Antonio José Felix de Carvalho.

Projeto para Caracterização de Materiais Poliméricos - DSC, TGA, Reometria Capilar.

O presente projeto tem por objetivo o estudo de materiais poliméricos empregados em sistemas eletroisolantes (fios esmaltados) com foco nas propriedades térmicas e mecânicas dos polímeros empregados para esse fim e a sua correlação com os parâmetros de processo e as propriedades do produto final. O projeto pode contribuir para a melhoria do processo de produção de fios esmaltados contribuindo para a redução do uso de materiais e energia, indo no sentido de uma produção mais racional e limpa. Esses aspectos estão fortemente relacionados com a sustentabilidade do processo e dos produtos, além de aumentar a competitividade da empresa com as possíveis conseqüências sociais. É importante ressaltar que o projeto está focado no levantamento de conhecimento básico sobre materiais poliméricos, não devendo desenvolver novas tecnologias passíveis de patenteamento. O projeto será desenvolvido na UFSCar, em São Carlos e em Sorocaba e nos laboratórios da PPE. O projeto se insere dentro da linha de pesquisa do professor proponente e envolve alunos de graduação e pós-graduação em uma área que irá contribuir muito para a sua formação.

Processo: 308709/2023-3Vigência: início: 01/03/2024 fim: 29/02/2028Título: Aplicação de Celulose Nanofibrilada em Materiais via Modificação Superficial da Nanofibras

O projeto tem como objetivo o desenvolvimento de compósitos de polietileno de alta densidade e outras poliolefinas reforçadas com polpa de celulose compatibilizada via Extrusão Reativa empregando ceras e emulsões poliméricas

O projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de emulsões para o desenvolvimento de materiais alternativos biodegradáveis e/ou majoritariamente oriundos de fontes renováveis para aplicação como cobertura adesiva em papel para uso em embalagens alimentícias com propriedades de barreira

O projeto tem como principal objetivo o estudo e desenvolvimento de nanocompósitos de matrizes poliolefínicas (PEAD e PP) reforçadas com celulose microfibrilada modificada via processamento assistido por solventes apróticos, eutéticos profundos e líquidos iônicos.

Polímeros naturais biodegradáveis ganharam grande importância recentemente em função de seu caráter renovável e de seu caráter funcional onde se destaca a biodegradabilidade, mas também características importantes como a função bactericida e fungicida observada na quitosana. Contudo, como a aplicação desses polímeros nem sempre pode ser feito a partir do material puro devido tanto a dificuldades de processamento como também devido as suas propriedades, muitos estudos tem sido realizados no sentido de utilizar esses materiais em blendas com outros polímeros, em geral pertencentes à três categorias, i) sintéticos derivados de fontes renováveis como o poli(ácido lático) (PLA), ii) naturais como o amido termoplástico (TPS) e iii) sintéticos e biodegradáveis como o poli(vinil álcool) (PVA). De um modo geral as blendas de quitosana tem sido processadas em solução aquosa no estado protonado (pH < 5), o que limita o tipo de polímero que pode ser utilizado em conjunto com a quitosana aos polímeros solúveis em água. Portanto, blendas de quitosana com polímeros de grande interesse como o PLA não são em geral viáveis. Em um trabalho recente desenvolvemos uma metodologia para a produção de blendas ternárias de quitosana/PLA/PVA por emulsão e mais recentemente uma blenda similar utilizando um plastificante comum foi processada por fusão, abrindo um novo horizonte de pesquisas. O presente projeto tem como objetivo o estudo de blendas envolvendo polímeros naturais que em geral não podem ser processados por fusão como a quitosana. A principal meta é o desenvolvimento de novos processos e métodos que permitam o processamento desses materiais no estado fundido e assim a sua utilização em blendas com PLA, PBAT, PVA, entre outros polímeros de uso comercial, bem como com outros polímeros naturais como o amido termoplástico.

