Desenvolvimento de redes de polímeros interpenetrantes (IPN) para a aplicação como eletrólito polimérico

Uma nova rede de polímeros interpenetrantes (IPN) baseada em poliuretana de óleo de mamona e poli(etileno glicol) e poli(metacrilato de metila) foi preparada para ser utilizada como eletrólito polimérico. Os seguintes parâmetros de polimerização foram avaliados: massa molecular do poli(etileno glicol) (PEG), concentração de PEG e concentração de metacrilato de metila. As membranas de IPN foram caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR). Os eletrólitos de redes de polímeros interpenetrantes (IPNE) foram preparados a partir da dopagem com sal de lítio através do inchamento numa solução de 10% em massa de LiClO4 na mistura de carbonato de etileno e carbonato de propileno na razão mássica de 50:50. As IPNEs foram caracterizadas por espectroscopia de impedância eletroquímica e Raman. As IPNEs foram testadas como eletrólito polimérico em supercapacitores. As células capacitivas foram preparadas utilizando eletrodos de polipirrol (PPy). Os valores de capacitância e eficiência foram calculados por impedância eletroquímica, voltametria cíclica e ciclos galvonostáticos de carga e descarga. Os valores de capacitância obtidos foram em torno de 90 F.g-1 e eficiência variou no intervalo de 88 a 99%. Os valores de densidade de potência foram superiores a 250 W.kg-1 enquanto que a densidade de energia variou de 10 a 33 W.h.kg-1, dependendo da composição da IPNE. As características eletroquímicas do eletrólito formado pela IPN-LiClO4 (IPNE) foram comparadas aos eletrólitos poliméricos convencionais, tais como poli(difluoreto de vinilideno)-(hexafluorpropileno) ((PVDF-HFP/LiClO4) e poliuretana comercial (Bayer desmopan 385) (PU385/LiClO4). As condutividades na temperatura ambiente foram da ordem de 10-3 S.cm-1. A capacitância da célula utilizando eletrodos de PPy com eletrólito de PVDFHFP foi de 115 F.g-1 (30 mF.cm-2) e 110 F.g-1 (25 mF.cm-2) para a célula com PU385 comparadas a 90 F.g-1 (20 mF.cm-2) para a IPNE. Os capacitores preparados com eletrólito de IPNE apresentaram valores de capacitância inferior aos demais, entretanto provaram ser mais estáveis e mais resistentes aos ciclos de carga/descarga. A interpenetração de duas redes poliméricas, PU e PMMA produziu um eletrólito com boa estabilidade mecânica e elétrica. Um protótipo de supercapacitor de estado sólido foi produzindo utilizando eletrodos impressos de carbono ativado (PCE) e o eletrólito polimérico de IPNE. A técnica de impressão de carbono possui várias vantagens em relação aos outros métodos de manufatura de eletrodos de carbono, pois a área do eletrodo, espessura e composição são variáveis que podem ser controladas experimentalmente. As células apresentaram uma larga janela eletroquímica (4V) e valores da capacitância da ordem de 113 mF.cm-2 (16 F.g-1). Métodos alternativos de preparação do PCE investigados incluem o uso de IPNE como polímero de ligação ao carbono ativado, estes eletrodos apresentaram valores de capacitância similares aos produzidos com PVDF. A influência do número de camadas de carbono usadas na produção do PCE também foi alvo de estudo. Em relação ao eletrólito polimérico, o plastificante e o sal de lítio foram adicionados durante a síntese, formando a IPNGel. As células apresentaram alta capacitância e boa estabilidade após 4000 ciclos de carga e descarga. As membranas de IPN foram testadas também como reservatório de medicamento em sistemas de transporte transdérmico por iontoforese. Os filmes, mecanicamente estáveis, formaram géis quando inchado em soluções saturadas de lidocaina.HCl, anestésico local, em propileno glicol (PG), poli(etileno glicol) (PEG400) e suas misturas. O grau de inchamento em PG foi de 15% e 35% em PEG400. Agentes químicos de penetração foram utilizados para diminuir a resistência da barreira causada pela pele, dentre eles o próprio PG, a 2-pirrolidinona (E1) e a 1-dodecil-2-pirrolidinona (E2). Os géis foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica e transporte passivo e por iontoforese através de uma membrana artificial (celofane). O sistema IPN/ lidocaina.HCl apresentou uma correlação linear entre medicamento liberado e a corrente aplicada. Os melhores resultados de transporte de medicamento foram obtidos utilizando o PG como solvente.

