Uso das técnicas de microbalança de cristal de quartzo e espectroscopia fotoacústica para estudo e monitoramento do processo de fotocura de resinas odontológicas

As resinas fotocuradas são amplamente utilizadas em odontologia. Este processo de cura é assistido pela luz visível que promove ligações químicas que as endurecem. Nesta dissertação, as resinas odontológicas fotocuradas comerciais das marcas Opallis Flow A1, A2, AO 3,5, T, Opallis DA2, Natural Flow e Ebecryl 3720-TP25 foram caracterizadas empregando as técnicas de microbalança de cristal de quartzo (QCM) e espectroscopia fotoacústica (PAS) à temperatura ambiente. A espectroscopia fotoacústica foi utilizada para avaliar a região do espectro eletromagnético responsável pela fotocura das resinas odontológicas. Desta forma, conhecendo-se o comprimento de onda da absorção da resina, possibilitou realizar o processo de fotocura. Adicionalmente, foi possível monitorar o processo de fotocura com a técnica de microbalança. A frequência de ressonância do cristal da microbalança se modifica com a fotocura das resinas estudadas. Deste modo, foi possível estimar por QCM, o tempo de cura para os comprimentos de ondas caracterizados por PAS.

Monitoramento de cura e fotocura de resinas epóxi através da espectroscopia fotoacústica

Neste trabalho foi proposto o monitoramento do processo de cura e fotocura de resinas epóxi através da Espectroscopia Fotoacústica. Nos experimentos, foram utilizados dois tipos de resinas epóxi: A resina Epoxtec 331, com o endurecedor DER 24, e a resina fotocurada EBECRYL 3720-TP25, com o fotoiniciador OMNIRAD 808. Foram utilizados dois modelos de células fotoacústicas: uma baseada na técnica de diferença de fase dos dois feixes (T2F); e outra convencional. São apresentadas as montagens experimentais desenvolvidas para os monitoramentos da cura e fotocura das resinas. O estudo foi realizado monitorando o sinal fotoacústico fazendo varredura em comprimentos de onda. Também foi monitorado o sinal fotoacústico em função do tempo durante as curas e fotocuras. Foi estudado o efeito de luz saturante, não modulada, nos processos de fotocura. Tanto a amplitude quanto a fase do sinal fotoacústico revelaram-se boas ferramentas para o monitoramento proposto. Apesar de muitos dos efeitos encontrados, nos estudos realizados, ainda não terem explicação, o presente trabalho mostrou a potencialidade da espectroscopia fotoacústica para esta área de pesquisa.

Recuperação do íon amônio gerado durante a evaporação de lixiviados de aterros utilizando resinas poliméricas de troca iônica

O lixiviado gerado em aterro sanitário possui substâncias de difícil degradação e amônia, que dificulta o tratamento biológico. O tratamento do lixiviado gerado em aterros sanitários requer uma série de processos de elevado custo e, outras técnicas de tratamento têm sido investigadas no intuito de reduzir custos e aumentar a eficiência do tratamento. A evaporação do lixiviado é uma técnica que aproveita o gás de aterro como fonte de calor, e é utilizada na redução do volume a tratar; porém as emissões atmosféricas geradas durante essa evaporação indicam a presença de amônia, o que pode causar impactos negativos em torno do aterro. Desta forma, é importante a realização de estudos que aprimorem esta técnica, para que a evaporação torne-se ambientalmente e economicamente viável. A amônia presente em amostras com pH em torno de 8,0 e temperatura em torno de 25C, está na forma de íon amônio, o que favorece ao processo de troca iônica. A troca iônica é um processo que tem sido estudado por muitos pesquisadores e consiste na troca de um ou mais constituintes de uma fase fluida para a superfície de uma fase sólida (resinas poliméricas). Este trabalho apresenta a eficiência de quatro tipos diferentes de resinas poliméricas: Amberlyst 15 Wet, Lewatit VPOC 1800, Dowex Mac-3 e Purolite MN250 na remoção e posterior, recuperação do íon amônio presente nos vapores condensados da evaporação de lixiviados. A princípio foi investigado a quantidade e o momento em que o amônio é lançado durante o processo de evaporação. Em seguida, caracterizaram-se as resinas quanto à eficiência de remoção, o tempo de contato e a quantidade ideal da resina. Estão apresentadas neste estudo as isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Temkin em diferentes temperaturas (298-318 K) e as condições ideais do processo. Os resultados apontaram duas resinas com eficiência de remoção, em torno de 40%, para concentrações acima de 1000 mg dm-3 de amônio, utilizando 0,5 g de resina e um tempo de contato de 20 minutos. Diferentes modelos cinéticos foram aplicados: Pseudo-Primeira Ordem, Pseudo-Segunda Ordem, difusão intrapartícula, Elovich e o modelo cinético de difusão externa e os resultados discutidos. Foi possível tratar Através da condensação dos vapores emitidos durante a evaporação do lixiviado, foi possível tratar foi possível obter uma recuperação em torno de 70% do íon amônio contido no vapor condensado proveniente da evaporação do lixiviado.

