Navegando por Autor "Borges, Maurício Rodrigues"
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Tese Avaliação das propriedades físico-químicas de sistemas a base de carboximetilcelulose e poli (N-isopropilacrilamida) em soluções aquosas para aplicação na indústria do petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-05-28) Lima, Bruna Vital de; Balaban, Rosângela de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/7711521318854102; ; http://lattes.cnpq.br/3815160901213154; Maia, Ana Maria da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/1894812921636224; Villetti, Marcos Antonio; ; http://lattes.cnpq.br/8504489050993642; Borges, Maurício Rodrigues; ; http://lattes.cnpq.br/7409076038495589; Bicudo, Tatiana de Campos; ; http://lattes.cnpq.br/2712586287719863O desenvolvimento sustentável é um dos principais desafios da indústria do petróleo, que tem despertado crescente interesse por pesquisas para obtenção de novos materiais provenientes de fontes renováveis. A carboximetilcelulose (CMC) é um polissacarídeo derivado da celulose, que se destaca por ser solúvel em água, renovável, biodegradável, de baixo custo e por apresentar possibilidades de modificações em sua estrutura química. Dentre os derivados de carboximetilcelulose, alguns sistemas têm sido desenvolvidos para induzir propriedades estímulos-responsivos e ampliar a aplicabilidade desses materiais multirresponsivos. Embora esses novos materiais sejam atualmente objeto de estudo, a compreensão de suas propriedades físico-químicas, tais como viscosidade, solubilidade e tamanho de partículas em função do pH e temperatura ainda é muito limitada. Esta tese descreve sistemas de misturas físicas e copolímeros à base de carboximetilcelulose e poli (Nisopropilacrilamida) (PNIPAM) com diferentes composições percentuais de alimentação reacional (25CMC, 50CMC e 75CMC), em solução aquosa. A estrutura química dos polímeros foi investigada por infravermelho e análise elementar CHN. As misturas físicas foram analisadas por reologia e os copolímeros foram analisados por UV-visível, espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e potencial zeta. CMC e copolímero foram avaliados como inibidores de incrustação de carbonato de cálcio (CaCO3) usando os testes de compatibilidade química e precipitação dinâmica em capilar, assim como a microscopia eletrônica de varredura (MEV). As misturas físicas 50% CMC_50% PNIPAM e 25% CMC_75% PNIPAM em solução aquosa, nas concentrações de 6 e 2 g/L, respectivamente, apresentaram comportamento termoviscosificante dependente da concentração de polímero e da composição. Para os copolímeros, o aumento da quantidade de PNIPAM e da temperatura favoreceu as interações polímero-polímero através dos grupos hidrofóbicos, resultando no aumento da turbidez das soluções poliméricas. O tamanho das partículas diminuiu com o aumento do teor de PNIPAM na composição dos copolímeros em função do pH (3-12), a 25 °C. Maiores quantidades de CMC resultaram em um efeito mais forte do pH nos tamanhos das partículas, exibindo um comportamento pH-responsivo. Assim, 25CMC não foi afetada pela mudança de pH, apresentando comportamento similar a PNIPAM. Além disso, a presença de aditivos de caráter ácido ou básico influenciou no tamanho das partículas, que foram menores na presença desses aditivos do que em água destilada. Os resultados de potencial zeta também sofreram maior variação para os polímeros em água destilada do que na presença de ácidos e bases. A temperatura consoluta inferior (LCST) da PNIPAM determinada por DLS foi concordante com o valor obtido por UV-visible. Os dados de SAXS mostraram para PNIPAM e 50CMC uma transição de fase quando a temperatura aumentou de 32 para 34 °C. Um aumento do caráter polieletrolítico foi observado em função do aumento da CMC na composição dos copolímeros. A avaliação das amostras como inibidores de incrustação mostrou que a CMC apresenta um melhor desempenho do que o copolímero. Isto foi atribuído a maior densidade de cargas presente na CMC. As micrografias do MEV confirmaram mudanças morfológicas dos cristais de CaCO3, indicando o potencial desses polímeros para inibição de incrustaçãoDissertação Avaliação mecânica e microestrutural de compósitos de poliéster com adição de cargas minerais e resíduos industriais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-07-26) Santos, Eylisson André dos; Melo, José Daniel Diniz; ; http://lattes.cnpq.br/6572298923055649; ; http://lattes.cnpq.br/0548524422269043; Nascimento, Rubens Maribondo do; ; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; Araújo, Edcleide Maria; ; http://lattes.cnpq.br/1097999681102529; Borges, Maurício Rodrigues; ; http://lattes.cnpq.br/7409076038495589Com o crescimento acelerado do consumo de produtos industrializados, principalmente de produtos descartáveis, o aumento excessivo de lixo e sua disposição em lugares inadequados tornaramse um dos grandes problemas da sociedade moderna. A utilização de resíduos sólidos industriais como carga em compósitos é uma idéia que surge com o intuito de buscar alternativas adequadas para o reaproveitamento desses resíduos, visando também o desenvolvimento de materiais com propriedades superiores àquelas dos materiais convencionais. Neste trabalho, estudouse a influência da adição