Estudo da incorporação da cal em composições binárias de solo-cimento para produção de tijolos maciços

The use of binders in the soil for the production of solid bricks is an old construction technique that has been used by several civilizations over time. At the same time, the need for environmental preservation and the tendency of scarcity of natural resources make the construction invest in researching new concepts, methods and materials for building systems for the sustainability of their economic activities. Thus arises the need to obtain building materials with low power consumption, capable of reducing the growing housing shortage of rural and urban population. Currently, research has been conducted on this topic to better understand the cementitious and pozzolanic reactions that occur in the formation of the microstructure of the soil-cement when added to other materials such as, for example, lime, and the relationship between microstructure and formed interfaces with the physical, mechanical and chemical analysis in compounds made from these ternary compositions. In this context, this study aimed to analyze the results of the influence of the incorporation of lime to the soil-cement to form a ternary mixture to produce soil-cement bricks and mortar without structural purposes. From the inclusion of contents of 6 %, 8 %, 10% and 12% lime to the soil, and soil-cement mixes in amounts of 2 %, 3 %, 4 % and 5 % were shaped-bodies of -cylindrical specimens to determine the optimum moisture content and maximum dry apparent specific weight. Then they were cured, and subjected to the tests of compressive strength, absorption and durability modified. Compositions obtained the best results in the tests performed on the bodies-of-proof cylindrical served as a parameter for molding of solid bricks, which underwent the same experimental methodology previously cited. The raw materials used, as well as compositions in which the bricks were molded solid, were characterized by physical and chemical tests, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results obtained in the study indicate that the compositions studied, that showed the best results in terms of compressive strength, water absorption and durability ternary composition was soil, 10 % cement and 2 % lime

Influência da vermiculita expandida na formulação de pastas leves para evitar a migração de gás em cimentação de poços petrolíferos

The gas migration during the cementing of wells is one of the main problems of oil wells engineering. Its occurrence can cause severe problems since shortly to loss of control of the well after cementation. Recently, 20/04/2010 In an accident of major proportions in the Gulf of Mexico, among other factors, faulty cementing operation provided the gas migration, causing the accident, in which 11 people died and 17 were injured occurred. Besides the serious consequences that can be caused by gas migration, remediation of the problem, which is made by injecting cement in damaged areas, usually involves additional costs and is not always effective. Therefore, preventing gas migration to be preferred. Some methods are used to prevent the migration of the pressurized gas as the annular space, application of pressure pulses, reducing the height of the cement column compressible cement pastes of low permeability, pastes and to control free filtered water, and binders of thixotropic cement expandable and flexible. Thus, the cement pastes used to prevent gas migration must meet the maximum these methods. Thus, this study aimed to formulate a cement paste to prevent gas migration, using the expanded vermiculite, and evaluate the behavior of the folder trials necessary for use in oil wells. Free water content, rheological properties, compressive strength, loss of liquid phase sedimentation of solids, specific weight, thickening time and gas migration: The following tests were performed. The results show that meets the specifications paste formulated for use in oil wells and the use of expanded vermiculite contribute to the absorption of free water, thixotropy and low density. The absorption of free water is proven to result in zero percentage test free water content, thixotropy is observed with the high value of the initial gel strength (Gi) in testing rheological properties and low density is proven in test weight specific

Immunomodulatory effects of tick saliva

Ticks are bloodsucking ectoparasites that cause great damage to host organisms, so these ectoparasites are of great importance in medicine and veterinary medicine. All the biological success achieved by ticks is due to the action of bioactive components present in their saliva, which are synthesized by the salivary glands. These components have great diversity of functions such as enabling feeding and the permanence of ectoparasites on hosts, since they modulate immune system acting as complement inhibitors, immunosuppressors, cytokine expression modulator and chemokine binders of hosts. In addition, these components are an important source of protective antigens. In this sense, salivary glands/saliva are considered a potential source of multifunctional molecules. In this context, many studies have been conducted aiming at searching to establish a better understanding on the biology and morphophysiology of some organs such as salivary glands, as well as elucidate the complex relationship of these ectoparasites with their hosts. Such studies are conducted with the main objective of developing new immunobiological products aimed at the alternative control of ticks, as well as for the identification and isolation of bioactive molecules with pharmacological properties and with great therapeutic potential in the search for treatments for some diseases.