Avaliação in vitro de duas resinas macias para reembasamento de próteses modificadas pela incorporação de clorexidina

Resinas macias para reembasamento de próteses são largamente utilizadas após cirurgias para estabilizarem a prótese e condicionarem o tecido, aguardando a completa cicatrização. É importante que o material não seja facilmente colonizado por biofilme oral e se possível, evite a contaminação do sítio cirúrgico. Objetivou-se avaliar o efeito da incorporação de clorexidina às resinas acrílicas macias para o reembasamento de próteses totais, através de análises de liberação, citotoxicidade e efeito inibitório de um biofilme de C. albicans. Foram confeccionados corpos de provas (CDPs) com as resinas Trusoft e Coe-soft, com incorporação de 0%, 0,5%, 1,0% e 2,0% de clorexidina, totalizando 8 grupos. A liberação de clorexidina foi avaliada através da mensuração da mudança na densidade óptica da solução de armazenamento, na qual ficaram imersos os CDPs, por espectrometria UV, a cada 48 horas, durante 40 dias. A citotoxicidade celular foi avaliada em fibroblastos (linhagem L929), que ficaram 24 horas em contato com meio de cultura no qual os CDPs ficaram previamente imersos, pela técnica de absorção de corante vermelho neutro após 24, 48 e 72 horas e semanalmente até o 28 dia. E, por fim, a atividade antifúngica contra a C. albicans (ATCC 10231) foi avaliada de duas maneiras: (1) teste de difusão em ágar, no qual os CDPs foram colocados em placas de BHI previamente inoculadas com C. albicans, com medição do halo de inibição após 48 horas de incubação a 37C; (2) a avaliação da inibição da formação de um biofilme de C. albicans sobre a superfície dos CDPs pela quantificação por metil tetrazólio (MTT) a cada 48 horas, durante 22 dias, com leitura feita em espectrofotômetro de UV. Os dados obtidos foram inseridos no programa SigmaStat (versão 3.1, USA) para realizar as análises estatísticas. As diferenças estatísticas foram determinadas por análises de variâncias do tipo ANOVA e todos os procedimentos para comparações múltiplas pareadas foram feitos utilizando-se o método Holm-Sidak, com nível de significância global igual a 0,05. A clorexidina adicionada às resinas testadas foi capaz de ser liberada para o meio de armazenagem, proporcionalmente à quantidade de clorexidina incorporada, porém com diferentes cinéticas de liberação entre as resinas, visto que a Trusoft libera até 71% do total de clorexidina liberada nas primeiras 48 horas e a Coe-soft, até 44%. Ambas as resinas com incorporação de clorexidina apresentaram efeito citotóxico adicional, se comparadas às resinas sem clorexidina, porém para a Coe-soft não houve diferença estatística dos valores, apenas para a Trusoft (p<0,001). Ocorreu formação de halo de inibição proporcionalmente às concentrações de resinas adicionadas, com maiores halos para a resina Trusoft (p<0,001), e sem formação de halo para as resinas sem clorexidina; a inibição da formação de biofilme, realizada somente com a resina Coe-soft, mostrou total inibição durante 8, 12 e 16 dias, para a incorporação de 0,5%, 1,0% e 2,0% respectivamente, sendo uma diminuição estatisticamente significativa (p<0,001) em relação à resina sem incorporação de clorexidina, que não apresentou inibição do biofilme.

