Morfologia e biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibra de coco verde

Neste trabalho foram analisadas a morfologia e a biodegradação de compósitos de poli(ε-caprolactona) com fibras provenientes da casca de coco verde. Parte destas fibras foi submetida à modificação química por meio da reação de acetilação. A avaliação da morfologia foi realizada nas amostras de poli(ε-caprolactona) puro e seus compósitos antes e após o teste de biodegradação. O teste de biodegradação foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de vinte a trinta semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), calorimetria diferencial de varredura (DSC), difratômetro de raios X (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN) de baixo campo no estado sólido. Pelas análises, foram verificados perda de massa, alteração morfológica da superfície e variação no percentual de cristalinidade das amostras. O PCL e os compósitos sofreram biodegradabilidade e a presença das fibras retarda ligeiramente esse processo

Obtenção do copolímero de acrilonitrila e vinil-imidazol a partir da modificação química da poliacrilonitrila

Polímeros contendo anéis heterocíclicos, como o imidazol, possuem um grande interesse comercial e científico devido ao seu emprego em diversas áreas. Esses polímeros podem ser obtidos pela modificação química de polímeros comerciais como a poliacrilonitrila. Geralmente, esse tipo de reação é realizada por aquecimento convencional (térmico). Entretanto, mais recentemente, a irradiação por micro-ondas também começou a ser utilizada como fonte de energia para esse fim. Nesta Dissertação foi estudada, comparativamente, a modificação química da poliacrilonitrila comercial com etilenodiamina sob ativação de P2S5, empregando como fonte de aquecimento: o método convencional (térmico) e irradiação de micro-ondas, geradas em forno de micro-ondas doméstico e em reator de micro-ondas (Discover CEM), para produzir o copolímero de poliacrilonitrila e 2-vinil-imidazol. As reações foram efetuadas em diferentes tempos reacionais, em diferentes temperaturas no reator de micro-ondas e em diferentes potências do forno doméstico. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e por ressonância magnética de núcleo de hidrogênio (NMR-1H). A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso em todos os métodos empregados, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Os melhores resultados obtidos foram: em 48 h de aquecimento térmico, 20 min de irradiação de micro-ondas em forno doméstico e 20 min a 80C em reator de micro-ondas, no entanto todas as análises indicaram uma derivatização abaixo de 10 %

Avaliação do copolímero de acrilonitrila e 2-vinil-2-oxazolina na eficiência de inibição de corrosão química em meio salino

Processos corrosivos geram perdas incalculáveis para a sociedade. Existe, portanto, uma incessante busca por métodos cada vez mais econômicos, eficientes e que não gerem impacto ao meio-ambiente. Polímeros heterocíclicos são macromoléculas de elevada performance que vêm sendo estudados como inibidores de corrosão por atenderem as premissas citadas acima. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos 2-vinil-2-oxazolina no teor teórico de 20%. O copolímero obtido e a poliacrilonitrila não modificada foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e avaliados como inibidores de corrosão para alumínio e aço carbono em meio salino em temperatura de 60C. As concentrações utilizadas foram de 20, 50, 100 e 200 ppm e os períodos de checagem: 1, 2, 3 e 4 semanas. Os polímeros estudados apresentaram atividade inibitória de corrosão apenas para o aço carbono. Para o alumínio, o ensaio em branco apresentou a menor taxa de corrosão dentre todos os ensaios realizados

Modificação química do poli(cloreto de vinila) com nucleófilos nitrogenados assistida por micro-ondas

Nesse trabalho foram realizadas reações de substituição nucleofílica (SN2), utilizando aquecimento térmico convencional e por irradiação de micro-ondas (MO), de alguns átomos cloro em amostras comerciais de poli(cloreto de vinila) (PVC), por grupos nitrila e também por grupos azida. Os grupos nitrila e azida foram substituidos na matriz em diferentes teores (10% e 20%). As reações do PVC com azida foram eficazes, apresentado percentuais de derivatização muito próximos dos valores desejados. Já no estudo com a nitrila não foi obtido o resultado esperado. Os copolímeros PVC azido substituídos foram modificados com propargilato de etila, sob catálise de iodeto de cuproso (CuI), para a obtenção de heterocíclicos do tipo triazólicos. Todos os copolímeros obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de nitrogênio incorporado foram determinados por análise elementar (AE). Através da análise dos dados obtidos, foi comprovado que a utilização da irradiação micro-ondas, quando comparada ao aquecimento convencional, é um processo mais seletivo e diminui, significativamente, os tempos de reação

Modificação química de amostras de poli(metacrilato de metila) comerciais com aminas funcionalizadas assistidas por micro-ondas

