Caracterização de atapulgita visando aplicação para reforço de materiais poloméricos

The clay mineral attapulgite is a group of hormitas, which has its structures formed by microchannels, which give superior technological properties classified the industrial clays, clays of this group has a very versatile range of applications, ranging from the drilling fluid for wells oil has applications in the pharmaceutical industry. Such properties can be improved by activating acid and / or thermal activation. The attapulgite when activated can improve by up to 5-8 times some of its properties. The clay was characterized by X-ray diffraction, fluorescence, thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy before and after chemical activation. It can be seen through the results the efficiency of chemical treatment, which modified the clay without damaging its structure, as well as production of polymer matrix composites with particles dispersed atapugita

Mesoestruturas porosas a partir de materiais naturais

The MCM-41 mesoporous synthesis was done using rice hulls ash and chrysotile as natural alternative silica sources. For the using of these sources, chemical and thermic treatments were done in both materials. After chemical and thermic treatments, these materials were employed on the MCM-41 mesoctructures synthesis. The natural materials treated and employed in the synthesis were characterized by several techniques such as X-ray diffraction, N2 adsorption and desorption, scanning electronic microscopy and thermogravimetric analysis. MCM-41 standart samples synthetized with aerosil 200 commercial sílica were used to evaluation. The formed material from rice hulls ash showed values from BET specific area about 468 m².g-1, N2 adsorption and desorption isotherms and loss mass similar to reference materials. The silica from chrysotile calcined and leached was employed to mesoporous materials synthesis. The BET specific area showed values about 700 m².g-1, N2 adsorption and desorption isotherms type IV and loss mass similar to mesoporous materials. The formed material from calcined and leached chrysotile, without calcination, applied to phenol remotion carried high performance liquid chromatography and evaluated with organophilic clays with different treatments. By the characterization techniques were proved that mesoporous materials with lesser order that reference samples. The material formed from rice hulls ash without the calcination step achieved better adsorption results than organophilic clays

Comportamento reológico de materiais cimentícios para poços de petróleo contendo naftaleno condensado ou policarboxilato

Pastas a base de cimento Portland são utilizadas na cimentação de poços de petróleo. Elas consistem de uma mistura de partículas sólidas de cimento dispersas em água e aditivos. Atualmente, diversos materiais alternativos são utilizados como aditivos, objetivando a modificação e a melhoria das propriedades das pastas de cimento, especialmente no aumento da fluidez. Novos aditivos plastificantes são capazes de suportar as diversas condições de poços, promovendo propriedades no estado fluido compatíveis às condições exigidas para cimentação.Dispersantes são os componentes da pasta que garantem fluidez, além de proporcionar controle na água perdida por filtração na formação porosa, garantindo o sucesso da operação de bombeio. Em deter minados campos, além do efeito da profundidade, as condições geológicas das formações promovemvariações do gradiente de pressão e temperatura ao longo da profundidade vertical do poço. Recentemente, diversos aditivos químicos da indústria da construção civil tem sido estudados em condições de cimentação de poços de petróleo. Vários produtos testados tem apresentado desempenho superior aos produtos normalmente empregados pela indústria de petróleo com boa relação custo/benefício em função do volume de mercado da construção civil. Resultados promissores na seleção de aditivos com função dispersante da construção civil para operações de cimentação de poços de petróleo onshore foram obtidos para temperaturas até 80°C. O potencial de uso desses aditivos permite estabelecer novas soluções para problemas encontrados na cimentação de poços de petróleo HPHT, poços sujeitos à injeção de vapor, poços depletados e poços produtores de gás. Na construção civil, os superplastificantes permitem reduzir o fator água/cimento das argamassas proporcionando melhoria de propriedades como resistência mecânica e fluidez. Assim, o objetivo deste trabalho foi o estudo e a caracterização reológica de pastas constituídas de cimento Portland, água e aditivos do tipo plastificante, com função dispersante a base de naftaleno condensado e policarboxilato, na faixa de temperaturas de 58°C e 70ºC. As condições utilizadas para a avaliação dos aditivos alternativos foram baseadas em uma cimentação primária para um poço hipotético de 2200 m de profundidade e gradientes geotérmicos de 1,7°F/100 pés e 2,1°F/100 pés. Os resultados demonstraram a grande eficiência e o poder dispersivo do policarboxilato para as temperaturas estudadas. O aditivo promoveu alta fluidez, sem efeitos de sedimentação da pasta. O dispersante à base de naftaleno reduziutant o a viscosidade plástica como o limite de escoamento acimada concentração a partir de 0,13%. O modelo de Bingham descreveu bem o comportamento reológico das pastas com policarboxilato para todas as concentrações

