Identificação da formação de titanato de bário a partir de mistura reacional calcinada em diferentes temperaturas via difração de raios X, espectroscopia fotoacústica e análise térmica

Os materiais ferroelétricos têm sido utilizados em muitas áreas da tecnologia e da ciência, pois possuem um grande número de aplicações, como: sensores; transdutores; capacitores; dispositivos ópticos; dentre outras. A busca por novos materiais cerâmicos ferroelétricos tem sido grande. Um dos materiais cerâmicos ferroelétricos mais estudados é o titanato de bário (BT). São vários os métodos de produção e caracterização do titanato de bário. Neste trabalho, pós cerâmicos de titanato de bário foram obtidos por reação do estado sólido a partir de misturas reacionais calcinadas em diferentes temperaturas entre 400C e 900C. Foram três as misturas reacionais: não dopadas; dopadas com 1%; e dopadas com 5% de dióxido de cério (CeO2). A identificação da formação do BT, nos pós cerâmicos produzidos, foi feita a partir de três técnicas de caracterização: difração de raios X (DRX); espectroscopia fotoacústica (PAS); e técnicas de análise térmica. Com a técnica DRX, difratogramas mostraram que a plena formação do titanato de bário ocorreu a partir da temperatura de calcinação de 700C. Para a amostra não dopada com cério e calcinada a 800C, houve deslocamento de todos os picos de difração. Nas amostras dopadas com dióxido de cério houve deslocamento de todos os picos de difração, em relação as amostras não dopadas. Observou-se também que nas amostras dopadas com 5% de CeO2, e calcinadas a 700C e 800C, resíduos de dióxido de cério foram observados nos difratogramas. Com a técnica PAS, espectros de absorção foram obtidos. Foi possível observar uma grande diferença de absorção da amostra calcinada a 600 e 630C, indicando a formação do titanato de bário a partir da temperatura de 630C, nas amostras sem a dopagem dióxido de cério. Houve um alargamento nas bandas de absorção a partir da temperatura de 600C, quando o dióxido de cério entrou na matriz. Foi também possível determinar as energias de band-gap das amostras utilizando o método de Tauc. Com as técnicas de análise térmica, em especial através da técnica termogravimétrica (TG/DTG), foi comprovado que até 400C não havia formação de titanato de bário. Visto que nesta temperatura de calcinação houve a maior perda de massa durante a rampa de aquecimento. O início da formação do titanato de bário foi observado a partir da temperatura de calcinação de 500C, assim como nas técnicas DRX e PAS. Portanto, com os resultados apresentados, foi demonstrada a identificação da formação do titanato de bário nas misturas reacionais calcinadas, com auxílio das potencialidades das três técnicas utilizadas.

Efeitos de regimes de sobreclareamento associados a produtos clareadores caseiros sobre o conteúdo mineral e a rugosidade do esmalte dentário humano

O clareamento dental se tornou um dos tratamentos estéticos mais realizados nos consultórios odontológicos, devido à simplicidade técnica e popularização através da mídia. Consiste na utilização de géis à base de peróxido de carbamida, peróxido de hidrogénio e, em uma menor escala, de perborato de sódio, com intuito de oxidar moléculas responsáveis pela pigmentação da estrutura dentária. Apesar da grande quantidade de estudos sobre o tema, não se sabe os efeitos do uso excessivo desses agentes sobre a estrutura dentária. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos sobre a rugosidade superficial e conteúdo mineral do esmalte dental humano submetido a regimes de sobreclareamento associados ao uso de géis clareadores caseiros: peróxido de carbamida 10% (Opalescence PF Regular 10%, Ultradent do Brasil Produtos Odontológicos Ltda., Indaiatuba, São Paulo), peróxido de hidrogênio 9,5% (DayWhite 9,5%, Discus, LLC Culver City, EUA), bem como tiras clareadoras (Oral-B WhiteStrips, Anderson Packaging, Rockford, Estados Unidos). Quatro fragmentos de esmalte obtidos a partir de cinco dentes foram submetidos a um diferente tratamento: Grupo I - armazenamento em saliva artificial por oito semanas; Grupo 2 oito semanas de tratamento com gel de peróxido de carbamida 10% por 6 horas diárias; Grupo 3 oito semanas de tratamento com gel de peróxido de hidrogênio 9,5% com duas aplicações diárias de 30 minutos; Grupo 4 oito semanas de tratamento com tiras clareadoras duas aplicações diárias de 30 minutos. A alteração no conteúdo mineral foi avaliada semanalmente em seis pontos de cada fragmento devidamente identificados através de um sistema de coordenadas (X, Y e Z) utilizando-se a técnica de fluorescência de raios X (Artax 200). Alterações na rugosidade superficial das amostras também foram avaliadas através de um rugosímetro 3D (FormTalysurf 60, Taylor Leicester, Reino Unido). Apenas o grupo 3 apresentou diferenças estatísticas significativas com relação aos níveis de rugosidade (p<0,05), porém não consideradas como clinicamente significativos. Para os demais tratamentos e intervalos propostos, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas (p>0,05). Desse modo, não houve alterações compatíveis com um processo de desmineralização ou aumento real da rugosidade da superfície. Nas condições desse estudo in vitro os géis clareadores caseiros foram considerados seguros. São necessários novos estudos in situ e in vitro que analisem os efeitos de regimes de sobreclareamento quando em condições de somatório de desafios intra-orais.