The influence of the synthesis route on the final properties of SnO2-based varistors

A comparative study of two customary routes of ceramics processing applied to the synthesis of SnO2-based varistors is reported in this paper. Devices of equivalent composition were prepared through the Pechini method and through directly mixing the oxides without the addition of anti-agglomerants or binders. The microstructures of the sintered samples were characterised with X-ray diffraction and scanning and transmission electron microscopies. The electrical behaviour of the devices was studied on the basis of the current density versus electric field (J-E) characteristics and impedance spectroscopy measurements. The Pechini method ensures the homogeneity in the distribution of the additives in the tin oxide matrix but the formation of secondary phases seems to be independent of the synthesis route. Devices with similar non-linear coefficients of 18 and 21 were obtained through the mixed oxides route and the Pechini method, respectively. (C) 2007 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l. All rights reserved.

Avaliacao preliminar da utilizacao do residuo industrial de man dioca (manihot esculenta granz) como excipiente em comprimidos: Caracteristicas fisicas e de compressao

The applicability of a residue of manioc (Manihot esculenta Granz) from industrial processing as a direct compression excipient was investigated in comparison with microcrystalline cellulose (Avicel® PH 101). Physical characteristics of the powders like bulk and tap densities, particle size, flow properties (flow rate, index of compressibility and angle of repose) and agglutination were evaluated. The residue had poor performance as excipient for direct compression. However, it showed better disintegration properties than Avicel. The possibility of its use as disintegrant agent will be confirmed on future studies.

Recycling of silicon carbide and corn starch as binder originating from commercial starch consolidation

The main goal of this work is to demonstrate that the use of recycled material originated from SiC ceramics is viable. These ceramics were produced by commercial starch consolidation process. Before calcination stage, surplus of these materials always appears. This surplus is rich in SiC and starch. Samples were made by material previously milled in automatic mortar and sieved (100 Tyler). Later, 10% of distilled water was added to the material and the mixture was pressed at 40 MPa. In order to characterize the ceramic, three point flexural test were made, according to the ASTM C1161/94 norm. The results were analyzed by Weibull statistical method. Apparent density and porosity measures also were made, according to ASTM C20/87 norm. A verification of the surface was made in the fracture area by the depth from focus method and SEM image analysis. The results showed that the recycling process is fully viable, being a good economic option and reduce possible pollutant effect to the environment.

Alkali activated materials based on fluid catalytic cracking catalyst residue (FCC): Influence of SiO2/Na2O and H 2O/FCC ratio on mechanical strength and microstructure

Reuse of industrial and agricultural wastes as supplementary cementitious materials (SCMs) in concrete and mortar productions contribute to sustainable development. In this context, fluid catalytic cracking catalyst residue (spent FCC), a byproduct from the petroleum industry and petrol refineries, have been studied as SCM in blended Portland cement in the last years. Nevertheless, another environmental friendly alternative has been conducted in order to produce alternative binders with low CO2 emissions. The use of aluminosilicate materials in the production of alkali-activated materials (AAMs) is an ongoing research topic which can present low CO2 emissions associated. Hence, this paper studies some variables that can influence the production of AAM based on spent FCC. Specifically, the influence of SiO 2/Na2O molar ratio and the H2O/spent FCC mass ratio on the mechanical strength and microstructure are assessed. Some instrumental techniques, such as SEM, XRD, pH and electrical conductivity measurements, and MIP are performed in order to assess the microstructure of formed alkali-activated binder. Alkali activated mortars with compressive strength up to 80 MPa can be formed after curing for 3 days at 65°C. The research demonstrates the potential of spent FCC to produce alkali-activated cements and the importance of SiO2/Na2O molar ratio and the H2O/spent FCC mass ratio in optimising properties and microstructure. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Lipid metabolism of commercial layers fed diets containing aflatoxin, fumonisin, and a binder

