REDEMAT - Doutorado (Teses)

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Browsing REDEMAT - Doutorado (Teses) by Author "Ayres, Eliane"

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    Desenvolvimento e aplicação de sistemas para liberação prolongada de fertilizantes obtidos com nanofibras de POLI(3-hidroxibutirato) (PHB) incorporadas com hidrogéis.
    (2016) Mottin, Artur Caron; Câmara, Jairo José Drummond; Ayres, Eliane; Câmara, Jairo José Drummond; Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira; Miranda, Carlos Alberto Silva de; Ayres, Eliane
    Para atender à crescente demanda de alimentos, o setor agrícola é obrigado a empregar enormes quantidades de fertilizantes produzindo um impacto ambiental indesejável. A expectativa é que a demanda per capita por alimento dobre por volta de 2050. Portanto, é de suma importância desenvolver sistemas que aumentem a produção e reduzam os problemas ambientais. Os potenciais riscos e outros fatores relacionados à poluição do meio ambiente têm imposto algumas limitações ao uso da ureia como fonte de nutrientes para as plantas. Portanto, é imperativo melhorar o desempenho da ureia durante a sua utilização. Fertilizantes de liberação controlada são tidos como uma das soluções para aumentar o rendimento das culturas, reduzindo a poluição ambiental causada pelas emissões perigosas de nitratos dos fertilizantes. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver e testar sistemas de liberação prolongada para fertilizantes, usando nanofibras de PHB obtidas pela técnica de eletrofiação incorporadas com hidrogel de gelatina ou quitosana carregado com ureia. A morfologia das nanofibras obtidas foi acompanhada com auxílio do MEV. O grau de cristalinidade das nanofibras foi avaliado através de FTIR, XRD, DSC e SAXS. Os resultados de FTIR apontaram que as nanofibras de PHB são menos cristalinas do que o filme de PHB obtido por termoprensagem. Pela análise de XRD foi possível estimar o tamanho dos cristalitos de PHB nas nanofibras em 190 Å. A eficiência do carregamento de ureia no hidrogel de quitosana incorporado nas nanofibras de PHB foi mais alta do no hidrogel de gelatina incorporado nas nanofibras de PHB. Os resultados das propriedades mecânicas indicaram que a presença das nanofibras de PHB promoveu um aumento de 100 % na tensão na ruptura em relação à gelatina pura e demonstra a capacidade de reforço das nanofibras de PHB quando adicionado à matriz. No entanto, para a quitosana, a combinação das nanofibras com a matriz ocasionou uma redução no valor da tensão de ruptura, da ordem de 87% aproximadamente. As curvas de liberação da ureia obtidas com o uso do espectrofotômetro UV-Vis mostraram que o efeito “burst” ainda não superado, ocorrendo a liberação de grande parte da ureia no início dos experimentos. Apesar disso, foi possível perceber que após o “burst” inicial de liberação da ureia, o compósito obtido com gelatina passou a liberar a ureia mais lentamente do que aquele obtido com quitosana. Esse resultado foi explicado através das análises de MEV, realizadas para avaliar a interação entre as fases do sistema hidrogel/nanofibras Por fim, foi desenvolvido um dispositivo tridimensional para o crescimento de mudas de painço a partir dos compósitos PHB / hidrogel / ureia. Os resultados demonstraram que o dispositivo é promissor, pois além de prolongar a liberação da ureia, cria um ambiente com umidade constante devido à presença do hidrogel.
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    Estudo da estabilidade e comportamento de suspensões aquosas de pó de ardósia para aplicação em processamento cerâmico.