Preparação e Avaliação da Atividade Catalítica de Polímeros de Condensação de Metilpiridinas e Tereftalaldeído em Reações de Nitroaldol e Cicloadição Heterodipolar [3+2]

Nesse estudo, foram preparadas bases poliméricas derivadas de 2,6-dimetilpiridinas e tereftaladeído utilizando a 2,4,6-trimetilpiridina como agente de reticulação. As resinas foram sintetizadas sob aquecimento convencional e purificadas por precipitação em metanol, apresentando rendimentos variando de 59 a 95%. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), ressonância nuclear magnética de núcleo de hidrogênio (RMN-1H) e espectroscopia na região do infravermelho com técnica de ATR (FTIR - ATR), além de sua atividade básica. A capacidade catalítica do material produzido foi avaliada em reações nitroaldólicas, do tipo Henry, tanto em aquecimento convencional quanto com o uso de reator de micro-ondas. Não sendo observada atividade catalítica significativa para as resinas testadas, nestas reações. O material polimérico produzido também foi testado como suporte para cobre na catálise de reações de cicloadição heterodipolar do tipo [3+2] com benzilazida e propiolato de etila, para a formação de triazóis, processadas em reator de micro-ondas e sob aquecimento convencional. A reação mostrou-se regiosseletiva e processos de reciclo do catalisador se mostrou eficiente em reações consecutivas

Effect of weathering on the mechanical properties of automotive clearcoats

The effect of weathering on the wear resistance of automotive clearcoats has been evaluated. Acrylic-based and urethane-based coatings were exposed in Florida, Belgium and Australia and also under accelerated conditions to SAE J1960 with 0.55 W m -2 borosilicate/borosilicate filtered xenon arc light. Weathering caused a significant reduction in the abrasion and erosion resistance of the clearcoats and large increases in their hardness. Accelerated weathering produced different effects from natural exposure.

Mandrel peeling of a flexible laminate with a pressure-sensitive adhesive: Comparison of experiment with numerical analysis

Mandrel peel tests with mandrels or rollers of varying diameters have been carried out using Mylar backing of several thicknesses and a commercial synthetic acrylic adhesive. The results are critically compared with the numerical predictions of the peeling software package ICPeel. In addition, a finite element model of the mandrel peeling process has been completed which gives good agreement with experiment provided appropriate mechanical properties of adherend and adhesive are used which must include the effects of adherent constraint. The influence of the thickness of the backing is also considered and both experiment and analysis confirm that there is a backing thickness at which the peel force for a laminate of this sort will show a maximum. © 2010 Blackwell Publishing Ltd.

Experimental formulation of an anti fouling paint with tributyl tin oxide as toxic pigment

Results of the experimental formulation of an antifouling paint incorporating TBTO as toxic pigment are presented in this paper. Of the various resins tested, namely, phenolic, cashew nut shell liquid (CNSL), epoxy linseed oil with rosin and limed rosin, the paint composition with limed rosin gave the critical leaching rate of TBTO. Acid alkali test showed dissolution of matrix and visible migration of toxin to the surface. Accelerated corrosion tests had not recorded any signs of corrosion in panels painted with or without barrier coat. Raft exposure studies indicated that the new formulation could resist fouling accumulation on painted panels for 9 months.

