Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais
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Resultados da Pesquisa
- Preparação e caracterização de membranas de polisulfona-poliuretano para recuperação de água de processos têxteis industriais simulados(2020-12-08) Bogoni Júnior, Nério; Crespo, Janaina da Silva; Bierhalz, Andrea Cristiane Krause; Zeni, Mara Andrade; Giovanela, Marcelo; Demori, RenanAs técnicas que utilizam membranas para o tratamento de águas residuais costumam promover maior qualidade da água tratada quando comparada a outros processos. Dentre eles, a pervaporação apresenta vantagens em termos de seletividade, além da baixa pressão de trabalho, o que pode evitar problemas de entupimento. Por outro lado, a polissulfona e o poliuretano possuem características complementares que podem conferir a blenda polimérica, composta por esses dois polímeros, características interessantes na aplicação de membranas em escala industrial. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar membranas à base de polissulfona/poliuretano e testá-las com um efluente simulado contendo o corante preto reativo e cloreto de sódio utilizando o processo de pervaporação. Na sua confecção, também foram aplicados tratamento térmico (a 60 ° C) e tratamento de fotoiradiação (com luz ultravioleta). As caracterizações foram realizadas analisando propriedades físicas, químicas, superficiais, morfológicas, físico-químicas e térmicas. De maneira geral, foi possível verificar que todas as membranas possuem uma camada densa. A análise térmica permitiu definir que a temperatura de trabalho indicada está abaixo de 50 ° C. Com o efluente simulado (corante preto reativo), todas as membranas atingiram 100% de seletividade. Já com a solução salina, a seletividade média ficou em torno de 98,5%. Os valores de fluxo de permeado ficaram dentro da faixa apresentada pelas membranas comerciais variando de 1,6 a 2,4 kg·m-2 ·h-1 . Ainda que, para a membrana fotoirradiada a reação de fotoenxerto tenha ocorrido, dentre todas as membranas a blenda sem quaisquer tratamentos se sobressaiu as demais, apresentando o maior fluxo de permeado dos efluentes simulados. Os resultados revelam que essas membranas são capazes de recuperar águas residuais de processos têxteis, além de terem o potencial de remover sais da água pelo processo de pervaporação. [Resumo fornecido pelo autor]
- Comportamento do atrito por indentação em nanoescala do aço-carbono AISI 1045 nitretado e pós-oxidado com diferentes nanocamadas de magnetita(2016-02-25) Bogoni Júnior, Nério; Figueroa, Carlos Alejandro; Alvarez, Fernando; Perottoni, Cláudio Antônio; Michels, Alexandre FassiniO fenômeno de atrito ainda não possui um entendimento em termos fundamentais. Tal compreensão poderia contribuir no esclarecimento da dissipação de energia por atrito durante a interação entre os átomos de duas ou mais superfícies ao longo de um contato. Essa interpretação para pequenas escalas pode levar ao desenvolvimento de novos materiais, ou mesmo a avanços em materiais já existentes e ainda na engenharia de superfícies, visando uma melhor eficiência energética de componentes para diversas finalidades. Com foco nas leis fundamentais do atrito, neste trabalho investigou-se quantitativamente o comportamento do atrito nas camadas mais externas do aço AISI 1045. Para isso, as superfícies do mesmo foram nitretadas e pós oxidadas à plasma, gerando diferentes nanocamadas de óxido, as quais variaram de 0 a 408 nm. Para a caracterização morfológica foram empregadas técnicas de microscopia de varredura (MEV) e espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente (GD-OES). A determinação das estruturas cristalinas presentes nas camadas superficiais das amostras foi obtida por difração de raios X (DRX) em ângulo rasante. Como resultado, foi observado que a camada nitretada é composta de nitretos γ’-Fe4N e ε-Fe2-3N, enquanto que as camadas superficiais das amostras oxidadas são compostas apenas por Magnetita (Fe3O4) com espessuras nanométricas. O coeficiente de atrito, ou do ingês, coefficient of friction (CoF), além dos dados de rugosidade e módulo elástico reduzido foram obtidos por ensaios de nanoindentação. Foi evidenciado que propriedades como dureza e rugosidade das amostras analisadas não mudam fortemente, dentro da incerteza experimental. No entanto, quando comparadas as amostras oxidadas com a somente nitretada foi observado que o coeficiente de atrito diminui quando a superfície contém a fase magnetita. Porém, comparando apenas as amostras oxidadas o CoF não variou com a espessura das nanocamadas do óxido. Com isso, pode se inferir que o comportamento do atrito é influenciado pela mudança físico-química da superfície (nitrogênio versus oxigênio, nitretos versus magnetita). Os resultados experimentais podem ser explicados com base em modelos de dissipação de energia por fônons. Os referidos modelos relacionam os modos de frequência vibracionais dos átomos presentes na superfície com o coeficiente de atrito e permitem inferir que em ensaios com indentações de até 200 nm o mecanismo dissipativo (atrito) é iniciado por vibrações locais e não coletivas.