Projeto em convênio com a Empresa Suzano Papel e Celulose SA

INFRA-USP / EDITAL 2012-2013 - O objetivo do presente Projeto é capacitar os novos laboratórios de pesquisa das áreas de materiais poliméricos e materiais cerâmicos do Departamento de Engenharia de Materiais da EESC para a realização de ensaios mecânicos de elevada confiabilidade.

The Application of the Diels-Alder Reaction to the Synthesis and Characterization of Macromolecular Materials Incorporating Original moieties Derived from Renewable Resources. This project is dedicated to the study of innovative materials derived from renewable sources based on the thermorrersible Diels-Alder (DA) reaction and deals specifically with the thermoreversible polymerization or crosslinking of monomers or polymers incorporating furan (diene) and maleimide (dienophile) complementary moieties. The choice of these particular systems stems from the fact that the furan/maleimide DA adduct displays a relatively low temperature of decoupling through its retro-DA reaction, which therefore opens the way to interesting applications like recyclable networks, self-healing materials, etc. An additional reason for emphasizing the importance of the furan/maleimide couple is the fact that furan derivatives descend from renewable resources and are therefore likely to play a growing role in sustainable approaches to (green) chemistry and materials science. The project is subdivided into two research lines: i) the use of pristine vegetable oils or their commercial epoxidized derivatives through the use of new mechanisms, which allow the preparation of macromonomers bearing furan moieties to be optimized and the study of their DA polymerization with different bismaleimides, including its reversibility through the thermally activated retro-DA reaction, and ii) a conceptually new and yet unpublished strategy based on an the original idea, which originated during our recent collaboration, providing a new polymerization procedure to produce new copolymers based on the thermorreversible DA reaction. The principle of this strategy is based on the heating of a solution containing two or more different DA polymers to induce their partial or total depolymerization through the retro-DA reaction, and its subsequent cooling to promote the DA couplings of these fragments, thus generating copolymers, whose composition and extent of random or blocky nature can be readily manipulated.

O presente Projeto tem por objeto a Modificação superficial de fibras de Eucalipto Kraft visando a impedir ou reduzir a degradação alcalina da celulose. É esperado que, dessas pesquisas, surjam inventos, criações, conhecimentos técnicos passíveis ou não de patenteamento ou de outras formas de proteção de direitos de propriedade intelectual que, em seu conjunto, passarão a se denominar, para fins do presente projeto.

Projeto realizado em convênio com a Empresas Suzano Papel e Celulose SA

Um das principais características dos compostos de amido termoplástico e de seus nanocompósitos com nanofibras de celulose é a hidrofilicidade. A interação da água e de outras moléculas polares com biopolímeros é uma das questões básicas de maior importância no estudo desses materiais, cuja compreensão é fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Essa característica tanto pode impedir o uso desses materiais devido à elevada fragilidade à água como pode ser uma característica desejável em filmes para uso biomédico ou para absorção de água, por exemplo, na produção de etanol. Esse projeto tem como objetivo o estudo da interação de polímeros biodegradáveis de amido termoplástico com água ligada e com compostos hidroxiladas empregadas como agentes plastificantes, como por exemplo, o glicerol. A principal técnica a ser utilizada será a análise termogravimétrica (TGA), em conjunto com a calorimetria diferencial de varredura (DSC). O princípio que embasa o presente estudo é a modificação das propriedades da água ou de outro composto, como o ponto de ebulição quando interagindo com outros materiais. Dessa forma pode-se estimar a energia de interação molécula-substrato. Como principal meta, pretende-se determinar a energia de devolatilização da água e do glicerol ligado e discutir a atuação dessas moléculas na matriz de amido termoplástico. A proposta solicita recursos para a aquisição de um analisador termogravimétrico. Os demais recursos necessários estão disponíveis na instituição onde o projeto será desenvolvido. O projeto irá beneficiar também vários outros pesquisadores, uma vez que um analisador termogravimétrico é de fundamental importância para o grupo de pesquisa.