de resíduos industriais de poliéster e EVA (Etileno Acetato de Vinila), além de cargas de areia e diatomita, nas propriedades mecânicas de compósitos de matriz poliéster. O principal objetivo foi avaliar o comportamento mecânico desses materiais com a adição de cargas de resíduo industrial, comparandoos com as propriedades da resina pura. Corposdeprova foram confeccionados e as propriedades mecânicas dos compósitos obtidos foram analisadas, através de testes de flexão e de impacto. Após os ensaios mecânicos, a superfície de fratura dos corposdeprova foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados dos ensaios de flexão mostraram que alguns compósitos apresentaram maior módulo, quando comparados com os resultados da resina pura; com destaque para os confeccionados com areia e diatomita, em que o aumento do módulo chegou a 168 %. Os compósitos confeccionados com adição de poliéster e de EVA apresentaram módulo mais baixo que o da resina pura. Tanto o limite de resistência quanto à deformação máxima, apresentaram redução nos seus valores, quando da adição de cargas. A resistência ao impacto, em relação à resina pura, foi reduzida em todos os compósitos com adição de cargas, exceto nos compósitos com a adição de EVA, onde houve um aumento de aproximadamente 6 %. Com base nos ensaios mecânicos realizados, nas análises microscópicas e na compatibilidade das cargas com a resina poliéster, a utilização das cargas de resíduos sólidos industriais em compósitos mostrouse viável, considerando que para cada tipo de carga haverá uma aplicação específicaTese Interações entre a carboximetilcelulose, carbonato de cálcio e bentonita: repercussões sobre as propriedades dos fluidos de perfuração aquosos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-05-16) Santana, Keila Regina; Balaban, Rosângela de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/7711521318854102; ; http://lattes.cnpq.br/8913740203444959; Mansur, Claudia Regina Elias; ; http://lattes.cnpq.br/7935115170673681; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Amorim, Luciana Viana; ; http://lattes.cnpq.br/7209301206982076; Borges, Maurício Rodrigues; ; http://lattes.cnpq.br/7409076038495589O papel da carboximetilcelulose (CMC) em associação com o carbonato de cálcio (CaCO3) na maioria dos fluidos de perfuração base água é reduzir a perda de fluido para a formação. Outra função essencial é promover propriedades reológicas capazes de manter em suspensão os cascalhos durante a operação de perfuração. Dessa forma, é absolutamente essencial correlacionar a estrutura química do polímero (grau de substituição, massa molar e distribuição do substituinte) com as propriedades físicoquímicas do CaCO3, de forma a obter o melhor resultado a mais baixo custo. Outro importante aspecto refere-se às propriedades de inibição da CMC em relação à hidratação de argilas presentes na formação rochosa. O inchamento de argilas promove um dano indesejável que reduz a permeabilidade da formação e causa sérios problemas durante a perfuração. Nesse contexto, essa Tese consiste de duas partes principais. A primeira parte refere-se ao entendimento das interações CaCO3-CMC, assim como os efeitos correspondentes às propriedades do fluido. A segunda parte está relacionada ao entendimento dos mecanismos pelos quais a adsorção da CMC ocorre na aresta da argila, onde, certamente, a estrutura química do polímero, força iônica, massa molar e sua solubilidade no meio são responsáveis por afetar intrinsecamente a estabilização das camadas da argila. Foram utilizadas no estudo três amostras de carboximetilcelulose com diferentes massas molares e graus de substituição: CMC A (9 x 104 gmol DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 gmol DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 gmol DS 1.2)) e três amostras de calcita (CaCO3), com diferentes diâmetros médios de partículas e curvas de distribuição em tamanho. O aumento do grau de substituição da CMC contribuiu para o aumento da densidade de carga do polímero e dessa forma, reduziu sua estabilidade em salmoura, promovendo agregação e o aumento do volume de filtrado. Por sua vez, o aumento da massa molar promoveu um aumento das propriedades reológicas com a redução do volume de filtrado. Ambos os efeitos estão diretamente ligados ao volume hidrodinâmico da molécula do polímero no meio. A granulometria das partículas do CaCO3 influenciou não somente as propriedades reológicas, devido à adsorção de polímeros em sua superfície, mas também as propriedades de filtração. Foi observado que o menor volume de filtrado foi obtido pelo uso da amostra de CaCO3 de menor tamanho de partícula com a faixa mais ampla de dispersão em tamanho. Com relação à inibição de inchamento de argilas, a eficiência da CMC foi comparada a outros produtos comumente empregados (cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl) e um inibidor comercial à base de amina quaternária). A CMC de baixa massa molar (9 x 104 g/mol) propiciou grau de inchamento da bentonita ligeiramente mais baixo que a CMC de alta massa molar (2.5 x 105 g/mol), no decorrer de 180 minutos. Por outro lado, pôde ser visualizado por microscopia eletrônica de varredura que a CMC de maior massa molar (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoveu uma