Transparent nanostructured electrode by centrifuge coating

We employ a new solution-based coating process, centrifuge coating, to fabricate nanostructured conductive layers over large areas. This coating procedure allows fast quenching of the metastable dispersed state of nanomaterials, which minimizes material wastes by mitigate the effects of particle re-aggregation. Using this method, we fabricate SWNT coatings on different substrates such as PET (polyethylene terephthalate), PDMS (polydimethylsiloxane), and an acrylic elastomer. The effects of the choice of solvents on the morphology and subsequent performance of the coating network are studied. © 2012 IEEE.

Centrifuge coating for low-waste solution processing of transparent nanostructured electrodes

Centrifuge coating was implemented to fabricate nanostructured conductive layers through solution processing at room temperature. This coating procedure allows fast evaporation, thereby fixing the nanomaterials in their dispersed state onto a substrate by the centrifuge action. Material wastes were minimized by mitigating the effects of particle reaggregation. Using this method, we fabricate single-wall nanotube coatings on different substrates such as polyethylene terephthalate, polydimethylsiloxane, and an acrylic elastomer with no prior surface modification of the substrate. The effects of the choice of solvents on the morphology and subsequent performance of the coating network are studied. © 2002-2012 IEEE.

耐热树脂的增强与增韧研究

耐热树脂或称特种工程塑料主要包括聚芳飒类、聚醚酮类、聚芳酷、液晶类、聚酞亚胺和聚苯硫醚等。长春应化所已获得有关聚芳醚酮（PEK-C），聚芳醚砜（PES-C）和聚酞亚胺（PEI）等特种工程塑料的专利12项。在特种工程塑料中，PEK-C，PES-C和PEI有着最高的机械强度（室温下的拉伸强度在100MPa以上）。PES-C和PEI的耐热等级最高（热变形温度分别为225℃和220-260℃）。PE工有极好的阻燃性（氧指数为47）和耐磨性。而PEK-C的加工性好、韧性高、耐磨损和抗电击穿等性质突出，其综合物性与英国ICI公司的聚醚醚酮（PEEK）相近，是良好的高性能复合材料基体树脂。具有优异综合物性的PEK-C、PES-C、PEI及其改性系列材料在机械、电子电气、军工、医疗及食品等许多领域有着广泛的应用前景。