Aflatoxins (AF) and fumonisins (FU) are a major problem faced by poultry farmers, leading to huge economic losses. This experiment was conducted to determine the effects of AF (1 mg/kg of feed) and FU (25 mg/kg of feed), singly or in combination, on the lipid metabolism in commercial layers and investigate the efficacy of a commercial binder (2 kg/t of feed) on reducing the toxic effects of these mycotoxins. A total of 168 Hisex Brown layer hens, 37 wk of age, were randomized into a 3 × 2 + 1 factorial arrangement (3 diets with no binder containing AF, FU, and AF+FU; 3 diets with binder containing AF, FU, and AF+FU; and a control diet with no mycotoxins and binders), totaling 7 treatments. The hens contaminated with AF showed the characteristic effects of aflatoxicosis, such as a yellow liver, resulting from the accumulation of liver fat, lower values of plasma very low-density lipoprotein and triglycerides, and higher relative weight of the kidneys and liver. Hepatotoxic and nephrotoxic effects of FU were not observed in this study. On the other hand, the FU caused a reduction in small intestine length and an increase in abdominal fat deposition. The glucan-based binder prevented some of the deleterious effects of these mycotoxins, particularly the effects of AF on hepatic lipid metabolism, kidney relative weight, and FU in the small intestine. © 2013 Poultry Science Association Inc.

Use of slag/sugar cane bagasse ash (SCBA) blends in the production of alkali-activated materials

Blast furnace slag (BFS)/sugar cane bagasse ash (SCBA) blends were assessed for the production of alkali-activated pastes and mortars. SCBA was collected from a lagoon in which wastes from a sugar cane industry were poured. After previous dry and grinding processes, SCBA was chemically characterized: it had a large percentage of organic matter (ca. 25%). Solutions of sodium hydroxide and sodium silicate were used as activating reagents. Different BFS/SCBA mixtures were studied, replacing part of the BFS by SCBA from 0 to 40% by weight. The mechanical strength of mortar was measured, obtaining values about 60 MPa of compressive strength for BFS/SCBA systems after 270 days of curing at 20 °C. Also, microstructural properties were assessed by means of SEM, TGA, XRD, pH, electrical conductivity, FTIR spectroscopy and MIP. Results showed a good stability of matrices developed by means of alkali-activation. It was demonstrated that sugar cane bagasse ash is an interesting source for preparing alkali-activated binders. © 2013 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Avaliação energética e ambiental de briquetes produzidos com rejeitos de resíduos sólidos urbanos e madeira de Eucalyptus grandis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização molecular de Vibrio cholerae O1 sacarose negativa de isolados clínicos e ambiente na Amazônia brasileira

O V.cholerae é um microorganismo autóctone do ambiente aquático e os sorogrupos O1 e O 139 estão ligados a pandemia e epidemia de cólera. Os V.cholerae não O1 e não O139 ou vibrios não aglutinantes (NAGs) estão envolvidos em casos isolados e surtos de diarréia semelhantes à cólera. No decorrer da sétima pandemia houve o surgimento de diversos isolados “El Tor atípicos”. Entre estes se encontra a variante bioquímica do V.cholerae O1 que não fermenta a sacarose no TCBS em 18 a 24 horas que é o tempo de incubação convencional. Neste trabalho foram estudados 138 isolados de V.cholerae O1 e não O1 não fermentador da sacarose no TCBS de procedência clínica e ambiental, obtidos entre 1994 e 1995 na Amazônia Brasileira (Estados do Pará, Amapá e Amazonas). Avaliou-se a fermentação da sacarose no TCBS e em caldo; o perfil de suscetibilidade a oito diferentes antimicrobianos em ágar difusão; a relação clonal entre os V.cholerae O1 e NAG clínicos e ambientais pelo PFGE e a presença de genes de virulência ctxAB e tcpA pela reação em cadeia da polimerase. Observou-se que as amostras de V.cholerae não fermentaram a sacarose em 24 de incubação no ágar TCBS e em caldo, 43% utilizaram a sacarose em 24 horas e 57% a fermentavam tardiamente (tempo superior a 24 horas). Os isolados apresentaram baixo percentual de resistência a antimicrobianos (8,7%) e nenhum caso de multiresistência. Em relação aos genes de virulência, de um modo geral, os isolados de V.cholerae O1 apresentavam o tcpA e o ctxAB. Nos não O1 estes estavam ausentes, com exceção de um isolado clínico não O1 (gene tcpA+). A análise do PFGE revelou pulsotipos distintos entre os O1 e NAGs, embora dois destes últimos tenham apresentado relação clonal com os O1 clínicos. Todos os O1 clínicos apresentaram relação clonal com isolados de referência da sétima pandemia.