redução na formação e no tamanho dos poros da argila comparada à CMC de menor massa molar (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), após 1000 minutos em meio aquoso. Esse comportamento foi atribuído à dinâmica das interações entre a argila e a cadeia polimérica da CMC ao longo do tempo, que é resultado da forte contribuição das interações eletrostáticas e ligações de hidrogênio entre os grupos carboxilato e hidroxila localizados ao longo da cadeia polimérica e os sítios iônicos e polares da superfície da argila. A CMC adsorve na superfície da matriz de argila promovendo a formação de uma película , a qual é responsável por minimizar a migração da água para o meio poroso. Com o aumento do grau de substituição, foi observado aumento de poros na matriz de argila, sugerindo que a maior densidade de cargas no polímero diminui a sua flexibilidade e a adsorção sobre a matriz argilosa. A análise conjunta dos resultados vi indica que altas massas molares da CMC propiciam melhores resultados no controle das propriedades reológicas, de filtração e de inchamento de argilas, entretanto, efeito contrário é observado com o aumento do grau de substituição. Por sua vez, o CaCO3 apresenta melhores resultados de propriedades reológicas e de filtração com a diminuição do diâmetro médio das partículas e aumento da distribuição em tamanho. Em todas as propriedades analisadas, foram evidentes os sinais de interação da CMC com os minerais (carbonato de cálcio e argila) presentes no meio aquosoTese Síntese enzimática de ésteres de açúcar: surfactantes e polímeros como novos materiais ambientalmente seguros(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-03-12) Borges, Maurício Rodrigues; Balaban, Rosângela de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/7711521318854102; ; http://lattes.cnpq.br/7409076038495589; Bon, Elba Pinto da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/4489641178548782; Paula, Regina Célia Monteiro de; ; http://lattes.cnpq.br/5685898279302235; Pereira, Márcia Rodrigues; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788568T8; Costa, Marta; ; http://lattes.cnpq.br/7623147392470166Ésteres de açúcar são compostos que possuem ação surfactante, antifúngica e bactericida e podem ser obtidos a partir de duas fontes renováveis de matéria-prima: açúcares e óleos vegetais. Sua capacidade de se biodegradar, aliada ao fato de serem atóxicos, insípidos, inodoros, biocompatíveis, não-iônicos, digestíveis e resistirem a condições severas de temperatura, pH e salinidade, explicam o crescente emprego destas substâncias em diversos setores da indústria. O objetivo desta tese foi sintetizar e caracterizar surfactantes e polímeros, contendo açúcares ramificados em suas estruturas, através de transesterificação enzimática de ésteres vinílicos com açúcares, empregando-se protease alcalina de Bacíllus subtilis como catalisador, em meio orgânico (DMF). Foram empregados três tipos de açúcares: L-arabinose, D-glicose e sacarose e dois tipos de ésteres vinílicos: laurato de vinila e adipato de vinila. Para a obtenção de altas conversões de substratos em produtos, visando uma futura produção em larga escala, uma série de variáveis foram otimizadas, através de análise estatística experimental (DOE), por metodologia de resposta de superfície (RSM). As variáveis investigadas foram: (1) a concentração de enzima; (2) a razão molar entre substratos; (3) a razão água/solvente orgânico; (4) a temperatura e (5) o tempo. Foram obtidos seis ésteres de açúcar: 5-0-lauroil L-arabinose, 6-0lauroil D-glicose, 1 '-O-Iauroil sacarose, 5-0-viniladipoil L-arabinose, 6-0viniladipoil D-glicose e 1 '-O-viniladipoil sacarose, sendo os três últimos polimerizáveis. O progresso da reação foi monitorado por análise em HPLC, através do decréscimo da concentração de açúcar em relação ao branco. Análises qualitativas, por TLC, confirmaram a formação dos produtos. Foram obtidas conversões superiores a 98% na síntese do laurato de sacarose. Na purificação, foram adotadas duas metodologias: (1) coluna cromatográfica e (2) extração com acetona a quente. A posição de acilação e a estrutura química foram determinadas por 13C-RMN. A polimerização dos três ésteres de açúcar foi possível, através de catálise química, empregando-se H2O2 e K2S2O8 como iniciadores, a 60°C, por 24 horas. Espectros de IR dos polímeros foram comparados com os seus monômeros, revelando o desaparecimento do grupo vinil. As massas molares dos polímeros foram determinadas por GPC. Os polímeros de açúcar obtidos apresentaram as seguintes massas molares: poli (5-0-viniladipoil L-arabinose): Mw = 7,2 X 104; PD = 2,48; poli (6-0-viniladipoil D-glicose): Mw = 2,7 x 103; PD = 1,75 e poli (1 '-O-viniladipoil sacarose): Mw = 4,2 X 104; PD = 6,57. Os seis ésteres de açúcar foram submetidos a ensaios de tensão superficial para a determinação das concentrações micelares críticas (CMC), que variaram de 122 a 167 ppm. Por fim, um estudo de aplicabilidade dos ésteres não polimerizáveis, como lubrificantes para fluidos de completação de poços de petróleo foi realizado, através de análise comparativa da eficiência destes, em relação a três lubrificantes comerciais. Os produtos sintetizados nesta tese apresentaram desempenho equivalente ou superior aos produtos comerciais testados