Estudo comparativo de pás para aerogeradores de grande porte fabricadas em materiais compósitos reforçadas com fibra de carbono ou fibra de vidro

The research and development of wind turbine blades are essential to keep pace with worldwide growth in the renewable energy sector. Although currently blades are typically produced using glass fiber reinforced composite materials, the tendency for larger size blades, particularly for offshore applications, has increased the interest on carbon fiber reinforced composites because of the potential for increased stiffness and weight reduction. In this study a model of blade designed for large generators (5 MW) was studied on a small scale. A numerical simulation was performed to determine the aerodynamic loading using a Computational Fluid Dynamics (CFD) software. Two blades were then designed and manufactured using epoxy matrix composites: one reinforced with glass fibers and the other with carbon fibers. For the structural calculations, maximum stress failure criterion was adopted. The blades were manufactured by Vacuum Assisted Resin Transfer Molding (VARTM), typical for this type of component. A weight comparison of the two blades was performed and the weight of the carbon fiber blade was approximately 45% of the weight of the fiberglass reinforced blade. Static bending tests were carried out on the blades for various percentages of the design load and deflections measurements were compared with the values obtained from finite element simulations. A good agreement was observed between the measured and calculated deflections. In summary, the results of this study confirm that the low density combined with high mechanical properties of carbon fibers are particularly attractive for the production of large size wind turbine blades

Projeto e Construção de um Veleiro Autónomo, utilizando materiais compósitos, Impressão a 3D e Aprendizagem Máquina

Este trabalho consistiu no projeto e construção de um veleiro autónomo de pequena escala. No início do trabalho, é feito um estudo acerca dos diferentes tipos de veículos autónomos, dando mais enfase aos veleiros. Em seguida, é iniciado o projeto do casco do veleiro, aplicando conceitos básicos de Arquitetura Naval. A forma do casco é desenhada com recurso ao programa DELFT Ship Free, onde são realizados estudos hidrodinâmicos do mesmo. Posteriormente é retratado a construção do casco projetado, com recurso a materiais compósitos e impressão 3D de componentes do veleiro. São ainda descritos os sensores, controladores, atuadores e programação desenvolvida para o veleiro. É também realizado um estudo sumário da estimativa de consumos e autonomia do sistema. No final, encontram-se os resultados obtidos das provas de mar efetuadas ao veleiro.

Síntese enzimática de ésteres de açúcar: surfactantes e polímeros como novos materiais ambientalmente seguros

Sugar esters are substances which possess surfactant, antifungical and bactericidal actions and can be obtained through two renewable sources of raw materials: sugars and vegetable oils. Their excellent biodegradability, allied to lhe fact that they are non toxic, insipid, inodorous, biocompatible, no-ionic, digestible and because they can resist to adverse conditions of temperature, pH and salinity, explain lhe crescent use of these substances in several sections of lhe industry. The objective of this thesis was to synthesize and characterize surfactants and polymers containing sugar branched in their structures, through enzymatic transesterification of vinyl esters and sugars, using alkaline protease from Bacillus subtilis as catalyst, in organic medium (DMF).Three types of sugars were used: L-arabinose, D-glucose and sucrose and two types of vinyl esters: vinyl laurate and vinyl adipate. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through Design of Experiments (DOE), using Response Surface Methodology (RSM).The investigated variables were: (1) enzyme concentration; (2) molar reason of substrates; (3) water/solvent rale; (4) temperature and (5) time. We obtained six distinct sugar esters: 5-0-lauroyl L-arabinose, 6-0-lauroyl D-glucose, 1'-O-lauroyl sucrose, 5-0-vinyladipoyl L-arabinose, 6-0-vinyladipoyl D-glucose and 1 '-O-vinyladipoyl sucrose, being lhe last three polymerizable. The progress of lhe reaction was monitored by HPLC analysis, through lhe decrease of sugar concentration in comparison to lhe blank. Qualitative analysis by TLC confirmed lhe formation of lhe products. In lhe purification step, two methodologies were adopted: (1) chromatographic column and (2) extraction with hot acetone. The acylation position and lhe chemical structure were determined by 13C-RMN. The polymerization of lhe three vinyl sugar esters was possible, through chemical catalysis, using H2O2 and K2S2O8 as initiators, at 60°C, for 24 hours. IR spectra of lhe monomers and respective polymers were compared revealing lhe disappearance of lhe vinyl group in lhe polymer spectra. The molar weights of lhe polymers were determined by GPC and presented lhe following results: poly (5-0-vinyladipoyl L-arabinose): Mw = 7.2 X 104; PD = 2.48; poly (6-0-vinyladipoyl D-glucose): Mw = 2.7 X 103; PD = 1.75 and poly (1'-O-vinyladipoyl sucrose): Mw = 4.2 X 104; PD = 6.57. The six sugar esters were submitted to superficial tension tests for determination of the critical micelle concentrations (CMC), which varied from 122 to 167 ppm. Finally, a study of applicability of these sugar esters, as lubricants for completion fluids of petroleum wells was' accomplished through comparative analysis of lhe efficiency of these sugar esters, in relation to three commercial lubricants. The products synthesized in this thesis presented equivalent or superior action to lhe tested commercial products