近年来，长春应化所在酞侧基聚芳醚酮和聚芳醚矾的结构一加工一物性关系及开发应用等方面作了大量的研究工作，主要涉及此两种聚合物的粘弹性、屈服行为、断裂行为、转变与松弛以及复合与共混等方面内容。这些研究工作表明，酞侧基聚芳醚酮和聚芳醚矾经过共混和复合改性能够具有更优异的使用性能，而且这些研究中的一些方法同样可以应用于其它耐热树脂的改性。高分子材料科学的发展趋势就是在更深层次上把握材料的结构特点及其与宏观物性间的相互关耽达到高分子分子设计和材料设计的目标，实现高性能化和高功能化使现有的高分子材料找到更广泛而合理的应用。工程塑料的高性能化是高分子材料科学近年来发展的一个主要方向。为满足航天航空、电子信息、汽车工业家用电器以及机械等多方面技术领域的需要，要求材料的机械性能、耐热性、耐腐蚀性和长期使用性等性能进一步提高。在现有工程塑料品种的基础上通过共混增韧、复合增强等改性方法使其成为高性能的结构材料，是高分子材料私｝学的前沿课题及重要任务。本文采用熔融加工的方法制备了PEK-C和PES-C耐热树脂的共混与复合材料，利用热分析、力学性能检测、微观形貌观察、加工性能检测等手段研究了共混物及复合材料的结构与性能。通过对PEK-C和PES-C的冲击断裂过程的研究，我们发现，两种材料在裂纹起始扩展时所能承受的最大应力值相同，但PES-C的裂纹引发（ti）和扩展（tp）所需时间仅是PEK-C的一半，此即PES-C的冲击强度（I）和断裂韧性（KIC）较低的原因。因此，如能延长裂纹引发和扩展的时间，也就是说如能扩大断裂过程区，抑制裂纹的早期形成就能达到增韧的目的。在PES-C的增韧研究方面，我们可以借鉴通用塑料的增韧方法，即在高聚物基体中，以适当的手段掺加第二相粒子，通过粒子的变形和引发基体在粒子周围产生剪切屈服或银纹化等作用机理，实现增韧目的。所不同的是，对PES-C类耐热树脂来说，实现增韧的同时应保持材料原有的高强度和高耐热性等优良险质。另一方面，由于耐热树脂的加工温度极高，适合于通用塑料的偶联剂等界面改性技术已不再适用于特种工程塑料。针对PES-C的增韧方法和机理的研究工作可归纳为以下三个方面：①刚性有机粒子（PPS，LCP等）增韧；②柔性有机粒子（UHMWPE）增韧；③刚性无机粒子（硅灰石）增韧。物理老化或结构松弛效应使得高聚物材料的结构和宏观物性随时间而发生变化。随时间的增长，PES-C和PES-C／PPS共混物的拉伸强度增加、冲击韧性减小，而且这种变化趋势表现出物理老化过程的自衰减特性。研究结果表明，PES-C／pps共棍物的结构松弛速率比PES-C慢。具有良好界面相互作用的PES一C／PPS共混物材料的强度和韧性始终高于PES-C纯组份聚合物。因此说，pES-C／PPS共混物不仅具有良好的短期性能，而且在高温下长期使用过程中，其力学性能将始终优于纯组份聚合物。我们研究了热固性聚酞亚胺预聚物（P01）增容聚芳醚酮／聚苯硫醚共混物的热学性能、力学性能、形态结构及加工性，对POI在聚芳醚酮／聚苯硫醚共混物中所起的增容作用机理进行了初步探讨。实验发现，PEK-C／PPS共混物在保持PEK一C原有的高强度和高模量的同时，加工流动性和韧性得到一定程度的改善。PEK-C／ppS／Pm三元共混物中，少量的POI能够控制PPS分散相的相区尺寸，防止分散相粒子的自凝聚，起到了增容剂的作用。热固性高聚物预聚体可用于增容热塑性高聚物共混体系，这种增容方法有其特殊性和新颖性，增容后的聚芳醚酮／聚苯硫醚共棍物的力学性能得以改善。利用纤维可以作为结晶性高聚物的异相成核剂的特性，将合适的结晶性高聚物与非晶高聚物共混，可以在在一定程度上改善非晶高聚物与纤维间的界面粘结，提高纤维增强效率。这种方法对PEK-C类耐热树脂尤为重要。通过与即S共混，玻纤增强PEK-C复合材料中纤维与基体间的界面粘结以及纤维的长径比明显增加，因而复合材料的强度和模量显著提高，而且加工流动性也得到一定程度的改善。从考虑综合物性的角度出发，利用结晶性高聚物改善纤维与非晶树脂基体间的界面粘结时，结晶性高聚物的用量存在一个最佳值。与PEEK／GF复合材料相比，PEK-C／PPS／GF复合材料在加工能耗、价格等方面存在很大优势，可以预期这一高性能复合材料可应用于制造高强度、高耐热、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳的往复运动部件、振动或转动等机械零部件。

