Partículas lamelares naturais e sintéticas na estabilização de emulsões de Pickering

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Machado, Vitor Vianna de Souza
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/82759
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Fernando Wypych
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spelling Wypych, Fernando, 1959-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEFreitas, Rilton Alves de, 1976-Machado, Vitor Vianna de Souza2023-05-22T20:38:06Z2023-05-22T20:38:06Z2023https://hdl.handle.net/1884/82759Orientador: Prof. Dr. Fernando WypychCoorientador: Prof. Dr. Rilton Alves de FreitasDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais. Defesa : Curitiba, 24/02/2023Inclui referências: p. 69-77Resumo: O efeito Pickering é observado quando partículas sólidas se posicionam na região interfacial entre as fases líquidas de uma emulsão. Essas emulsões tem sido objeto de interesse da comunidade científica e de diversos setores industriais devido a potenciais aplicações em produtos mais eficientes e ambientalmente corretos. Para que o efeito Pickering ocorra em uma emulsão, em geral é necessário que as partículas utilizadas apresentem afinidade por ambas as fases líquidas e que o formato e as dimensões possibilitem o recobrimento das gotículas da fase dispersa. Partículas com morfologias que diferem da esférica, como com formato lamelar ou fibrosas são promissoras para utilização em emulsões devido à maior facilidade de adsorção na região interfacial, podendo gerar emulsões estáveis por longos períodos. Neste trabalho, foram sintetizadas partículas de fenilfosfonatos de magnésio (Mg-FF) e zinco (Zn-FF) com morfologia lamelar e o fenilfosfonato de cálcio (Ca-FF), de morfologia fibrosa. Emulsões dos tipos água-em-óleo (a/o) e óleo-em-água (o/a), foram estabilizadas com os fenilfosfonatos, sendo que o efeito Pickering foi observado pelas três partículas quando em emulsões de vaselina e água. Finalmente, utilizou-se partículas lamelares de caulinita e de talco purificadas por elutriação em emulsões do tipo água-em-água (a/a), formadas por soluções aquosas de amilopectina (AMP) e xiloglucana (XG). Os materiais foram caracterizados quanto a cristalinidade, composição química, tamanho médio e morfologia das partículas e as emulsões foram caracterizadas através de observações macroscópicas, por microscopia de fluorescência confocal e por análises reológicas. Observou-se que partículas lamelares de fenilfosfonatos apresentaram efeito Pickering nas emulsões constituídas de óleo de vaselina e água, gerando preferencialmente emulsões do tipo a/o. Das três diferentes partículas utilizadas aquelas que apresentaram maior efeito de estabilização foram as de Ca-FF, o que pode ser atribuído à sua maior área de contato específica e a formação de uma rede de partículas na fase contínua, notada nas análises reológicas pela maior contribuição da componente elástica (G') em relação a componente viscosa (G''). Partículas de caulinita não apresentaram efeito Pickering em emulsões do tipo a/a, possivelmente devido a afinidade preferencial por uma das fases aquosas. Já nas emulsões contendo partículas de talco, pôde-se notar a ocorrência do efeito Pickering, embora não suficiente para impedir a separação de fases da emulsão, possivelmente devido a baixa tensão interfacial entre os líquidos e a espaços vazios deixados pelas partículas, que possibilitaram a ocorrência de outros mecanismos de separação de fases como o amadurecimento de Ostwald.Abstract: The Pickering effect is observed when solid particles are positioned in the interfacial region between the liquid phases of an emulsion. These emulsions have been the object of interest of the scientific community and several industrial sectors due to their potential applications in more efficient and environmentally friendly products. For the Pickering effect to occur in an emulsion, it is generally necessary that the particles used have affinity for both liquid phases and that the format and dimensions allow the coating of the droplets of the dispersed phase. Particles with morphologies that differ from spherical, such as lamellar or fibrous are promising for use in emulsions due to the greater ease of adsorption in the interfacial region, being able to generate stable emulsions for long periods. In this work, particles of magnesium (Mg-FF) and zinc (Zn-FF) phenylphosphonates with lamellar morphology and calcium phenylphosphonate (Ca-FF) with fibrous morphology were synthesized. Water-in-oil (w/o) and oil-in-water (o/w) emulsions made with purified water and vaseline oil were stabilized with phenylphosphonates particles. Kaolinite and talc lamellar particles purified by elutriation were used in waterin- water (w/w) emulsions, formed by aqueous solutions of the polymers amylopectin (AMP) and xyloglucan (XG). The materials were characterized in terms of crystallinity, chemical composition, average size and particle morphology and the emulsions were characterized through macroscopic observations, confocal fluorescence microscopy and rheological analyses. It was observed that lamellar particles of phenylphosphonates showed a Pickering effect in emulsions consisting of vaseline oil and water, preferentially generating w/o type emulsions. Of the three different particles used, those that showed the greatest stabilization effect were those of Ca-FF, which can be attributed to its larger specific contact area and the formation of a network of particles in the continuous phase, noted in rheological analyzes for the greater contribution of the elastic component (G') in relation to the viscous component (G''). Kaolinite particles did not show a Pickering effect in w/w emulsions, possibly due to preferential affinity for one of the aqueous phases. On the other hand, in emulsions containing talc particles, the occurrence of the Pickering effect was observed, although not enough to prevent the phase separation of the emulsion, possibly due to the low interfacial tension between the liquids and the empty spaces left by the particles, which allowed the occurrence of other phase separation mechanisms such as Ostwald ripening.1 recurso online : PDF.application/pdfEmulsõesArgilomineraisParticulasEngenharia de Materiais e MetalurgiaPartículas lamelares naturais e sintéticas na estabilização de emulsões de Pickeringinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - VITOR VIANNA DE SOUZA MACHADO.pdfapplication/pdf8736908https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/82759/1/R%20-%20D%20-%20VITOR%20VIANNA%20DE%20SOUZA%20MACHADO.pdfad4581b11522dcc8d4936f5057120240MD51open access1884/827592023-05-22 17:38:06.905open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/82759Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-05-22T20:38:06Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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