Nanocompósitos de borracha natural para adesivos e outros produtos

O uso crescente de adesivos se justifica pelos ganhos na qualidade dos produtos e na rapidez, limpeza e eficiência dos processos, de maneira que eles são hoje usados intensamente na indústria aeronáutica, de automóveis, de tecnologias de informação, móveis, calçados, gráfica e praticamente qualquer coisa. Por essa razão, o mercado mundial de adesivos já atinge US$ 18 bilhões por ano, expandindo-se continuamente. Necessidades ambientais têm causado o desaparecimento de adesivos baseados em solventes, substituídos por adesivos ä base de água e fundidos, ou "hot-melt". Nanocompósitos poliméricos mostram excepcionais propriedades de adesão e de tenacidade, sendo obtidos de matérias-primas de baixo preço. Por isso, oferecem excelentes perspectivas de uso na fabricação de adesivos de alto desempenho e baixo preço, como os que são requeridos pelas indústrias de calçado e móveis. Este projeto é uma parceria entre a Unicamp, o IBTeC de Novo Hamburgo e a empresa Orbys, tendo como objetivo desenvolver adesivos nanocompósitos para a indústria de calçados..  

Tensoativos para modificação de argilas e a fabricação de nanocompósitos poliméricos

Os objetivos deste projeto são: 1) determinação de propriedades coloidais e de adesão a polímeros, apresentados por argilas naturais e também propriedades, depois de modificadas com tensoativos; 2) caracterização de nanocompósitos poliméricos, por microscopias eletrônicas e de varredura de sondas; 3) propoposição, verificação e implementação de novas metodologias de obtenção de nanocompósitos poliméricos, especialmente as baseadas no uso de novas metologias de obtenção de latexes e tensoativos catiônicos, ao lado de outros tensoativos desenvolvidas neste laboratório.  

Caracterização de nanodispersões de defensivos agrícolas

O objetivo deste projeto é a caracterização de nanodispersões de defensivos agrícolas bem como filmes obtidos nas aspersão destas nanodispersões. Éstes programas são planejados e executados com a participação de empresas produtoras de defensivos, tendo como meta formulações contendo menores cargas de princípios ativos, portanto menos agressivas ao ambiente, mas que tenham eficiência igual ou superior as das formulções atuais..  

Obtenção e caracterização de nanopartículas poliméricos funcionais

Obtenção e caracterização de nanopartículas poliméricos funcionais, dando andamento as linhas de pesquisas produtivas e bem estabelecidas neste laboratório, com ênfase no uso de técnicas coloidais, microscópicas e microquímicas. As mesmas técnicas serão disponíveis aos outros participantes deste projeto, que desta forma terão acesso aum amplo conjunto de recursos metodológicos essenciais à caracterização de sistemas de seu interesse mas ainda pouco disponíveis, no país. As nanopartículas e nanocompósitos em estudo neste laboratório são sistemas formados por constituintes ou matérias-primas amplamente disponíveis (argila, termoplásticos, fosfato de alumínio) e que manifestam propriedades funcionais interessantes através da formação de nanoestruturas, seja por síntese química, seja por auto-ordenamento. Dessa forma, são obtidos novos materiais que se transformam em produtos industriais de elevado valor agregado. Um exemplo recente é o dos pigmentos brancos à base de fosfato de alumínio, que hoje estão sendo produzidos industrialmente, depois de cumpridas várias etapas de pesquisa e desenvolvimento. Outro exemplo é o dos nanocompósitos de polímeros com argilas, em que este laboratório tem uma invenção protegida por patente internacional e tem outra patente, já cedida pela Unicamp a uma empresa..  

