Avaliação das propriedades de barreira a gases de membranas obtidas a partir de dispersões aquosas à base de poliuretanos e argila

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila.

Estudo da influência do teor de segmentos hidrofílicos na síntese de poliuretanos dispersos em água

Considerações ambientais têm aumentado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas poliméricos aquosos para diversos tipos de aplicações, principalmente como revestimentos. Nesta dissertação, foram sintetizadas formulações não-poluentes à base de poliuretanos dispersos em água (PUDs), com 40% de teor de sólidos, na ausência de solventes orgânicos. Os monômeros empregados foram copolímeros em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 25% de segmento hidrofílico EG, poli (glicol propilênico) (PPG), ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Foram variadas as razões entre o número de equivalente-grama de grupamentos isocianato e hidroxila (NCO/OH) e a proporção em equivalente-grama de PPG e dos copolímeros em bloco (EG-b-PG). Foi observado que a incorporação de altas quantidades de copolímero dificultou a síntese dos poliuretanos dispersos em água, levando à formação de géis. O tamanho médio de partícula e a viscosidade das dispersões foram determinados. Os filmes vazados a partir dessas dispersões foram avaliados quanto à capacidade de absorção de água, resistência mecânica, termogravimetria (TG), e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). As dispersões poliuretânicas produzidas se mostraram satisfatórias quando aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro

Estudo da incorporação de diferentes tipos de argilas hidrofílicas em dispersões aquosas de poliuretanos para formação de nanocompósitos

Neste trabalho foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretanos em dispersão aquosa (NWPUs) e argilas hidrofílicas do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica e cálcica. Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA) e diisocianato de isoforona (IPDI). Os NWPUs tiveram as argilas, previamente deslaminadas em água e incorporadas à formulação no momento da dispersão do prepolímero. Dispersões aquosas (WPUs), sem a presença de argila, foram sintetizadas como base, nas quais foram variadas a razão NCO/OH e a proporção de copolímero em relação ao PPG. Nas formulações NWPUs, foram variados também o teor de argila em relação à massa de prepolímero e o tipo de argila sódica e cálcica. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XRD) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG) e a resistência mecânica dos filmes foi avaliada por ensaios mecânicos em dinamômetro. O grau de absorção de água dos filmes também foi determinado. A formação de nanocompósitos à base de água foi confirmada pela ausência do pico de XRD, característico das argilas empregadas na maioria dos filmes analisados. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem argilas (WPUs). Os revestimentos formados a partir da aplicação das dispersões aderiram à maioria dos substratos testados (metal, vidro, madeira e papel) formando superfícies homogêneas

Estudo do efeito da adição de poli(glicol etilênico-b-glicol propilênico) na formação de dispersões aquosas poliuretânicas à base de poli(glicol propilênico)

Foram produzidas dispersões aquosas não-poluentes e inovadoras de poli(uretano-uréia) à base de poli(glicol propilênico) (PPG) e de copolímeros em bloco, poli(glicol etilênicob-glicol propilênico), (EG-b-PG) com teor de 7% de unidades de glicol etilênico. Os poli(uretano-uréia)s foram preparados, em duas etapas, pelo método do prepolímero. Na primeira etapa, foram obtidos anionômeros, sintetizados em massa, à base do copolímero EG-bPG, PPG, ácido dimetilol propiônico (DMPA) (gerador dos sítios aniônicos) e diisocianato de isoforona (IPDI). Ainda na primeira etapa, os grupos carboxílicos do DMPA foram submetidos à neutralização com trietilamina (TEA). Na segunda etapa, foi realizada a dispersão do prepolímero anionômero e, em seguida, foi conduzida a reação de extensão de cadeia com a hidrazina (HYD). Nas diferentes formulações, foram variadas a razão NCO/OH e as proporções de PPG e do copolímero em bloco EG-b-PG. Além disso, foram obtidas dispersões aquosas programadas para teores de sólidos de 40 e 50%. As dispersões foram avaliadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes, obtidos por vazamento das dispersões, foram avaliados quanto à absorção de água, termogravimetria (TG) e propriedades mecânicas (ensaio de tração). Os filmes vazados e os monômeros foram caracterizados por espectrometria na região de infravermelho (FTIR) As dispersões obtidas se mostraram adequadas para serem aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro

Biodeterioration of wooden boats: a major problem facing marine fisheries

In India, the fishing industry alone incurs an annual loss of over 120 million rupees on account of biodeterioration of wooden fishing craft. None of the timber species, currently in demand for boat-building, possesses an natural bioresistance and will be completely destroyed within 6 to 12 months. Preventive measures against biodeterioration range from application of several indigenous formulations to metallic sheathings and pressure impregnation of wood with preservative chemicals. These methods do not provide lasting protection, as each has its own short-comings and inadequacies. The need for long-term research in the field of marine biodeterioration for improving the efficiency of currently known control measures, with emphasis on application of non-polluting biological methods, is stressed.