Caracterização de blendas de amido termoplástico (TPS) e seus nanocompósitos preparados com nanofibrilas de eucalipto: Interações específica de água ligada e de agentes plastificantes:&#10;&#10;Um das principais características dos compostos de amido termoplástico e de seus nanocompósitos com nanofibras de celulose é a hidrofilicidade. A interação da água e de outras moléculas polares com biopolímeros é uma das questões básicas de maior importância no estudo desses materiais, cuja compreensão é fundamental para o desenvolvimento de novas aplicações tecnológicas. Essa característica tanto pode impedir o uso desses materiais devido à elevada fragilidade à água como pode ser uma característica desejável em filmes para uso biomédico ou para absorção de água, por exemplo, na produção de etanol. Esse projeto tem como objetivo o estudo da interação de polímeros biodegradáveis de amido termoplástico com água ligada e com compostos hidroxiladas empregadas como agentes plastificantes, como por exemplo, o glicerol. A principal técnica a ser utilizada será a análise termogravimétrica (TGA), em conjunto com a calorimetria diferencial de varredura (DSC). O princípio que embasa o presente estudo é a modificação das propriedades da água ou de outro composto, como o ponto de ebulição quando interagindo com outros materiais. Dessa forma pode-se estimar a energia de interação molécula-substrato. Como principal meta, pretende-se determinar a energia de devolatilização da água e do glicerol ligado e discutir a atuação dessas moléculas na matriz de amido termoplástico. A proposta solicita recursos para a aquisição de um analisador termogravimétrico. Os demais recursos necessários estão disponíveis na instituição onde o projeto será desenvolvido. O projeto irá beneficiar também vários outros pesquisadores, uma vez que um analisador termogravimétrico é de fundamental importância para o grupo de pesquisa.

A missão deste Instituto engloba, portanto, o desenvolvimento de ciência e tecnologia em eletrônica orgânica, a difusão do seu conhecimento e do seu potencial científico e tecnológico, bem como a busca de colaborações sinérgicas com os setores industriais afins. O INEO está concentrado em pesquisas envolvendo diferentes classes de materiais orgânicos, foto- e/ou eletroativos, nas áreas de síntese orgânica, estudo de propriedades estruturais, ópticas e elétricas, teoria de transporte em dispositivos e em estrutura eletrônica em nível molecular, processamento e possíveis aplicações dos dispositivos.

Investigar a viabilidade da aplicação de materiais de fontes renováveis, em especial derivados de celulose como substitutos para polímeros derivados de petróleo na produção de argamassa de cimento.

Com o intuito de desenvolver polímeros com atividade detoxificante de micotoxinas, este projeto propõe aditivar polímeros biodegradáveis de fonte renovável com resíduos provenientes de cervejarias, que são ricos em leveduras, relatadas como detoxificantes de aflatoxinas. Serão testados polímeros desenvolvidos tanto por processo de extrusão reativa seguido de sopro vertical, quanto por polímeros produzidos como coberturas. Ambos os biopolímeros serão feitos à base de amido plastificados com glicerina pura e/ou glicerina bruta, resíduo da produção do biodísel. Para investigar a eficácia da incorporação da biomassa de cervejaria nos polímeros, os filmes flexíveis e os coatings serão analisados quanto ao teor de leveduras e quanto à contagem de bolores e leveduras durante 0, 15 e 30 dias de estocagem acelerada (25C/75%UR). Os filmes e coatings biodegradáveis serão também utilizados para embalar e recobrir, respectivamente, amostras naturalmente contaminadas com aflatoxinas (25C/75%UR/ 0, 15, 30 e 60 dias) e o teor de aflatoxina od produto embalado será monitorado através de cromatografia em camada delgada. O teor de aflatoxina também será avaliado para as mesmas amostras contaminadas sem nenhuma embalagem ou cobertura, e com filmes e coberturas contendo somente amido e plastificantes, para servir como controles. O produto embalado será também avaliado durante estocagem quanto ao teor de açúcares totais para avaliar uma possível fermentação pela levedura presente nos biofilmes ativos. Os polímeros flexíveis e/ou coberturas que apresentarem maior atividade detoxificante de afaltoxinas serão também investigado. O projeto foi aprovado, contudo não foi iniciado em função da mudança de instituição do solicitante (coordenador). Outro coordenador foi indicado para assumir o projeto e realizar a sua implementação.