Desenvolvimento e avaliação de nanocompósitos à base de polietileno de alta densidade (hdpe-vERDE)/poli(ácido lático) (pla) e nanocarbonato de cálcio para fabricação de embalagens

Este trabalho traz como proposta a obtenção de nanocompósitos (PLA/HDPE-g-AM/HDPE-Verde/n-CaCO3) com propriedades mecânicas e de fluxo adequadas para aplicação no setor de embalagens. A produção desses nanocompósitos ocorreu por meio de uma mistura de PLA e polietileno proveniente de fonte renovável (HDPE-Verde), viabilizada pela ação do agente compatibilizante polietileno enxertado com anidrido maleico (HDPE-g-AM) e do aditivo carbonato de cálcio nanoparticulado (n-CaCO3), através do estudo das condições ótimas de processamento e composição, realizado por meio do Planejamento Fatorial Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). A obtenção deste balanço ótimo se deu ao se avaliar a influência dos fatores de estudo velocidade de rotação (100-400rpm), teor da fase dispersa PLA 2003D (0-35%) e teor da nanocarga mineral - n-CaCO3 (1-4%) sobre as propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e de fluxo dos nanocompósitos, através das variáveis de resposta - módulo de Young, resistência ao impacto, grau de cristalinidade (c) e índice de fluidez (MFI).Avaliações preliminares conduziram à escolha do PLA como fase dispersa dos compósitos. As variáveis de resposta do planejamento indicaram que a viscosidade dessas amostras é diretamente proporcional à concentração de n-CaCO3 e a velocidade de processamento, por promoverem, respectivamente, maior resistência ao escoamento e dispersão da carga. As composições apresentaram como característica resistência ao impacto similar ao comportamento do PLA puro e em contrapartida, módulo de Young similar a matriz de HDPE-Verde. A cristalinidade dos polímeros foi melhorada, observando-se uma ação mútua do HDPE-Verde e do PLA para este aumento, havendo ainda colaboração do n-CaCO3 e da velocidade de mistura. A morfologia dos compósitos foi função da velocidade que favoreceu maior dispersão e distribuição da fase dispersa e ainda por maiores teores de n-CaCO3 que ocasionaram a formação de gotas de PLA de menores dimensões, favorecendo uma estrutura mais homogênea. Maiores teores de PLA alteraram a morfologia dos compósitos, ocasionando a formação de grandes domínios dessa fase na forma de gota que atribuíram ao material maior rigidez. A avaliação individual do efeito do n-CaCO3 sobre o PLA e o HDPE-Verde individualmente apontaram que a ação da carga mineral em geral é benéfica para a melhoria das propriedades, com exceção da resistência ao impacto. Além disso, os resultados mostram que a compatibilizante HDPE-g-AM também minimiza a atuação da carga. Em relação à influência do HDPE-g-AM sobre a mistura HDPE-Verde/PLA é possível observar que a compatibilização da mistura tende a ocorrer, porém não de forma eficiente como o esperado

Utilização de coletor de composto parabólico de concentração solar na indústria de asfalto.