The use of the challenge test to analyse preservative efficiency in non-sterile cosmetic and health products: applications and critical points

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A new magnesium-air cell for long-life applications

A novel type of magnesium-air primary cell has been evolved which employs non-polluting and abundantly available materials. The cell is based on the scheme Mg/Mg(NO3)2, NaNO2, H20/Q(C). The magnesium anode utilization is about 90% at a current density of 20 mAcm -2. The anode has been shown to exhibit a low open-circuit corrosion, a relatively uniform pattern of corrosion and a low negative difference effect in the electrolyte developed above as compared to the conventional halide or perchlorate electrolytes. In the usual air-depolarized mode of operation, the cell has been found to be capable of continuous discharge over several months at a constant cell voltage of about 1 V and a current density of 1 mAcm -2 at the cathode. The long service-life capability arises from the formation of a protective film on the porous carbon cathode and fast sedimentation of the anodic product (magnesium hydroxide) in the electrolyte. The cell has a shelf-life in the activated state of about a year due to the low open-circuit corrosion of the anode. These favourable features suggest the practical feasibility of developing economical, long-life, non-reserve magnesium-air ceils for diverse applications using magnesium anodes with a high surface area and porous carbon-air electrodes.

Interatomic potentials for fusion reactor material simulations

Fusion energy is a clean and safe solution for the intricate question of how to produce non-polluting and sustainable energy for the constantly growing population. The fusion process does not result in any harmful waste or green-house gases, since small amounts of helium is the only bi-product that is produced when using the hydrogen isotopes deuterium and tritium as fuel. Moreover, deuterium is abundant in seawater and tritium can be bred from lithium, a common metal in the Earth's crust, rendering the fuel reservoirs practically bottomless. Due to its enormous mass, the Sun has been able to utilize fusion as its main energy source ever since it was born. But here on Earth, we must find other means to achieve the same. Inertial fusion involving powerful lasers and thermonuclear fusion employing extreme temperatures are examples of successful methods. However, these have yet to produce more energy than they consume. In thermonuclear fusion, the fuel is held inside a tokamak, which is a doughnut-shaped chamber with strong magnets wrapped around it. Once the fuel is heated up, it is controlled with the help of these magnets, since the required temperatures (over 100 million degrees C) will separate the electrons from the nuclei, forming a plasma. Once the fusion reactions occur, excess binding energy is released as energetic neutrons, which are absorbed in water in order to produce steam that runs turbines. Keeping the power losses from the plasma low, thus allowing for a high number of reactions, is a challenge. Another challenge is related to the reactor materials, since the confinement of the plasma particles is not perfect, resulting in particle bombardment of the reactor walls and structures. Material erosion and activation as well as plasma contamination are expected. Adding to this, the high energy neutrons will cause radiation damage in the materials, causing, for instance, swelling and embrittlement. In this thesis, the behaviour of a material situated in a fusion reactor was studied using molecular dynamics simulations. Simulations of processes in the next generation fusion reactor ITER include the reactor materials beryllium, carbon and tungsten as well as the plasma hydrogen isotopes. This means that interaction models, {\it i.e. interatomic potentials}, for this complicated quaternary system are needed. The task of finding such potentials is nonetheless nearly at its end, since models for the beryllium-carbon-hydrogen interactions were constructed in this thesis and as a continuation of that work, a beryllium-tungsten model is under development. These potentials are combinable with the earlier tungsten-carbon-hydrogen ones. The potentials were used to explain the chemical sputtering of beryllium due to deuterium plasma exposure. During experiments, a large fraction of the sputtered beryllium atoms were observed to be released as BeD molecules, and the simulations identified the swift chemical sputtering mechanism, previously not believed to be important in metals, as the underlying mechanism. Radiation damage in the reactor structural materials vanadium, iron and iron chromium, as well as in the wall material tungsten and the mixed alloy tungsten carbide, was also studied in this thesis. Interatomic potentials for vanadium, tungsten and iron were modified to be better suited for simulating collision cascades that are formed during particle irradiation, and the potential features affecting the resulting primary damage were identified. Including the often neglected electronic effects in the simulations was also shown to have an impact on the damage. With proper tuning of the electron-phonon interaction strength, experimentally measured quantities related to ion-beam mixing in iron could be reproduced. The damage in tungsten carbide alloys showed elemental asymmetry, as the major part of the damage consisted of carbon defects. On the other hand, modelling the damage in the iron chromium alloy, essentially representing steel, showed that small additions of chromium do not noticeably affect the primary damage in iron. Since a complete assessment of the response of a material in a future full-scale fusion reactor is not achievable using only experimental techniques, molecular dynamics simulations are of vital help. This thesis has not only provided insight into complicated reactor processes and improved current methods, but also offered tools for further simulations. It is therefore an important step towards making fusion energy more than a future goal.