O presente projeto propõe o uso da técnica de extrusão reativa (REX) para a obtenção de novos materiais a partir do amido termoplástico (TPS). É proposto o uso de uma extrusora de rosca simples com perfil de rosca especialmente desenhado para a realização de reações durante o processamento. São dois os objetivos principais; i) estudo da compatibilização reativa do amido com outros polímeros, tais como o ácido polilático (PLA), polihidroxialcanoatos (PHB e PHBV) e poliésteres alifáticos (Ecoflex®), empregando como agentes compatibilizantes diisocianatos, poliisocianatos bloqueados e/ou ácidos orgânicos e ii) modificar o amido no estado fundido (TPS) por meio de extrusão reativa (REX) envolvendo a sua despolimerização seguida de reações com diisocianatos ou poliisocianatos e com glicerol (repolimerização). O objetivo final é a obtenção de novos materiais com características distintas do TPS convencional, em especial como maior permanência do plastificante, maior compatibilidade com outros polímeros, maior resistência à água e menor tendência à cristalização. Um aspecto importante é o fato de que o glicerol poderá atuar como monômero na repolimerização ou então poderá ser enxertado à cadeia do amido funcionando como um plastificante interno. Os isocianatos bloqueados são uretanas formadas pela condensação de di- ou poliisocianatos com compostos como o por exemplo o n-butanol e o fenol. Durante o processamento ocorre a quebra da ligação uretana com a formação do isocianato que pode reagir com o amido ou o glicerol. O processo pode ser projetado de forma que o desbloqueio, que ocorre tipicamente em temperaturas superiores a 150oC, somente ocorra após a remoção da água presente no material em uma zona de degasagem. Os subprodutos do desbloqueio podem ser recuperados em uma zona final de degasagem durante a REX. O proponente já tem experiência com reações de despolimerização do amido termoplástico. Processo 2007/08394-7.

Nanocompósitos reforçados com nanofibras de celulose tem atraído grande atenção em especial para o reforço de matrizes termoplásticas de polímeros biodegradáveis. O uso de microfibrilas, que são constituídas de fibras de celulose com diâmetro em torno de 20-30 nm é muito promissor, pois permite a melhora significativa das propriedades dos materiais com a adição de quantidades relativamente pequenas de reforço, em geral em torno de 5% em massa. Microfibrilas de celulose podem ser produzidas a partir de polpa celulósica de madeira, de fibras de plantas anuais e de resíduos agrícolas como bagaço de cana e outros. O presente projeto tem como principal objetivo o desenvolvimento de compósitos de amido termoplástico reforçados com microfibrilas de celulose derivadas da polpa de eucalipto, polpa de sisal e a partir de resíduos agrícolas como bagaço de cana. Os dois desafios principais do projeto são: i) a preparação das microfibrilas por meio de um novo processo envolvendo congelamento e moagem em um dispersor de elevado cisalhamento (Ultra-Turrax e Cowles) e ii) a dispersão das microfibrilas de forma homogênea na matriz de amido termoplástico durante o processo de desestruturação do amido por extrusão. A dispersão de fibras e microfibrilas de celulose durante processos como extrusão constitui ainda um grande desafio e acaba limitando o uso desses materiais de forma mais intensiva. A dispersão de fibras de polpa de eucalipto (15 &#61549;m de diâmetro com 1-2 mm de comprimento) já foi objeto de estudo do grupo, tendo gerado uma patente de invenção (PI 0205056-0/2002) e artigos científicos (Carvalho A.J.F. et al., 2002).

