propriedades físicas: a densidade do solo (Ds), a curva de retenção de água no solo, a curva de resistência do solo à penetração e o intervalo hídrico ótimo (IHO). Nos sistemas de preparo com reduzida mobilização do solo (PSR e PM), foram constatados maiores valores de Ds e de resistência do solo à penetração. A curva de retenção de água foi influenciada apenas pela Ds, a qual incorporou os efeitos dos sistemas de preparo, independentemente da camada amostrada. A modelagem da curva de resistência do solo à penetração foi influenciada pelos sistemas de preparo e camadas amostradas, com maior resistência à penetração em PSR > PM > PC, acentuada na camada subsuperficial. Com o aumento da Ds, verificou-se redução do IHO associada aos efeitos da resistência do solo à penetração e da porosidade de aeração que determinaram, respectivamente, os limites inferior e superior de água disponível. Os valores do IHO seguiram a seqüência PC = PM > PSR na camada de 0-0,15 m, não diferindo significativamente na camada de 0,15-0,30 m. O valor de densidade do solo crítica (Dsc), densidade em que IHO = 0, foi menor no PSR e PM, comparado ao PC, o que contribuiu para a menor freqüência de valores de densidade maiores que a Dsc no PC.

Intervalo hídrico ótimo no monitoramento da compactação e da qualidade física de um latossolo vermelho cultivado com soja

A qualidade física do solo é essencial ao crescimento das plantas e à sustentabilidade dos sistemas agrícolas. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência do intervalo hídrico ótimo (IHO) no monitoramento da compactação e qualidade física do solo para soja em cultivo de sequeiro e irrigado. O experimento foi realizado em Latossolo Vermelho eutroférrico (21 ° 14 ' 53 " S; 48 ° 17 ' 20 " W; 540 m de altitude). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 6 x 2, com quatro repetições. Os tratamentos de compactação foram: T1 = sem compactação; T2 = 1 passada de trator de 4 t; T3 = 1; T4 = 2; T5 = 4; e T6 = 6 passadas de um trator de 11 t, no mesmo local. Foi semeada a soja (Glycine max (L.) Merrill), cultivar IAC Foscarim 31. Foram coletadas amostras indeformadas de solo nas camadas de 3-6, 8-11, 15-18 e 22-25 cm, para determinação dos atributos físicos. Na colheita, foi avaliada a produtividade de soja em microparcela de 3,37 m². No cultivo de soja sequeiro e irrigado, a produtividade diminui a partir da resistência à penetração (RP) de 1,30 e 1,64 MPa e da densidade do solo (Ds) de 1,26 e 1,29 kg dm-3, com perdas de 19,15 e 11,71 % no maior nível de compactação (RP = 2,84 MPa; Ds = 1,45 kg dm-3), respectivamente. O IHO foi reduzido pela RP até atingir a Dsc(IHO = 0) de 1,33 e 1,38 kg dm-3, no cultivo de soja sequeiro e irrigado. O IHO é adequado no monitoramento da compactação e da qualidade física do solo para soja, quando sua aplicação é realizada com base no valor de resistência à penetração limitante e no valor de densidade crítica do solo (IHO = 0). A soja em cultivo irrigado tolera maior compactação.

Intervalo hídrico ótimo num nitossolo vermelho distroférrico irrigado

O manejo da irrigação tem-se baseado no controle do potencial da água no solo (Ψ) como fator limitante do crescimento das plantas. Entretanto, outras variáveis podem influenciar a cultura mesmo que o Ψ não seja limitante. O Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) é um conceito de disponibilidade de água no solo que leva em consideração a porosidade de aeração e a resistência do solo à penetração em adição ao Ψ. O objetivo deste estudo foi quantificar o IHO num Nitossolo Vermelho distroférrico irrigado e utilizá-lo no estabelecimento de critérios para o manejo de água e do solo em áreas irrigadas. A resistência do solo à penetração foi a variável que limitou o IHO com maior frequência, diminuindo sua magnitude com o aumento da densidade do solo (Ds). Com o aumento da Ds, ocorreu redução na frequência com que θ manteve-se dentro dos limites do IHO. A Ds crítica (Dsc) foi de 1,40 Mg m-3, indicando severa degradação física do solo para Ds > Dsc. Para Ds < 1,28 Mg m-3, o Ψ de -800 hPa utilizado frequentemente para o controle da irrigação por meio de tensiômetros caracterizou o limite inferior do IHO. Para 1,28 < Ds < 1,40 Mg m-3, o limite inferior do IHO foi determinado pela RP e, nestas condições, a adoção de Ψ igual a -800 hPa como limite para a aplicação de água estabelece restrições físicas às plantas devido à elevada RP. Neste caso, o mapeamento de áreas com Ds uniformes poderia ser utilizado para o manejo do Ψ para a manutenção da RP < 2,0 MPa. Nas áreas em que a Ds < 1,28 Mg m-3 pode ocorrer maior secamento do solo sem que ocorra RP > 2,0 MPa; para 1,28 < Ds < 1,40 Mg m-3 deve-se manter Ψ > -800 hPa visando ao controle da RP. Para áreas em que Ds > Dsc, medidas que visem a redução da Ds poderiam ser tomadas em função da severa degradação física do solo.