    (2017) Palhares, Luciana Boaventura; Santos, Cláudio Gouvêa dos; Santos, Cláudio Gouvêa dos; Araújo, Renata Costa Silva; Mageste, Aparecida Barbosa; Ayres, Eliane; Costa Júnior, Ezequiel de Souza
    Interações de reagentes orgânicos com superfícies de óxidos são importantes no processamento cerâmico de partículas finas, como por exemplo, o processo de colagem de barbotinas (“slip casting”). Os aditivos adicionados têm como objetivo principal o controle das forças entre as partículas na suspensão visando sua estabilidade. A eficiência do mecanismo de estabilização resulta em uma condição de dispersão que reflete em aspectos de comportamento reológico e de sedimentação associados ao sistema e, consequentemente, nas propriedades das peças produzidas. No presente trabalho utilizou-se o resíduo de pó de ardósia gerado nas etapas de extração e beneficiamento pelas mineradoras no Estado de Minas Gerais - Brasil. O resíduo foi caracterizado quanto a microestrutura evidenciando a heterogeneidade de forma e tamanho, mostrando partículas de formato isotrópico, de folhas e lamelares. Os tamanhos de partículas encontrados no rejeito foram da ordem de 0,5 até 25μm tanto pela técnica de difração a laser quanto pelas análises de imagens automatizadas. A difração de raios X mostrou a presença dos principais minerais constituintes dessa rocha: quartzo, moscovita, clinocloro, calcita e feldspatos. As análises químicas mostraram a presença de óxidos de silício e alumínio em maiores quantidades devido a presença de quartzo e minerais sílico-aluminosos, como moscovita e clinocloro. As suspensões de ardósia produzidas, com diferentes porcentagens de sólidos e dispersantes, apresentaram complexo comportamento em função da variada mineralogia tendo suas propriedades analisadas por: tamanho de partículas, potencial zeta, viscosidade e sedimentação. Foi observado que com o aumento da porcentagem de sólidos ocorreu a formação de aglomerados (~100m) incluindo as amostras com ardósia pura. Quando os dispersantes, ácido cítrico, poli(acrilato de amônio) e poli(metacrilato) de sódio e poli(cloreto de dialildimetilamônio) foram adicionados, resultados diferentes foram obtidos em função das características específicas dos mesmos. As distribuições de tamanho de partículas para as suspensões com ácido cítrico e poli(acrilato) de amônio mostraram curvas bimodais com um pico na região submicrométrica e outro na região de maior tamanho de partículas indicando a presença de aglomerados. A adição dos dispersantes ácido poli(metacrilato) de sódio (PMANa) e poli(cloreto de dialildimetilamônio) – (PDADMACDMAC), tanto individualmente ou combinados, afetaram ligeiramente as curvas de distribuição de tamanho de partículas das suspensões que apresentam-se monomodais com picos variando de 6 e 8,5m. Em relação a ardósia pura verificou-se o aumento do número de aglomerados com deslocamento das curvas para esquerda do eixo das abcissas. Os valores de potencial zeta obtidos para todas as suspensões foram, em geral, negativos para as faixas de pH avaliadas. Os valores obtidos para as suspensões com os dispersantes PMANa e PDADMAC isoladamente sugerem dominância das cargas superficiais das partículas da ardósia em valores específicos de pH, carga positiva abaixo de pH 4 e carga negativa acima de pH 11. Nos testes de sedimentação por gravidade e centrifugação para todas as suspensões, ficou evidenciado que quando a fração volumétrica de sólidos em água foi aumentada, a taxa de sedimentação diminuiu devido ao efeito de impedimento (“hindered settling”). Fenômeno frequente em suspensões concentradas onde ocorre grandes interações entre as partículas e a sedimentação é atrasada pelas partículas vizinhas. Em relação ao comportamento reológico, as suspensões de ardósia exibiram comportamento pseudoplástico com aumento da viscosidade em função da porcentagem de sólidos nas suspensões. Nos casos estudados, a adição de diferentes dispersantes afetou ligeiramente esse comportamento sendo menores viscosidades obtidas para os dispersantes poli(acrilato de amônio) e poli(metacrilato de sódio). Os resultados obtidos para suspensões sob compressão por centrifugação mostraram que nas suspensões contendo os dispersantes poli(metacrilato de sódio) e poli(cloreto de dialildimetilamônio), os sedimentos apresentaram maior capacidade de compressão, mas com a presença de agregados de partículas. O dispersante PDADMAC quando utilizado isoladamente apresentou sedimentos mais volumosos e abertos, resultado consistente com os dados mais elevados de viscosidade. O limite de escoamento das suspensões foi menor para as suspensões de ardósia pura do que os valores das suspensões com dispersante evidenciando menores forças de ligação entre as partículas e os menores valores de viscosidade obtidos. Os resultados mostraram o complexo comportamento do pó de ardósia e a dificuldade de manter a suspensão estabilizada sem a formação de aglomerados e sedimentação de partículas não impedindo totalmente, sua utilização em processamento cerâmico.