Compostagem orgânica com materiais de origem vegetal, na Amazônia Central.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a temperatura e a qualidade nutricional de composto orgânico. As pilhas de compostagem foram montadas utilizando-se a biomassa verde de margaridão e mucuna-preta e das folhas secas de coqueiro, andirobeira e capim. Os materiais foram triturados e as pilhas montadas utilizando-se 70 % de biomassa seca e 30 % de biomassa verde. Foi determinado o conteúdo nutricional inicial do material foliar das espécies no início, e das pilhas de composto ao final do processo da compostagem. A temperatura das pilhas de composto foi monitorada a cada 8 dias. O delineamento foi de blocos casualizados com 5 repetições. A biomassa foliar de mucuna-preta e margaridão apresentaram teores significativos de P e K, que contribuíram para uma maior entrada desses elementos ao composto. O composto apresentou boas características nutricionais ao final do período de maturação, aos 107 dias.

Pirólise rápida catalítica do capim elefante utilizando materiais mesoporosos e óxidos metálicos para deoxigenação em bio-óleo

The fast pyrolysis of lignocellulosic biomass is a thermochemical conversion process for production energy which have been very atratactive due to energetic use of its products: gas (CO, CO2, H2, CH4, etc.), liquid (bio-oil) and charcoal. The bio-oil is the main product of fast pyrolysis, and its final composition and characteristics is intrinsically related to quality of biomass (ash disposal, moisture, content of cellulose, hemicellulose and lignin) and efficiency removal of oxygen compounds that cause undesirable features such as increased viscosity, instability, corrosiveness and low calorific value. The oxygenates are originated in the conventional process of biomass pyrolysis, where the use of solid catalysts allows minimization of these products by improving the bio-oil quality. The present study aims to evaluate the products of catalytic pyrolysis of elephant grass (Pennisetum purpureum Schum) using solid catalysts as tungsten oxides, supported or not in mesoporous materials like MCM-41, derived silica from rice husk ash, aimed to reduce oxygenates produced in pyrolysis. The biomasss treatment by washing with heated water (CEL) or washing with acid solution (CELix) and application of tungsten catalysts on vapors from the pyrolysis process was designed to improve the pyrolysis products quality. Conventional and catalytic pyrolysis of biomass was performed in a micro-pyrolyzer, Py-5200, coupled to GC/MS. The synthesized catalysts were characterized by X ray diffraction, infrared spectroscopy, X ray fluorescence, temperature programmed reduction and thermogravimetric analysis. Kinetic studies applying the Flynn and Wall model were performed in order to evaluate the apparent activation energy of holoceluloce thermal decomposition on samples elephant grass (CE, CEL and CELix). The results show the effectiveness of the treatment process, reducing the ash content, and were also observed decrease in the apparent activation energy of these samples. The catalytic pyrolysis process converted most of the oxygenate componds in aromatics such as benzene, toluene, ethylbenzene, etc

Degradacao termica e catalitica da borra oleosa de Petroleo com materiais nanoestruturados al-mcm-41 e AL-SBA-15

Aiming to reduce and reuse waste oil from oily sludge generated in large volumes by the oil industry, types of nanostructured materials Al-MCM-41 and Al-SBA-15, with ratios of Si / Al = 50, were synthesized , and calcined solids used as catalysts in the degradation of oily sludge thermocatalytic oil from oilfield Canto do Amaro, in the state of Rio Grande do Norte. Samples of nanostructured materials were characterized by thermogravimetric analysis (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR) and adsorption nitrogen (BET). The characterization showed that the synthesized materials resulted in a catalyst nanostructure, and ordered pore diameter and surface area according to existing literature. The oily sludge sample was characterized by determining the API gravity and sulfur content and SARA analysis (saturates, aromatics, resins and asphaltenes). The results showed a material equivalent to the average oil with API gravity of 26.1, a low sulfur content and considerable amount of resins and asphaltenes, presented above in the literature. The thermal and catalytic degradation of the oily sludge oil was performed from room temperature to 870 ° C in the ratios of heating of 5, 10 and 20 ° C min-1. The curves generated by TG / DTG showed a more accelerated degradation of oily sludge when it introduced the nanostructured materials. These results were confirmed by activation energy calculated by the method of Flynn-Wall, in the presence of catalysts reduced energy, in particular in the range of cracking, showing the process efficiency, mainly for extraction of lightweight materials of composition of oily sludge, such as diesel and gasoline