Esta dissertação apresenta a avaliação térmica, econômica e ambiental de um sistema de aquecimento solar (SHS) que é usado em uma usina de asfalto, através de simulação computacional com TRNSYS. O processo escolhido é o aquecimento do betume a partir da temperatura de armazenamento até a temperatura de mistura, usando óleo mineral como fluido de transferência de calor (HTF). Os componentes do sistema são o trocador de calor HTF-betume, o coletor concentrador solar parabólico composto (CPC), o aquecedor auxiliar e a bomba de circulação. A simulação no TRNSYS calcula os balanços de massa e energia no circuito fechado do HTF a cada hora. Dados horários do Ano Meteorológico Típico (TMY) do Rio de Janeiro foram utilizados para executar este trabalho. Em muitos casos, a temperatura do HTF ultrapassou 238C, mostrando que o CPC é apropriado para esta aplicação. Economia de combustível e emissões evitadas foram consideradas para as análises economica e ambiental. Este trabalho descreve as fontes renováveis de energia, os tipos de usinas de asfalto e de aquecedores de betume. Ele também mostra a fração brasileira de algumas destas fontes. Os resultados, portanto, mostram ser possível encorajar políticas públicas ambientalmente corretas para incentivar o uso de energia solar na indústria de asfalto. Além disso, este trabalho pode ajudar na redução da elevada emissão dos gases de efeito estufa a partir da utilização dos combustíveis fósseis nesta indústria.

Preparação, caracterização e avaliação de nanocompósitos de PBAT/amido de milho e vermiculita organofilizada

Nos últimos 20-30 anos polímeros biodegradáveis vêm sendo estudados e desenvolvidos e atualmente já são comercializados. Contudo, o custo, a processabilidade e algumas propriedades ainda dificultam a penetração desses polímeros no mercado e a competição com as chamadas commodities. Não são poucos os autores que se dedicam a desenvolver aditivos e formulações para superar essas limitações. Desta forma, esta Tese se dedicou ao desenvolvimento de compósitos de Ecobras, fabricado pela Basf e comercializado pela Corn Products, utilizando como carga mineral resíduo da extração da bauxita, no município de Santa Luzia/PB, o qual consiste em sua totalidade de vermiculita. Esta vermiculita foi quimicamente modificada com sais de alquil fosfônio para melhorar a compatibilidade com a matriz polimérica e também espaçar as camadas de aluminossilicato. De fato, a modificação com o brometo de hexadecil tributil fosfônio resultou na esfoliação da vermiculita tornando-a potencialmente apropriada para a obtenção de nanocompósitos. A preparação dos compósitos foi realizada pelo método de intercalação no estado fundido e foram comparadas a utilização da câmara interna de mistura e da mini extrusora de dupla rosca, sendo esta última mais eficaz na dispersão da vermiculita, conforme revelado pela microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e reometria de placas. O grau de dispersão também foi influenciado pela estrutura química do modificador da vermiculita e pelo teor dessa carga incorporada à matriz. Teores mais elevados levaram a formação de aglomerados, enquanto a modificação da carga implicou na formação de micro e nanocompósitos. Ainda houve alterações das propriedades térmicas com aumento dos valores da temperatura de transição vítrea, de cristalização e fusão, embora o grau de cristalinidade tenha sido mantido. Nitidamente, foram obtidos materiais mais rígidos, com maior módulo e menor capacidade de deformação. Cerca de 58% de perda de massa foi observada para os micro e nanocompósitos obtidos após 17 semanas de enterro em solo simulado para avaliação da biodegradabilidade, valor bem próximo ao Ecobras puro. De modo geral, a incorporação das diferentes vermiculitas retardou nas primeiras semanas a biodegradação, provavelmente em função de modificações na estrutura cristalina, conforme sugerido pelos maiores valores de temperatura de fusão observados durante o acompanhamento do processo de biodegradação. No entanto, após 7 semanas os perfis de biodegradação dos micro e nanocompósitos se aproximaram bastante do Ecobras puro. Desta forma, foi possível nesta Tese obter um nanocompósito de Ecobras com vermiculita modificada com brometo de hexadecil fosfônio utilizando ferramentas comuns de processamento no estado fundido com biodegradabilidade próxima ao polímero de partida, porém mais rígido e menos deformável