Este trabalho avaliou a reação de amidação sob catálise de DBU/NaCN de amostras comerciais de poli(metacrilato de metila), (PMMA), massa molar 60.000 u.m.a. com as aminas, alilamina, 2-morfolilaminoetano, 1-(3-aminopropil)-imidazol e N,N-dimetil-trimetilenodiamina com ativação por reator de micro-ondas. O estudo com alilamina e 2-morfolilaminoetano se mostrou eficaz, apresentando percentuais de derivatização significativos (27% e 37% , respectivamente). A quantidade de material polimérico obtido na purificação foi de cerca de 36 % para as duas aminas. O estudo evidenciou a importância dos catalisadores DBU/NaCN, pois sem eles a reação não ocorre e quando utilizados isoladamente, o grau de incorporação é muito menor. Já o estudo com as aminas 1-(3-aminopropil)-imidazol e N,N-dimetil-trimetilenodiamina mostrou-se ineficaz devido à dificuldade de purificação dos produtos. Tentativas de purificação por precipitação com metanol e soluções hidrometanólicas de diferentes concentrações mostraram-se ineficazes. Os novos PMMA modificados foram caracterizados por FT-IR, RMN-1H e análise elementar. Foram observadas alterações na taticidade do PMMA em reações ativadas por micro-ondas

Estudo da reação de modificação química da poliacrilonitrila com grupos 2-oxazolina

Neste trabalho a reação de modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação de grupos 2-oxazolina foi estudada através da interação dos grupos nitrila do polímero com 2-amino-etanol catalisada por acetato de cádmio. Os copolímeros foram obtidos em diferentes condições reacionais para alcançar a reação de incorporação do heterocíclico preferencialmente à reação de ciclização dos grupos nitrila que ocorre na presença de catalisador. O grau de modificação química obtido foi relacionado às alterações nas propriedades dos polímeros modificados, que foram caracterizados por espectroscopias na região do infravermelho com transformada de Fourier, do ultravioleta-visível e de ressonância magnética nuclear de hidrogênio, e por calorimetria diferencial de varredura e termogravimetria. As condições ótimas de reação foram alcançadas a 70C após 35h. E o polímero obtido a partir destas condições foi avaliado como inibidor de corrosão para aço-carbono em solução de ácido clorídrico. Sob estas condições experimentais, uma eficiência de inibição de 63 % foi obtida

Estudo da reação de modificação do poli(cloreto de vinila) com nucleófilos nitrogenados e das aplicações como suporte em reações de acoplamento

Neste trabalho foi realizada a modificação química do poli(cloreto de vinila) (PVC) pela sua reação com azida de sódio, onde alguns dos seus átomos de cloro foram substituídos por azidas. Em seguida o grupo incorporado foi transformado em triazóis por uma reação de cicloadição 1,3 entre o polímero modificado e propiolato de etila, sendo a reação catalisada por iodeto de cobre. Essas reações foram conduzidas sob aquecimento convencional e empregando irradiação de micro-ondas. Inicialmente, a reação incorporou 20% de triazol no PVC, sendo avaliadas as condições reacionais ideais. Essas condições foram usadas para a formação de novos copolímeros com diferentes teores de triazóis incorporados. Os produtos obtidos foram usados para o suporte de paládio que é utilizado como catalisador na reação de Suzuki-Miyaura. Todos os copolímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR)

Síntese, caracterização e estudo da ação antituberculose e citotóxica de hidrazonas derivadas de isoniazida e de seus complexos de cobre(II) e gálio(III)