Desenvolvimento de fibra precursora de poliacrilonitrila e de fibra de carbono (Finep/Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo/Crylor)

Trata-se de projeto do Fundo Verde-Amarelo, inserido no programa nuclear autônomo brasileiro. Este programa exige a completa verticalização do processo de produção de urânio enriquecido para a geração de energia, e as atividades realizadas neste laboratório dizem respeito à produção de poliacrilonitrila com características adequadas à transformação em fibras que possam ser convertidas em fibras de carbono de alto desempenho. As atividades executadas na Unicamp são as seguintes: síntese do polímero e de copolímeros, em escalas de laboratório e piloto; caracterização da fibra e dos seus produtos de pirólise controlada. A ressonância nuclear magnética de alta resolução de sólidos tem aqui um papel central, uma vez que é preciso caraterizar minuciosamente estruturas macromoleculares sem solubilizar o polímero. Além disso, é necessário determinar e compreender as transformações sofridas pela acrilonitrila durante a pirólise, o que necessariamente tem de ser feito em fibra íntegra ou nos maiores pedaços de fibra que seja possível ensaiar. Na Unicamp, o projeto é conduzido pelo Dr. João Pedro Zimmermann e pela Enga. Química Yara Csordas, supervisionados por Fernando Galembeck. .  

Produção de látexes catiônicos por modificação iônica

Projeto realizado com as Indústrias Químicas Taubaté S.A., com recurso do edital de Nanotecnologia do CNPq. Gerou uma patente e o primeiro produto está sendo apresentado ao mercado..  

Fapesp/Pronex: Desenvolvimento e estudo de materiais funcionais e estruturais dentro da perspectiva de complexidade

Desenvolvimento e estudo de materiais considerando a questão da comlexidade. Este projeto objetiva o desenho e a síntese de materiais funcionais complexos que sejam adequados a construção de dispositivos e estruturas através de um desenho apropriado nas escalas macro e supramolecular, coloidal e macroscópica. Além disso, privilegia o uso de técnicas avançadas de microanálise e espectroscópicas para fazer face a natureza complexa dos materiais que fazem parte dos diferentes estudos. Dentre os materiais usados, polímeros, compósitos, nanoestruturas, belndas, compostos supramoleculares, entre outros. Este projeto é coordenado pelo Prof. Célio Pasquini (IQ/Unicamp) e envolve os Institutos de Química da USP e da Unicamp..  

Desenvolvimento de tensoativos para polimerização em emulsão e de tensoativos reativos Finep/Oxiteno

Este projeto foi aprovado e é financiado pelo Fundo Verde-Amarelo e pela Oxiteno. Seu objetivo é a determinação dos efeitos de tensoativos sobre as propriedades de látexes estireno-acrílicos. Os látexes são obtidos por polimerização em emulsão, estabilizada por tensoativos. Os resultados já obtidos mostram que há variações muito grandes na estrutura macromolecular e nas propriedades dos látexes e dos filmes que são obtidos a partir deles, dependendo do tensoativo. A metodologia do projeto utiliza técnicas microscópicas, microanalíticas, espectroscópicas e coloidais, que são dominadas neste laboratório. Tratando-se de materiais muito complexos, as propriedades de uso dos produtos finais depende de um grande número de propriedades físico-químicas básicas dos sistemas estudados, muitas das quais só têm sido apontadas na última década.
Do lado científico, este projeto mostra que a polimerização em emulsão é muito mais complexa do que dão a entender alguns modelos existentes na literatura e que pode ser produzido um grande número de entidades nanométricas cuja identidade ainda tem de ser elucidada. Além disso, ele tem sugerido novos tipos de tensoativos que podem ser especialmente adequadas para se sintetizar polímeros com características pré-desenhadas.
Do lado tecnológico, este projeto demonstra que é possível obter uma ampla gama de produtos de interesse das indústrias de tintas, vernizes, adesivos e papéis, fazendo-se mínimas mudanças nas matérias-primas utilizadas no processo de polimerização.
A ressonância magnética nuclear de sólidos, de alta resolução, especialmente a de carbono, é essencial para a caracterização dos polímeros formados. Nos casos em que os polímeros são insolúveis, ela é insubstituível para se estabelecer as múltiplas estruturas existentes no produto o que por sua vez é essencial para se compreender as suas propriedades de uso.
O projeto é conduzido pelo Dr. Mauro Makoto Murakami, sendo supervisionado por Elizabeth Ponzetto (Oxiteno) e Fernando Galembeck (Unicamp)