O projeto proposto está focado em duas linhas gerais: o estudo da solvência da lignina através das reações de deslignificação e o desenvolvimento de metodologia de análise dos componentes dos materiais lignocelulósicos, em especial aplicados ao bagaço e a palha da cana-de-açúcar. &#10;Os processos de solvência da lignina serão estudados utilizando-se basicamente três processos: convencional, organossolve e organossolve em conjunto com fluído supercrítico. Como conseqüência do uso deste último processo, a hidrólise ácida de celulose e hemiceluloses também serão estudadas.&#10;Os métodos de caracterização de materiais lignocelulósicos existentes foram desenvolvidos e otimizados para madeiras. Devido às características diferenciadas das gramíneas e resíduos agrícolas (em especial do bagaço de cana-de-açúcar brasileiro), o desenvolvimento dos métodos existentes e o estudo de novos métodos de análise, assim como dos processos de deslignificação, específicos para este tipo de material tornam-se imperativos. A não existência de metodologia específica leva a obtenção de resultados inadequados e dificultam tanto o planejamento quanto a interpretação de resultados de diferentes operações empregadas no tratamento destas matérias-primas.

O presente projeto teve como objetivo preparar e investigar a utilização de ionômeros em dispositivos poliméricos eletroluminescentes, com a função de otimizar a injeção de cargas no volume do polímero eletroluminescente através da interface eletrodo/polímero. Os ionômeros foram preparados através da sulfonação de copolímeros de poli(estireno-co-metacrilato de metila) de modo a se obter polímeros com diversos teores de grupos iônicos (p-estireno sulfonato) e dos grupos (metacrilato de metila). Os grupos metacrilato tiveram a função de modificar a polaridade da cadeia principal, que afeta as propriedades das regiões ricas em grupos iônicos e a adesão com o eletrodo metálico. Os ionômeros preparados foram caracterizados quanto a sua estrutura (FTIR, RMN, HPSEC, DSC, DMA) e quanto às suas características elétricas em filmes finos. O efeito dos ionômeros em dispositivos eletroluminescentes poliméricos foi acentuado, observando-se melhora expressiva da eficiência com redução da tensão de operação de 40 para menos de 10V. Projeto FAPESP Proc. 2003/11192-6, Auxílio a Pesquisa /Programa Primeiros Projetos,

Os principais projetos desenvolvidos no período de 1988 a 1998 foram:&#10;1988 - 1998 Desenvolvimento resinas e esmaltes eletroisolantes para aplicação na fabricação fios esmaltados&#10;Descrição: Pesquisa e desenvolvimento de resinas eletroisolantes para aplicação na produção de esmaltes usados na fabricação de fios esmaltados. Os principais materiais desenvolvidos foram: i) poli(éster-imida) - classe térmica de aplicação 180 graus centígrados de baixa viscosidade e elevado teor de sólidos para aplicação em máquinas de alta velocidade, ii) poliisocianatos bloqueados empregando tolueno-diisocianato e 4,4- -difenilmetano diisocianato, iii) copolímeros de poliéster e poliuretanas hidroxiladas e iv) poliamidoimidas.&#10;&#10;1988 - 1998 Desenvolvimento de compostos poliméricos para aplicação como material isolante em cabos&#10;Descrição: Este projeto incluiu o desenvolvimento de vários materiais poliméricos termoplásticos e termorrígidos para isolamento de condutores. &#10;1. Polietileno reticuláveis por exposição à umidade ambiente (processo &quot;Sioplas&quot;). O projeto teve como objetivo a formulação de compostos de polietileno de baixa densidade e copolímeros de poli(etileno-co-acetato de vinila) reticuláveis pela enxertia de viniltrimetoxisilano na cadeia dos polímeros durante a extrusão do produto final, na presença de peróxidos orgânicos. O processo de reticulação ocorre naturalmente através da difusão de água pelo material acabado, que provoca a hidrólise dos grupos metoxi e sua reação com outro vizinho gerando uma ligação cruzada. 2. Compostos termoplásticos com características de borracha obtidos pela mistura de copolímeros em bloco tais como SEBS e poliolefinas. Esses materiais apresentam características similares às das borrachas reticuladas, contudo podem ser processados como materiais termoplásticos convencionais. 3. Compostos isolantes para cabos de média tensão resistentes ao trilhamento elétrico. Esses compostos foram desenvolvidos por equipes interdisciplinares onde foram inve