Coeficientes de difusão de metais em materiais não convencionais (agarose e acetato de celulose) usados na técnica de difusão em filmes finos por gradientes de concentração

The DGT technique allows one to measure quantitatively free and labile metal species in aquatic systems. Nevertheless, for this approach, knowledge is required of the diffusion coefficients of the analytes in a diffusive layer. In this study, the diffusion coefficients of Hg(II), As(III), Mn(II), Mg(II), Cu(II), Cd(II) were determined in agarose gel and those of Ba(II), Cd(II), Cu(II), Mg(II), Mn(II) e Zn(II) in cellulose acetate membranes. These materials presented good performance and the reported results can be used as a data base for further DGT studies.

Fabrico híbrido em grande escala de materiais compósitos

As tecnologias de fabrico aditivo e subtrativo têm vindo a desenvolver-se no sentido de permitir a produção de peças com melhores rigor dimensional, características mecânicas, físicas e químicas, utilizando ainda materiais completamente novos desenvolvidos a pensar nos requisitos em determinadas aplicações. A fabricação híbrida, um processo que utiliza dois ou mais processos de fabrico com características diferentes na mesma unidade de fabrico aproveitando assim as vantagens de cada processo, tem vindo a aparecer como meio de melhorar a qualidade e complexidade dos produtos a serem desenvolvidos. O desenvolvimento de processos de grande escala tem também vindo a verificar-se, sendo estes uma ampliação e aplicação dos processos já existentes para a produção a uma escala maior. Os compósitos de matriz polimérica são os materiais em foco neste trabalho. Alguns polímeros derivam de fontes não renováveis como o petróleo, o que tem levado ao crescimento da indústria de reciclagem deste tipo de materiais para a sua reutilização. Acresce o facto de que a incorporação de resíduos industriais é vista como uma vantagem, quer em termos de custos, quer em termos de sustentabilidade. O presente trabalho teve com objetivo o desenvolvimento de tecnologias de fabricação híbrida, aplicadas a materiais compósitos provenientes, em parte, do reaproveitamento de resíduos industriais. Assim, foi desenvolvido um sistema de extrusão de grandes dimensões - um braço robot com uma extrusora acoplada no seu último eixo, com uma variante híbrida combinando extrusão e maquinação - uma máquina fresadora com uma extrusora acoplada na sua árvore (Eixo Z); e foram desenvolvidos materiais compósitos aplicando o reprocessamento com incorporação de resíduos, por forma a originar produtos de materiais reciclados, contribuindo para a conservação do ambiente. Foi efetuada a validação de um dos conceitos através do desenvolvimento de peças extrudidas com os materiais reciclados e posterior estudo de parâmetros de processamento que conduzem a melhores resultados em temos de geometria. Esta avaliação foi efetuada com recurso a técnicas de engenharia inversa. Foi possível identificar tendências que permitirão melhorar a aplicabilidade deste tipo de processos no fabrico de peças de grandes dimensões.