No presente trabalho é descrita a obtenção de hidrazonas derivadas de isoniazida e de seus complexos de cobre(II) e gálio(III) candidatos a protótipos de fármacos antituberculose e antitumoral. Para investigar o efeito da modificação química sobre as bioatividades do fármaco isoniazida, foram preparados cinco derivados hidrazônicos: 2-piridinocarboxaldeído isonicotinoil hidrazona (HPCIH, 1), 2-acetilpiridina isonicotinoil hidrazona (HAPIH, 2), 2-benzoilpiridina isonicotinoil hidrazona (HBPIH, 3), 2-piridinoformamida isonicotinoil hidrazona (HPAmIH, 4) e 2-pirazinoformamida isonicotinoil hidrazona (HPzAmIH, 5), sendo o composto HPAmIH (4) inédito. Análises de ponto de fusão, espectroscopia de infravermelho (IV), espectrometria de massas, ressonância magnética nuclear (RMN), análise elementar e termogravimetria confirmaram a obtenção e pureza das hidrazonas. Foi determinada ainda a estrutura de HPCIH (1) por difração de raios X de monocristal. Essas moléculas foram efetivas em inibir o crescimento de cepas de micobactérias Mycobacterium tuberculosis H37Rv (ATCC 27294) nas concentrações testadas, com exceção de HPzAmIH (5). As hidrazonas HAPIH (2) e HBPIH (3) foram os compostos orgânicos mais ativos (concentração inibitória mínima, CIM = 0,625 g/mL), apresentando atividade antimicobacteriana apenas duas vezes inferior à do fármaco isoniazida.Quanto à ação contra células tumorais, as hidrazonas HAPIH (2) e HBPIH (3) foram as mais potentes contra as linhagens OVCAR-8 (tumor de ovário - humano), HCT-116 (tumor de cólon - humano) e SF-295 (glioblastoma humano), com inibições de 34,98 a 98,63% do crescimento celular, na concentração de 5 g/mL, enquanto que a isoniazida não foi efetiva contra as linhagens estudadas. Para avaliar o efeito da coordenação a metais sobre a atividade farmacológica das hidrazonas, foram sintetizados os complexos de cobre(II) e gálio(III), sendo todos inéditos: [Cu(HPCIH)Cl2]∙H2O (6), [Cu(HAPIH)Cl2]∙H2O (7), [Cu2(HBPIH)2Cl2]Cl2∙4H2O(8), [Cu(HPAmIH)Cl2]∙H2O (9), [Cu(HPzAmIH)Cl2]∙H2O (10), [Ga(HPCIH)2](NO3)32H2O (11), [Ga(HAPIH)(APIH)](NO3)22H2O (12), [Ga(HPAmIH)(PAmIH)](NO3)22H2O(13) e [Ga(HPzAmIH)(PzAmIH)](NO3)2H2O (14). Os complexos foram caracterizados por espectroscopia de IV, análise elementar, condutivimetria, RMN e espectroscopia eletrônica. Em geral, os complexos também demonstraram ação contra M. tuberculosis, sendo que apenas para 6, 9, 10 e 14 foi verificada melhor atividade em relação às hidrazonas livres. Os complexos metálicos foram tanto quanto ou mais ativos contra as células tumorais OVCAR-8, HCT-116 e SF-295 do que as hidrazonas livres. Merecem destaque os complexos 79 e 12, que apresentaram inibição de crescimento celular de 72,2100%, na concentração de 5 g/mL. Os resultados demonstram portanto que em geral os compostos 114 são menos ativos do que a isoniazida contra M. tuberculosis, enquanto que a modificação química do fármaco, formando-se hidrazonas com posterior complexação cobre(II) e gálio(III) constituíram uma estratégia interessante na obtenção de compostos mais potentes contra células tumorais

Carbon nanotubes: Present and future commercial applications

Worldwide commercial interest in carbon nanotubes (CNTs) is reflected in a production capacity that presently exceeds several thousand tons per year. Currently, bulk CNT powders are incorporated in diverse commercial products ranging from rechargeable batteries, automotive parts, and sporting goods to boat hulls and water filters. Advances in CNT synthesis, purification, and chemical modification are enabling integration of CNTs in thin-film electronics and large-area coatings. Although not yet providing compelling mechanical strength or electrical or thermal conductivities for many applications, CNT yarns and sheets already have promising performance for applications including supercapacitors, actuators, and lightweight electromagnetic shields.

Cellulose acetate polymer film modified microstructured polymer optical fiber towards a nitrite optical probe

A novel microstructured polymer optical fiber (MPOF) probe for nitrites (NO(2)(-)) detection was made by forming rhodamine 6G (Rh 6G)-doped cellulose acetate (CA) on the side wall of array holes in a MPOF It was found that the MPOF probe only have a response to nitrites in a certain concentration of sulfuric acid solution The calibration graph of fluorescence intensity versus nitrites concentration was linear in the range of 2.0 x 10(-4) g/ml-5.0 x 10(-3) g/ml. The method possesses case of chemical modification, low cost design, and potential for direct integration with existing instrumentation, and has been applied to the determination of nitrites in real samples with satisfactory results. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved

Synthesis of dodecenyl succinic anhydride (DDSA) corn starch

Dodecenly succinic anhydride (DDSA) starches were prepared commercially by the base catalyzed reaction of DDSA in pre-emulsion with starch granular in aqueous slurry. The results indicated that the degree of substitution and reaction efficiency were 0.0256% and 42.7%, respectively, at the parameters for the preparation of DDSA starches in starch slurry 30%, DDSA/starch radio 10% (wt/wt), pH 8.5-9.0, reaction temperature 313 K. After modification, product surface chemical composite had been changed which was prone to migrate into less polar solution. The chemical structural characteristics were investigated by methods of FTIR and H-1 NMR. The results of X-ray diffraction showed the native A-type crystalline pattern, indicating that reaction of corn starch with DDSA caused no change in the crystalline structure. Compared to native starch, the hydrophobic performance of esters was greatly increased. With the DS increasing, contact angles were gradually increased, however, the adhesion works were decreased. The maximum contact angle of DDSA starch could attend to 123 degrees, and the corresponding adhesion work was 33.2 mJ m(-2).

