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Luiz Fernando de Oliveira FariaArnaldo Prata Mourao FilhoAdriana de Souza Medeiros BatistaMax Passos FerreiraAna Maria Matildes dos SantosCrissia Carem Paiva Fontainha2019-08-10T19:30:07Z2019-08-10T19:30:07Z2016-08-11http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AHNNLMCompósitos foram desenvolvidos a partir do copolímero polifluoreto de vinilideno-trifluoretileno, P(VDF-TrFe), preenchidos com metais atenuadores em várias concentrações, em especial o óxido de bismuto, micro e nanoparticulado, e a zircônia, visando aplicação nos procedimentos radiológicos médicos. Os compósitos preenchidos com zircônia foram sintetizados com zircônia pura e com a zircônia estabilizada com a ítria. Nas rotas da síntese utilizadas, alguns compósitos foram preenchidos com nanotubos de paredes múltiplas (MWCNT) e funcionalizados com o ácido metacrílico (MMA). Outros metais atenuadores, com boas propriedades de atenuação tambémforam testados. A caracterização dos compósitos foi realizada por difração de raios X (DRX), espectroscopia do infra-vermelho e do ultra-violeta (FTIR e UV-Vis), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS) e espectrometria de raios X de energia dispersiva (EDS). A presença do modificador de superfície, a granulometria, a concentração dos metais atenuadores na matriz polimérica foram correlacionados com a dispersão,a miscibilidade, a cristalinidade e os mecanismos de degradação durante a síntese. A degradação por irradiação em altas doses também foi estudada para estimar a vida útil dos compósitos. Os dados experimentais revelaram uma melhor dispersão dos metais atenuadores com a presença do modificador de superfície MMA. A preservação da qualidade da imagem foi avaliada com filmeradiocrômico e objeto de teste de resolução. Medidas de atenuação em feixes de Raios X foram realizadas nas condições das radiações de referência da IEC 61267:2005, RQR2 (N40), RQR5 (N70) e RQR8 (N100), expondo os compósitos a doses de 100 mGy e avaliando a dose atenuada com filme radiocrômico calibrado. Medidas de atenuação também foram investigadas para feixes monocromáticos de raios X usando tubos de Co, Cu, Mo e Ag, com fótons de energia igual a 6,5 keV, 8,5 keV, 17,5 keV e 22,1 keV. Os coeficientes de atenuação mássico dos nanocompósitos de P(VDF-TrFE):Bi2O3 apresentaram maiores valores do que os microcompósitos, na faixa de energia estudada. Os compósitos de P(VDF-TrFe) preenchidos com 8% de ZrO2 apresentaram percentual de atenuação em torno de 20%, na radiação de referência RQR5. Para o feixe raios X monocromático de 6,5 keV, o fator de atenuação foi estimado entre 50 e 70% para os compósitoP(VDF-TrFE)/Bi2O3 micro e nano, respectivamente, normalizados para 0,5 mm de espessura.Poly(vinylidene-trifluorethylene) [P(VDF-TrFE)] polymer-based composites were developed by filling the polymer matrix with radiation attenuating metallic oxides in several concentrations, particularly the micro and nanosized bismuth and zirconium oxides, for application in medical radiology procedures. The P(VDF-TrFE)/ZrO2 composites were synthesized using pure and also yttrium stabilized ZrO2. In the synthesis route, some composites were filled with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) and functionalized with Methyl-Methacrylate acid (MMA). Othermetallic oxides with good attenuation properties were also tested. Composite characterization was performed by X-ray diffraction (DRX), infrared and ultraviolet-visible spectrometry (FTIR and UV-Vis), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) andenergy dispersive X-ray spectrometry (EDS). The presence of surface-modifier, granulometry and metallic oxide concentration in the polymeric matrix were correlated to their influence in the miscibility, dispersion, crystallinity and degradation mechanisms during the synthesis process. The composites radio-degradation after exposure to high dose radiation was studied in order to evaluate their useful lifetime in radiology procedures. The experimental data revealed that a betterdispersion of the metallic oxide into the polymeric matrix is attained when using MMA surfacemodifier. The image quality preservation in radiology procedures was evaluated by using radiochromic films and image resolution standards objects. The X-ray attenuation measurementswere performed in the standard radiation conditions of the IEC 61267:2005, RQR2 (N40), RQR5 (N70) and RQR8 (N100), exposing the composites to 100 mGy, and evaluating the attenuated doses with radiochromic films. The composite attenuation properties were also investigated fo monoenergetic X-rays using Co, Cu, Mo and Ag tubes with photons with energy of 6.5 keV, 8.5 keV, 17.5 keV and 22.1 keV, respectively. The mass attenuation coefficients of P(VDFTrFE):Bi2O3 nanocomposites were evaluated to be higher than those of the microcomposites, in the energy range studied. The composites filled with 8% of ZrO2 presented attenuation factors around 20%, for the RQR5 reference radiation. For 6.5 keV monochromatic radiation, the attenuationfactors were estimated between 50% and 70% for the P(VDF-TrFE)/Bi2O3 micro and nanocomposites, respectively, for film thickness normalized to 0.5 mm.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGCompósitos poliméricosEngenharia nuclearRadiaçãoNanocompósitos poliméricosAtenuador de radiaçãoCopolímeros P(VDF-TrFe)Desenvolvimento de compósitos poliméricos com metais atenuadores e estudo da eficiência de atenuação da radiação para aplicação em procedimentos radiológicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese_final_crissia_carem_paiva_fontainha.pdfapplication/pdf8471796https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AHNNLM/1/tese_final_crissia_carem_paiva_fontainha.pdfafd1d159d37f13edb1d464d4b11f2af1MD51TEXTtese_final_crissia_carem_paiva_fontainha.pdf.txttese_final_crissia_carem_paiva_fontainha.pdf.txtExtracted texttext/plain288948https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AHNNLM/2/tese_final_crissia_carem_paiva_fontainha.pdf.txtffd87b46a5e4df034457d1efb79cd669MD521843/BUBD-AHNNLM2019-11-14 10:50:19.194oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-AHNNLMRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T13:50:19Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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