Obtenção e caracterização de membranas compósitas de película fina (PEUAPM/quitosana e PEUAPM/quitosana/argila esmectítica
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Data de Publicação: | 2018 |
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Resumo: | Membranas poliméricas produzidas a partir do Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (PEUAPM), sob condições controladas, podem atuar como membranas de separação, entretanto, estudos realizados demonstram que, sua seletividade necessita ser melhorada. Mas, são bastante escassos estudos que buscam preencher esta lacuna existente, ou seja, uma melhora desta propriedade (seletividade) neste tipo de membrana. Geralmente os estudos existentes, utilizam solventes agressivos ou técnicas complexas. Este trabalho teve como objetivos preparar membranas poliméricas via método de fusão incipiente de pós (sinterização) e membranas compósitas por deposição de solução diluída (quitosana ou bionanocompósito). As membranas poliméricas (PEUAPM) foram produzidas em condições fixas de tempo e temperatura (60 minutos e 120ºC). Na sequência foi realizada a oxidação das membranas poliméricas com peróxido de hidrogênio (H2O2) à 30%. Em seguida, foi depositada a película de quitosana ou bionanocompósito quitosana/argila. As membranas obtidas foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho (IV), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Testes de Ângulo de Contato e Teste do Ponto de Bolha. E avaliadas em testes de permeação de água nas condições de Temperatura de 27°C e 0,25 bar. Os difratogramas das membranas mostraram que após a oxidação com H2O2 e deposição da quitosana ou bionanocompósito, não ocorreram modificações na estrutura do PEUAPM, mas foram observadas alterações em sua cristalinidade. Os espectros obtidos por IV mostraram a presença de bandas relativas à oxidação do PEUAPM e a interação deste com a quitosana ou bionanocompósito. As membranas poliméricas evidenciaram superfície heterogênea com poros grandes e pequenos e as membranas compósitas mostraram superfícies uniformes e planas, sem poros detectáveis, visualizados por MEV. As membranas oxidadadas com H2O2 e modificadas com quitosana ou bionanocompósito mostraram mudanças na morfologia, hidrofilicidade e diâmetro de poro. Os experimentos de permeação de água revelaram que o desempenho da membrana polimérica oxidada com H2O2 foi superior ao desempenho da membrana polimérica PEUAPM. |
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Este trabalho teve como objetivos preparar membranas poliméricas via método de fusão incipiente de pós (sinterização) e membranas compósitas por deposição de solução diluída (quitosana ou bionanocompósito). As membranas poliméricas (PEUAPM) foram produzidas em condições fixas de tempo e temperatura (60 minutos e 120ºC). Na sequência foi realizada a oxidação das membranas poliméricas com peróxido de hidrogênio (H2O2) à 30%. Em seguida, foi depositada a película de quitosana ou bionanocompósito quitosana/argila. As membranas obtidas foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho (IV), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Testes de Ângulo de Contato e Teste do Ponto de Bolha. E avaliadas em testes de permeação de água nas condições de Temperatura de 27°C e 0,25 bar. 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Os experimentos de permeação de água revelaram que o desempenho da membrana polimérica oxidada com H2O2 foi superior ao desempenho da membrana polimérica PEUAPM.Polymeric membranes produced from Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE), under controlled conditions, can act as separation membranes, however, studies have shown that their selectivity needs to be improved. However, there are very few studies that seek to fill this gap, that is, an improvement of this property (selectivity) in this type of membrane. Usually existing studies use aggressive solvents or complex techniques. The objective of this work was to prepare polymer membranes by the incipient melting method (sintering) and composite membranes by deposition of diluted solution (chitosan or bionanocomposite). Polymer membranes (UHMWPE) were produced under fixed conditions of time and temperature (60 minutes and 120°C). In the sequence, the polymer membranes were oxidized with 30% hydrogen peroxide (H2O2). Then, the chitosan or bionanocomposite chitosan/clay film was deposited. The obtained membranes were characterized by X-ray diffractometry (XRD), Infrared Region Spectroscopy (IR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Contact Angle Testing and Bubble Point Testing. And evaluated in water permeation tests under Temperature conditions of 27°C and 0,25 bar. Membrane diffractograms showed that after oxidation with H2O2 and chitosan or bionanocomposite deposition, there were no changes in the structure of the UHMWPE, but changes in its crystallinity were observed. The spectra obtained by IV showed the presence of bands related to the oxidation of UHMWPE and its interaction with chitosan or bionanocomposite. The polymer membranes showed a heterogeneous surface with large and small pores and the composite membranes showed uniform and flat surfaces, with no detectable pores, visualized by MEV. The membranes oxidized with H2O2 and modified with chitosan or bionanocomposite showed changes in the morphology, hydrophilicity and pore diameter. The water permeation experiments revealed that the performance of the polymer membrane oxidized with H2O2 was superior to the performance of the polymeric membrane UHMWPE.Submitted by Maria Antonia de Sousa (mariaantoniade.sousa@gmail.com) on 2019-01-23T09:35:31Z No. of bitstreams: 1 ELAINE LOPES DA SILVA - TESE PPGEQ.pdf: 3306791 bytes, checksum: 34defbc0bfe88b194d926d842f1e0783 (MD5)Made available in DSpace on 2019-01-23T09:35:31Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia, Campina Grande - PB, 2018.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/2570/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALELAINE LOPES DA SILVA - TESE PPGEQ.pdfELAINE LOPES DA SILVA - TESE PPGEQ.pdfapplication/pdf3306791http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/bitstream/riufcg/2570/1/ELAINE+LOPES+DA+SILVA+-+TESE+PPGEQ.pdf34defbc0bfe88b194d926d842f1e0783MD51riufcg/25702022-11-25 09:21:56.594oai:localhost: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512024-07-01T09:57:54.559590Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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