Study on the lifetime of M-intermediate of bacteriorhodopsin film chemically modified with CeO2 nanoparticles

The characteristics of intermediates of bacteriorhodopsin (bR) can be verified by chemical modification of its surroundings. CeO2 nanoparticles, which were obtained using water-in-oil (W/O) microemulsion and calcined at various temperatures, were used as chemical additive for the modification of bR. X-ray diffraction (XRD) shows that the mean particle sizes for the samples calcined at 500 and 800 degrees C are approximately 10 and 30 nm, respectively. We prepared CeO2 nanoparticle modified poly(vinyl alcohol) (bR-PVA) films with an optical density of about 1.5 at the ground state. It is observed that the lifetime of the Wintermediate for the modified films is prolonged compared with that of the unmodified ones, and the lifetime increases with decreasing particle size. A probable mechanism, which is likely to involve effective molecular interactions between the CeO2 nanoparticles and the bR molecules, is discussed. The hydroxyl groups, which might arise from the interaction between the nanoparticles and the surrounding water molecules, help to lower the ability of the Schiff base of uptaking protons in the Wintermediate. The results indicate that controlling the interactions between biomolecules and various nanomaterials would enlarge the functionality and the range of the application of nanoparticles.

Chain propagation kinetics on melt grafting reaction

Graft copolymerization in the molten state is of fundamental importance as a probe of chemical modification and reactive compatibilization. However, few grafting kinetic studies on reactive extrusion have been carried out because of the inherent difficulties, as expected. In this work, we have studied chain propagation kinetics on melt grafting using pre-irradiated linear low density polyethylene (LLDPE) and three monomers, acrylic acid (AA), methacrylic acid (MAA), and methyl methacrylate (MMA), as the model system. We measured the apparent chain propagation rate coefficients of grafting (k(p,g)) and homopolymerization (k(p,h)) at an initial stage for the melt grafting by FT-IR spectroscopy and electron spin resonance spectroscopy. It was observed that the convective mixing affected the rate coefficients. The magnitude of k(p,h) and k(p,g) were in the same order, but k(p,h) was slightly larger than k(p,g) The k(p,g) of the three grafting systems increased in the order: LLDPE/MMA < LLDPE/MAA < LLDPE/AA. These results are explained in terms of phase separation, solubility, and inherent reactivity of the monomer.

Kinetics of atomic force microscope-based scanned probe oxidation on an octadecylated silicon(111) surface

Atomic force microscope (AFM)-based scanned probe oxidation (SPO) nanolithography has been carried out on an octadecyl-terminated Si(111) surface to create dot-array patterns under ambient conditions in contact mode. The kinetics investigations indicate that this SPO process involves three stages. Within the steadily growing stage, the height of oxide dots increases logarithmically with pulse duration and linearly with pulse voltage. The lateral size of oxide dots tends to vary in a similar way. Our experiments show that a direct-log kinetic model is more applicable than a power-of-time law model for the SPO process on an alkylated silicon in demonstrating the dependence of oxide thickness on voltage exposure time within a relatively wide range. In contrast with the SPO on the octodecysilated SiO2/silicon surface, this process can be realized by a lower voltage with a shorter exposure time, which will be of great benefit to the fabrication of integrated nanometer-sized electronic devices on silicon-based substrates. This study demonstrates that the alkylated silicon is a new promising substrate material for silicon-based nanolithography.

Scanned probe oxidation on an octadecyl-terminated silicon (111) surface with an atomic force microscope: kinetic investigations in line patterning

Scanned probe oxidation (SPO) nanolithography has been performed with an atomic force microscope (AFM) on an octadecyl-terminated silicon (111) surface to create protuberant oxide line patterns under ambient conditions in contact mode. The kinetic investigations of this SPO process indicate that the oxide line height increases linearly with applied voltage and decreases logarithmically with writing, speed. The oxide line width also tends to vary with the same law. The ambient humidity and the AFM tip state can remarkably influence this process, too. As compared with traditional octadecylsilated SiO2/Si substrate, such a substrate can guarantee the SPO with an obviously lowered voltage and a greatly increased writing speed. This study demonstrates that such alkylated silicon is a promising silicon-based substrate material for SPO nanolithography.