Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Caracterização óptica e térmica de materiais poliméricos via métodos fototérmicos
Autor(es): Daniele Toniolo Dias Ferreira Rosa
Palavras-chave [PT]:

Espectroscopia fotoacústica. Difusividade térmica. Material polimérico. Método fototérmico. Material biológico. Célula aberta. Blendas. Hidratação.

Antonio Carlos Bento [Orientador] - UEM José Roberto Dias Pereira - UEM Mauro Luciano Baesso - UEM Nélia Ferreira Leite - AEB Pedro Rodrigues Júnior - UEPG

Resumo: No presente trabalho a Espectroscopia Fotoacústica é aplicada numa variedade de situações experimentais, para determinar propriedades espectroscópicas e térmicas de materiais, associando-as a produtos residuais, reticulação e efeitos da hidratação sobre elas. As medidas foram realizadas em diferentes materiais poliméricos: cola, polietileno enxertado e copolímero reticulados, blendas dopadas com complexo de európio, unha humana e nafion®. O primeiro estudo foi a análise de defeitos residuais na fabricação de papel e, através de comparação espectral, verificou-se a semelhança entre o resíduo proveniente da calandragem de papel e a cola utilizada, sendo não suposta a sua presença. Em um segundo estudo, o processo de reticulação, de polietileno de baixa densidade enxertado com viniltrimetoxisilano e copolímero etileno viniltrimetoxisilano, preparadas usando planejamento fatorial, foi monitorado indiretamente através da intensidade do sinal fotoacústico e fase fotoacústica. O ponto ótimo para os fatores temperatura e concentração de catalisador, usando modelo estatístico, indicou a mesma faixa para as duas amostras (≈ 5 % de catalisador a 80°C). No estudo das propriedades espectroscópicas e fotoluminescentes de blendas de poli(carbonato)/poli(metacrilato de metila) dopadas com Eu3+, constatou-se a localidade preferencial do complexo európio na fase do policarbonato. As blendas dopadas apresentaram alto valor para o tempo de vida e para a eficiência quântica (≈50%), comparada aos sistemas similares. A blenda 20/80 apresentou maior difusividade térmica (αmédia≈5,6x10-3 cm²/s) enquanto que o calor específico mostrou-se quase constante (Cp(médio)≈1,7 Jg-1K-1) para todas as composições usadas. Ainda, o estudo "in vitro" em unhas humanas, usando "Célula Fotoacústica Aberta" mostrou um aumento e possível saturação da difusividade térmica com o aumento da idade. O valor médio para a difusividade térmica encontrado foi de (13,7 ±3,6) x 10-4 cm²/s. Por último, no estudo da hidratação, o monitoramento da difusividade térmica de membranas nafion® mostrou que propriedades térmicas são afetadas quando regiões clusters são preenchidas com água absorvida. Para amostras "in natura" os valores encontrados para a difusividade térmica foram de α=(6,5±0,4)x10-4 cm²2/s (Célula Fotoacústica Aberta) e α//=(7,0±0,2)x10-4 cm²/s (Lente Térmica) Abstract: In the present work photoacoustic spectroscopy is applied on a variety of experimental situations, aiming to determine thermal and spectroscopic, properties of materials. Measurements in different polymers were done: glue, grafted polyethylene and copolymer, europium complex doped blendes, human nail and nafion®. The first study was the analysis of residuals in paper manufacture using the absorption spectra. It demonstrated the similarity between the residue after fabrication and the used glue, not supposed to be present. Secondly, the cross-linking process m grafted vinyltrimetoxysilane on low density polyethylene and the copolymer ethylenelvinyltrimetoxysilane, prepared with factorial design, was monitored through pIIotoacoustic intensity and phase. The optimum point for temperature and concentration of catalyst, using statistical design, indicated the same range for both samples (≈ 5 % and 80 °C). In the study of Eu3+ doped polycarbonate/poly(methylmethacrylate) blends, the spectroscopy and photoluminescence suggested the preferable location of europium complex in polycarbonate phase. The doped blendes presented higher lifetimes and higher quantum efficiency values (≈50%). Normalized thermal diffusivity is higher for blend 20/80 (αmean≈5.6x10-3 cm²/s) whilst the specific heat was almost constant (Cp(mean)≈1.7 Jg-1K-1) for all the used compositions. Yet, the study "in vitro" of human nail thermal diffusivity, using "Open photoacoustic Cell" showed an increase and possible saturation with increasing human age. The average value was found to be (13.7 ±3.6) x 10-4 cm²/s. Finally, the study of thermal diffusivity of nafion® as a function of water content showed that thermal properties can be affected when clusters regions present adsorbed water. For samples "in natura" the average value found for the thermal diffusivity was α=(6.5±0.4)x10-4 cm²/s (Open Photoacoustic Cell) and α=(7.0±0.2)x10-4 cm²/s (Thermal Lens)

Idioma: Português Data de Publicação: 2005 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Antonio Carlos Bento Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Departamento de Física Nível: Tese (doutorado em Física)/ UEM: Programa de Pós-Graduação em Física

Responsavel: inez
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: daniele_toniolo_dias_ferreira_rosa_2005.pdf
Tamanho: 4988 Kb (5107328 bytes)
Criado: 31-05-2010 09:13
Atualizado: 31-05-2010 09:37
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