Desenvolvimento de um cozinha com materiais ecológicos

A cozinha doméstica contemporânea apresenta-se como um espaço de inquestionável importância numa habitação, pois é um local onde se realizam tarefas associadas a uma das necessidades básicas do ser humano, alimentação. A evolução do conceito, espaço de cozinha, varia de acordo com as culturas e os modos de vida que caracterizam as diversas sociedades. Ao longo das décadas, as cozinhas têm sofrido alterações significativas, apresentando novas abordagens de cor, forma e conteúdo. Com o aparecimento das inovações técnicas, tecnológicas e dos novos conceitos de design, as cozinhas estão a mostrar o seu verdadeiro potencial, mostrando que este espaço não se limita puramente à confeição de refeições mas sim a um espaço flexível e personalizado, tornando assim o mobiliário de cozinha um produto de design imprescindível numa habitação. Posto isto, foi desenvolvido um conceito de mobiliário de cozinha, adaptado aos dias de hoje, seguindo um desenho coerente sem nunca esquecer a funcionalidade e a ergonomia. Para determinar as melhores opções conceptuais foi necessário realizar uma pesquisa aprofundada sobre cozinhas, desde os seus antepassados até aos dias de hoje, onde se abordaram as melhores empresas do setor no sentido de determinar o melhor caminho a seguir no que a inovação diz respeito. Essa pesquisa foi fundamental pois verificou-se que as grandes empresas giravam todas em torno dos mesmos eixos: a ecologia e a ergonomia, temas que ainda se encontram longe dos olhares da maioria das empresas portuguesas do setor. O objetivo pretendido com este produto foi melhorar a qualidade de vida dos utilizadores da cozinha e associar as preocupações ecológicas a este tipo de mobiliário com o uso de materiais ecológicos mais leves e práticos como: cortiça, OSB (Oriented Strand Board), richlite, vidro e alumínio. A inovação deste projeto centra-se no uso de cortiça no mobiliário de cozinha, algo inexistente até ao momento no mercado. Neste sentido, foram realizados ensaios ao comportamento deste material tendo em conta a sua nova aplicabilidade. A cortiça vem criar um perfil e uma nova identidade ao produto com o objetivo de levar a todo o mundo uma cozinha com preocupações ecológicas produzida maioritariamente com materiais portugueses e por empresas portuguesas.

Para a história do Sindicalismo Operário Alentejano. O fundo do sindicato dos trabalhadores da construção, mármores, madeiras e materiais de construção do sul/Évora (1938-1986)

O fundo deste organismo é uma importante peça para o estudo do sindicalismo Alentejano, permitindo-nos ter uma percepção do controlo corporativo sobre as várias profissões, com destaque neste artigo, para aquelas relacionadas com a indústria dos mármores.

Riscos associados à dragagem de materiais sedimentares contaminados por metais pesados. Um caso de estudo em Minas Gerais (Brasil)

Neste trabalho descreve-se uma simulação em laboratório de uma dragagem invasiva, com base nos dados recolhidos no campo, na envolvente de um córrego onde os sedimentos estão contaminados por metais pesados devido à actividade de uma fábrica de produção de zinco situada em Três Marias, Estado de Minas Gerais. Durante o ensaio determinou-se o efeito do remeximento dos sedimentos na coluna de água em termos de contaminação em metais, de forma a compreender as principais limitações associadas à utilização da dragagem como método de remediação.

Materiais electrocrómicos e mecaelectroquímicos: contextualização e experimentação na disciplina de química do 12º ano

Durante os últimos 1O anos, em particular, tem-se assistido à descoberta e desenvolvimento de materiais com propriedades únicas e potencialmente úteis em vários domínios da Ciência e Tecnologia. Quer seja na área das Ciências Biomédicas e do Ambiente, na área das Novas Tecnologias de Informação e Comunicação ou nas Novas Tecnologias relacionadas com sistemas de Conversão e Armazenamento de Energia Eléctrica, encontram-se inúmeros exemplos de Novos Materiais com propriedades muito interessantes, e cujas aplicações inovadoras podem revolucionar o nosso Mundo. O presente trabalho é uma proposta de contextualização e experimentação do tema "Materiais Electrocrómicos e Mecaelectroquímicos" no Programa de Química de 12° Ano, nomeadamente na terceira Unidade - Plásticos, Vidros e Novos Materiais. Neste, é apresentada uma sub-unidade que possa integrar a unidade referida. Faz-se especial referência às aplicações dos polímeros condutores, que pela sua inovação e actualidade tomam a leccionação do tema mais apelativa, interessante e facilitadora de uma literacia científica. São apresentadas experiências laboratoriais demonstrativas e elucidativas do tema em questão. Como forma de apoiar a leccionação do referido tema, é apresentada a proposta de uma animação gráfica animada em Power Point. ABSTRACT: During the past 1O years, in particular, it has witnessed to the discovery and development of materials with unique properties and potentially useful in various fields of Science and Technology. There are numerous examples of new materials in different areas, such as Biomedical, Energy and Environmental Sciences and New information and Communication Technologies, with very interesting properties, and whose innovative applications can have an outstanding impact in our world. This dissertation is a proposal of contextualization and experimentation of theme "Electrochromic Materials and Electrochemical Artificial Muscles" in the Program of Chemistry, in 12th year, particularly in the third unit - Plastics, Glass and New Materials. lt will present a sub-unit that can integrate the unit above. The definitions and some applications of the Electrochromic Materials and Electrochemical Artificial Muscles are showed. Demonstrative and illustrative laboratory experiments of the theme are proposed. ln order to support the teaching of that subject, it is presented an animated graphical presentation in Power Point.