Thermodynamics of salt roasting of sulphide ores

Thermodynamic analysis of a non-polluting process for the effective treatment of lean multimetallic sulphide ores is presented. The sulphide ore is roasted with sodium chloride in air. Metal sulphides are converted to chlorides that can be separated from the unaffected gangue material. At a temperature of 1100 K the chlorides are present both in gaseous and in condensed states. Volatile chlorides can be easily removed and subsequently condensed. The chlorides present in the condensed state can be leached to separate them from the gangue. The sulphur is trapped as Na2SO4 and thus SO2 emission is minimized. Ellingham diagrams are used to compare data for a large number of elements. The major thermodynamic driving force is provided by the higher stability of Na2SO4 relative to NaCl.

Síntese e caracterização de nanocompósitos à base de poliuretano dispersos em água com argilas hidrofílica e organofílica

A área de pesquisa de materiais nanoestruturados tem recebido destacada atenção nos últimos anos por parte da comunidade científica, ressaltando-se os nanocompósitos à base de polímero e argila. Nesta Dissertação foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretano (NWPUs) com argilas do tipo montmorilonita (MMT), hidrofóbicas (organofílicas) e hidrofílica. Os monômeros empregados na síntese foram poli(glicol propilênico) (PPG); polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB); ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Nas formulações, foram variadas as proporções de HTPB e o teor das argilas. As argilas organofílica Cloisite 30B e hidrofílica Cloisite Na+ foram incorporadas em 1, 3 e 5 %, enquanto que a organofílica Cloisite 15A foi incorporada no teor de 1%. As dispersões foram caracterizadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partículas e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XDR), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A resistência térmica e a transição vítrea dos materiais foram determinadas por termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), respectivamente. O teor de absorção de água e o comportamento mecânico dos filmes foram avaliados. Foi verificada, por XRD, a ausência do pico de cristalinidade, característico das argilas puras e não-deslaminadas. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades mecânicas superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem a presença de argila (WPUs). A adesão dos revestimentos formados, pela aplicação das dispersões em diversos substratos, também foi verificada visualmente. Os resultados das análises mostraram que houve a formação de nanocompósitos à base de água, formados tanto a partir da argila hidrofílica quanto das organofílicas

Influencia del vehículo eléctrico en la red eléctrica, en función del comportamiento social.

[ES]En la actualidad, el modelo de transporte apenas ha avanzado en el intento de frenar el Cambio Climático o en el cuidado del medio ambiente. Además, el gran negocio que existe detrás del petróleo hace que este tipo de transporte sea poco sostenible. Es por eso que se está desarrollando, a nivel nacional e internacional, una solución a dicho problema que es el uso del vehiculó eléctrico (VE). La introducción masiva del VE permitirá el uso extensivo de fuentes de energía no contaminantes e intermitentes, como son las energías renovables. Sin embargo, los VEs están lejos de ser una tecnología probada. Existen aún muchos problemas en torno a él que deben ser resueltos, entre ellos se encuentra el desarrollo de las baterías, su modelo de negocio y coste o la influencia de la conexión del VE sobre la red eléctrica. Este último problema, estará muy influenciado por el comportamiento social del futuro conductor, lo cual es el eje central del proyecto.

Pond production of Artemia in Pakistan

Currently our government and the private sectors are very much interested in the establishment of marine aquaculture. For the successful operation in aquaculture of finfishes and shellfishes, the basic requirement is the suitable diet, apart from proper environment. For the larvae, juveniles and adult stages of the culturing organisms the live Artemia is the ideal food. The aquaculturists the worldover are using live food for their culturing organisms, as the live food played an important role in the dietary management of aquaculture of finfishes and shellfishes (Sorgeloos and Kulasekarapandian, 1984), particularly during larval stages. The live nauplii of Artemia are used in aquaculture of finfishes and shellfishes due to being nutritionally balanced, non polluting, economically bearable, viable and readily acceptable to the culturing species. The adult Artemia is also used for feeding the aquarium fishes particularly so when there is a clear abundance of this resource which is cheaper and can economically compete with alternative artificial diet. By the use of Artemia the aquaculturists may obtain optimum growth and survival rate of the organisms. The life cycle of Artemia is very short, which is completed within two weeks especially during dry season in highly saline waters, the two weeks old Artemia starts producing cysts. These cysts become ready to harvest within a week.

Program Representation Size in an Intermediate Language with Intersection and Union Types

The CIL compiler for core Standard ML compiles whole programs using a novel typed intermediate language (TIL) with intersection and union types and flow labels on both terms and types. The CIL term representation duplicates portions of the program where intersection types are introduced and union types are eliminated. This duplication makes it easier to represent type information and to introduce customized data representations. However, duplication incurs compile-time space costs that are potentially much greater than are incurred in TILs employing type-level abstraction or quantification. In this paper, we present empirical data on the compile-time space costs of using CIL as an intermediate language. The data shows that these costs can be made tractable by using sufficiently fine-grained flow analyses together with standard hash-consing techniques. The data also suggests that non-duplicating formulations of intersection (and union) types would not achieve significantly better space complexity.