Estudo de parâmetros físicoquímicos para a produção de argamassas utilizando resíduos industriais e da construção civil

As argamassas podem ser consideradas como a mistura de aglomerantes e agregados com água, possuindo capacidade de endurecimento e aderência. Como alternativa, é proposto produção de argamassas utilizando como agregado miúdo resíduos de construção civil (RCC), rico em silicoaluminatos, gerado nas obras de demolições e reformas, e cinza volante (CV) como material pozolânico, obtida a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leitos fluidizados, em substituição parcial ao cimento Portland. Neste contexto, o resíduo de construção civil foi beneficiado e caracterizado pelas análises de espectrofotometria de raios- X e difração de raios-X, a cinza volante foi caracterizada pela análise granulométrica e espectrofotometria de raios-X. Para produção das argamassas formularam-se composições de RCC nas proporções de 95, 90, 85, 80, 75 e 70%; CV de 0, 5, 10, 15, 20 e 25% e 5% de cimento Portland CP II Z 32, sendo que em cada composição do traço de argamassa foi adicionado 0,8% em volume de água e para o ensaio reológico utilizou-se as mesmas proporções de resíduos (RCC e CV) com 35% em volume de água. Após a cura de 28 dias os corpos de prova foram submetidos a ensaios físicos de absorção, porosidade e massa específica aparente; ensaio mecânico de resistência à compressão e análise de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, cujos resultados obtidos mostraram-se ser viável a utilização da cinza volante e RCC na construção civil, na produção de argamassas.

Influência do teor de cinza volante na reologia de argamassa de assentamento: fabricado com reciclagem de resíduos

As argamassas podem ser consideradas como um conjunto de partículas sólidas em suspensão (agregado miúdo), aglomerantes e água (pasta de cimento). Sendo assim, seu comportamento reológico durante a cura pode ser influenciado por fatores como a granulometria, composição e teor de água incorporado. Este trabalho estudou as características reológicas de seis composições de argamassas, em função do teor de cinza volante, como material de atividade pozolânica, em substituição parcial do cimento. A argamassa estudada utilizou como base agregado o resíduo da construção civil (RCC), devidamente caracterizado por difratometria e fluorescência de raios-X. Formularam-se composições de argamassas para os ensaios reológicos com adição de resíduo de construção civil (RCC) nas proporções de 95, 90, 85, 80, 75 e 70%; cinzas volantes (CV) 0, 5, 10, 15, 20 e 25% e 5% de Cimento Portland Comum (CP II- E 32), sendo que em cada amostra foi incorporado 35% de água. Utilizou-se o viscosímetro modelo VT 550, com sensor tipo cilindros coaxiais SV₁ – Haake a temperatura de 28ºC. Para avaliar o tempo de cura do material programou-se uma taxa de cisalhamento constante 53,4 s^-1 em 1h e 45min, sendo avaliado o torque em intervalos de 15min. Para a elaboração das curvas de fluxo e curvas de histerese, utilizou-se a taxa de cisalhamento entre 0 e 600 s^-1 no intervalo de tempo de 120s. Os resultados mostraram que a incorporação de cinza volante foi o principal fator para aumento do torque no tempo de cura das argamassas e mudança do comportamento de reópetico para tixotrópico, nos traços analisados. Os dados experimentais das formulações propostas ajustaram-se ao modelo reológico de Herschel-Bulkley.

Desenvolvimento de metodologia analítica ambientalmente mais amigável para a determinação de ureía em atrizes diversas

Pós-graduação em Química - IQ