ABS树脂形态结构及力学性能的研究

ABS树脂具有优良的抗冲击性、耐热性和耐化学药品性，还具有易加工性、制品尺寸稳定性等特点，广泛应用于工业领域。ABS树脂的制备方法有许多种，目前应用最为广泛的是乳液接枝ABS共聚物一本体SAN掺混法。首先采用乳液聚合方法合成聚丁二烯胶乳，然后将其作为种子进行苯乙烯和丙烯睛的接枝共聚反应生成ABS接枝共聚物；采用本体法制备SAN树脂；最后将ABS接枝共聚物（冲击改性剂）和SAN树脂共混制得ABS树脂。由此看来，ABS接枝共聚物的合成是控制ABS树脂性能的关键。目前国产ABS树脂普遍存在的问题是ABS接枝共聚物的增韧效率低。影响其增韧效率的因素包括共聚单体的组成、橡胶相的组成及结构、橡胶与树脂之间的界面结合力等。因此为提高ABS冲击改性剂的增韧效率，拓宽ABS树脂的应用领域，应合理地控制ABS冲击改性剂的合成参数。本论文采用种子乳液聚合方法在PB（聚丁二烯）橡胶粒子上接枝共聚苯乙烯和丙烯睛合成ABS接枝共聚物，将其作为冲击改性剂与SAN树脂共混制备ABS树脂，对ABS树脂形态结构及力学性能进行了研究。主要研究内容和结论如下：1、研究ABS接枝共聚物中PB／SAN组成、TDDM（叔十二碳硫醇）链转移剂和CHP（过氧化氢异丙苯）用量、单体加料方式及引发剂类型对SAN在PB橡胶粒子上接枝度的影响。sAN在PB橡胶粒子上的接枝度随PB和TDDM含量的增加而降低；随CHP用量的增加先增加后降低；随单体滴加时间的延长而增加，但过分延长时间则对接枝度影响很小；与AIBN（偶氮二异丁睛）和K25208（过硫酸钾）相比，采用氧化一还原引发体系得到的接枝度较高。2、研究ABS接枝共聚物的力学性能。DMA结果表明，随着PB含量的增加，ABS接枝共聚物的储能模量降低，橡胶相的玻璃化转变温度向低温移动，内耗峰值增加。拉伸试验结果表明，当体系中没有TDDM时，不同橡胶含量的ABS接枝共聚物均没有发生明显的应变软化；当加入适量的TDDM后，材料发生应变软化，且随着TDDM用量的增加，材料的屈服应力提高。3、研究ABS接枝共聚物对ABS树脂形态结构及力学性能的影响。ABS接枝共聚物中PB／SAN组成及TDDM链转移剂用量影响ABs树脂中橡胶粒子的内部形态及橡胶粒子在基体中的分散。在合成ABS接枝共聚物的过程中，应合理地调节PB／SAN组成及TDDM的用量以使ABS接枝共聚物达到最大的增韧效率。4、研究ABS树脂在不同应变速率下的断裂行为及形变机理。结果表明，橡胶含量及应变速率影响ABS树脂的力学性能，但没有改变ABS树脂的形变机理。ABS树脂的形变机理包括银纹、橡胶粒子的空洞化及基体的剪切屈服，其中占主导地位的是橡胶粒子的空洞化及基体的剪切屈服。

Monolithic column with zwitterionic stationary phase for capillary electrochromatography

A capillary electrochromatography (CEC) monolithic column with zwitterionic stationary phases was prepared by in situ polymerization of butyl methacrylate, ethylene dimethacrylate, methacrylic acid, and 2-(dimethyl amino) ethyl methacrylate in the presence of porogens. The stationary phases have zwitterionic functional groups, that is, both tertiary amine and acrylic acid groups, so the ionization of those groups on the zwitterionic stationary phase was affected by the pH values of the mobile phase, and further affects the strength and direction of the electroosmotic flow (EOF). Separations of alkylbenzenes and polycylic aromatic hydrocarbons based on the hydrophobic mechanism were obtained. Separation of various types of polar compounds, including phenols, anilines, and peptides, on the prepared column were performed under CEC mode with anodic and cathodic EOF, and different separation selectivities of those polar analytes were observed on the monolithic capillary column by using mobile phases with different pH values.

Biodegradable Interpolyelectrolyte Complexes Based on Methoxy Poly(ethylene glycol)-b-poly(alpha,L-glutamic acid) and Chitosan

We synthesized methoxy poly(ethylene glycol)-b-poly(alpha,L-glutamic acid) (mPEGGA) diblock copolymer by ring-opening polymerization of N-carboxy anhydride of gamma-benzyl-L-glutamate (NCA) using amino-terminated methoxy polyethylene glycol (mPEG) as macroinitiator. Polyelectrolyte complexation between mPEGGA as neutral-block-polyanion and chitosan (CS) as polycation has been scrutinized in aqueous solution as well as in the solid state.