Desenvolvimento de fibra precursora de poliacrilonitrila e de fibra de carbono
Finep/Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo/Crylor

Trata-se de projeto do Fundo Verde-Amarelo, inserido no programa nuclear autônomo brasileiro. Este programa exige a completa verticalização do processo de produção de urânio enriquecido para a geração de energia, e as atividades realizadas neste laboratório dizem respeito à produção de poliacrilonitrila com características adequadas à transformação em fibras que possam ser convertidas em fibras de carbono de alto desempenho. As atividades executadas na Unicamp são as seguintes: síntese do polímero e de copolímeros, em escalas de laboratório e piloto; caracterização da fibra e dos seus produtos de pirólise controlada.
A ressonância nuclear magnética de alta resolução de sólidos tem aqui um papel central, uma vez que é preciso caraterizar minuciosamente estruturas macromoleculares sem solubilizar o polímero. Além disso, é necessário determinar e compreender as transformações sofridas pela acrilonitrila durante a pirólise, o que necessariamente tem de ser feito em fibra íntegra ou nos maiores pedaços de fibra que seja possível ensaiar.
Na Unicamp, o projeto é conduzido pelo Dr. João Pedro Zimmermann e pela Enga. Química Yara Csordas, supervisionados por Fernando Galembeck.

Nanocompósitos Poliméricos

Este projeto tem duas fases: a primeira foi integralmente financiada pela Rhodia-Ster (hoje Mossi e Ghisolfi), tendo tido como objetivo o desenvolvimento de processo de fabricação de nanocompósitos de poliéster com argilas. Durou trinta meses e teve como resultados patentes depositadas no Brasil e nos Estados Unidos. Hoje, o processo está internalizado na M&G e tem continuidade nos laboratórios da empresa nos Estados Unidos, mas os direitos da Unicamp estão assegurados pelas patentes já depositadas. Nesta fase, estiveram envolvidos os Drs. Mauro Makoto Murakami e Maria de Fátima Brito.
Uma segunda fase teve início quando a doutorando Márcia M. Rippel observou a formação de nanocompósitos de borracha natural e argila, em um processo muito simples e inovador que já foi objeto de patente depositada. O trabalho tem prosseguido através da tese de Mestrado de Leonardo F. Valadares. Atualmente é objeto de negociações com um grupo de investidores de "venture capital" brasileiro. Havendo sucesso nas negociações, este grupo formará uma empresa para exploração da patente e para dar continuidade à pesquisa, desenvolvimento e inovação destes nanocompósitos.
Neste projeto, a ressonância magnética nuclear de sólidos é essencial para a caracterização minuciosa das estruturas poliméricas formadas, nas diferentes condições de tratamento da borracha e dos nanocompósitos, o que por definição deve ser feito nos sólidos íntegros.

Fosfato de alumínio

Este projeto teve início há vários anos e, nos últimos cinco anos teve como principais atividades a caracterização de pigmentos de fosfatos de alumínio da Bunge bem como a discussão de estratégias de desenvolvimento dos pigmentos e de suas aplicações. A decisão de fabricação do produto foi tomada pela Bunge apenas em 2004, quando a empresa alocou recursos para a montagem de uma planta produtora, ainda de pequeno porte. O projeto tem sido uma das principais fontes de recursos deste laboratório.
Neste projeto a ressonância nuclear magnética de sólidos tem tido um papel central uma vez que é o método de escolha para a caracterização de derivados de fósforo e alumínio não-cristalinos e insolúveis.

Caracterização de fitas de transferência térmica

A impressão por transferência térmica é uma importante tecnologia de importância crescente e que tem numerosas frentes de desenvolvimento. Este projeto foi contratado pela única fabricante brasileira do ramo, que é uma empresa tradicional na área de materiais para serviços administrativos e bancários. O projeto está em fase de conclusão, tendo sido atingidas todas suas metas de desenvolvimento. Tratando-se de sólidos poliméricos, a ressonância nuclear de sólidos teve um papel importante no seu andamento. Foi executado pelos Drs. Renato Rosseto e João Pedro Zimmermann.