Modelagem e simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante aplicadas à classificação de defeitos em transformadores de potência

A análise de gases dissolvidos tem sido aplicada há décadas como a principal técnica de manutenção preditiva para diagnosticar defeitos incipientes em transformadores de potência, tendo em vista que a decomposição do óleo mineral isolante produz gases que permanecem dissolvidos na fase líquida. Entretanto, apesar da importância desta técnica, os métodos de diagnóstico mais conhecidos são baseados em constatações de modelos termodinâmicos e composicionais simplificados para a decomposição térmica do óleo mineral isolante, em conjunto com dados empíricos. Os resultados de simulação obtidos a partir desses modelos não reproduzem satisfatoriamente os dados empíricos. Este trabalho propõe um modelo termodinâmico flexível aprimorado para mimetizar o efeito da cinética de formação de sólidos como restrição ao equilíbrio e seleciona, entre quatro modelos composicionais, aquele que apresenta o melhor desempenho na simulação da decomposição térmica do óleo mineral isolante. Os resultados de simulação obtidos a partir do modelo proposto apresentaram uma melhor adequação a dados empíricos do que aqueles obtidos a partir dos modelos clássicos. O modelo propostofoi, ainda, aplicado ao desenvolvimento de um método de diagnóstico com base fenomenológica.Os desempenhos desta nova proposta fenomenológica e de métodos clássicos de diagnóstico por análise de gases dissolvidos foram comparados e discutidos; o método proposto alcançou desempenho superior a vários métodos usualmente empregados nessa área do conhecimento. E, ainda, um procedimento geral para a aplicação do novo método de diagnóstico é descrito

Size distribution of heavy mineral grains in some modern Nile Delta coastal sands, Egypt

This study includes determination and discussion of the texture and heavy mineral compositions of some modem Nile Delta coastal sands (river, coastal dune, beach-face, and nearshore marine) in order to delineate the process and factors that regulate the size distribution of heavy mineral grains comprising these coastal sands. Textural analysis of unseparated bulk samples indicate that the examined four types of sands differ in their mean grain sizes and degree of sorting. However, analysis of size distribution curves of 10 heavy mineral species or group of species in the four environments having the same general shape and nearly similar in that general order of arrangement. However, these curves vary both in median sizes and sorting. The size distribution of a heavy mineral in the Nile Delta coastal sands appear to depend on: (1) range of grain size fractions in each sample, (2) relative availability of heavy mineral in each size grade of the sample, (3) specific gravity of minerals comprising these sands, and (4) some other unknown factor or factors. Results of size measurement of heavy minerals indicated that increasing specific gravity is accompanied by increasing fineness of the heavy minerals. This study may be useful in search for marine placers and understanding the processes of grain-sorting on the sea beaches.

Nutritive value of fishes of Lake Tanganyika: II. Mineral composition

The composition of the minerals in three economically important fish species of Lake Tanganyika was determined. From the analyses there does not appear to be significant difference in the composition for the three species. Beside the major elements: Ca, P, K, Na, Mg, Cl, Fe, Al and Zn, eighteen trace elements were determined. The presence of the bones in the fish is especially nutritionally important for the following elements: Ca, P, Br, Sr, Mn and Mg.

Biomimetic mineral-protein composites formed by an automated alternate soaking process

Biomineralized composite materials found in nature have a compromise of good mechanical properties and relatively small embodied energies in the process of their formation. The Alternate Soaking Process (ASP) is a laboratory technique that has only recently been applied to replicating composite biomineralization. The nexus of the ASP - heterogeneous nucleation - makes it ideal for replicating biominerals where the mineral is templated onto an organic substrate, such as occurs in avian eggshell. Here we demonstrate the deposition of a calcium carbonate gelatin composite on either glass cover slips or demineralized eggshell membranes using an automated ASP. SEM images and FTIR spectra of the resulting mineral show that by altering the amount of gelatin in the growth solutions the final organic component can be controlled accurately in the range of 1-10%, similar to that of natural eggshell. This study shows for the first time the co-precipitation of a CaCO3 - gelatin composite by an ASP and that the organic fraction of this mineral can be tuned to mimic that of natural biomineralized composites. © 2012 Materials Research Society.