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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: A TWO-SCALE MODEL FOR COUPLED ELECTRO-CHEMO-MECHANICAL PHENOMENA IN EXPANSIVE POLYMERS SENSITIVE TO PH AND SALINITY Autor: RANENA VERONICA PONCE FLORES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA - ADVISOR
MARCIO ARAB MURAD - CO-ADVISOR
SIDARTA ARAÚJO DE LIMA - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 17625
Catalogação: 09/06/2011 Liberação: 09/06/2011 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17625@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17625@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17625
Resumo:
Título: A TWO-SCALE MODEL FOR COUPLED ELECTRO-CHEMO-MECHANICAL PHENOMENA IN EXPANSIVE POLYMERS SENSITIVE TO PH AND SALINITY Autor: RANENA VERONICA PONCE FLORES
MARCIO ARAB MURAD - CO-ADVISOR
SIDARTA ARAÚJO DE LIMA - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 17625
Catalogação: 09/06/2011 Liberação: 09/06/2011 Idioma(s): PORTUGUESE - BRAZIL
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17625@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=17625@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.17625
Resumo:
In the last few decades, the interest in ion exchange polymers that are able to respond
under several external stimuli has grown; these polymers are being used in
the most diverse fields of science such as sensors, transducers and actuators. This
type of material, when in contact with aqueous solutions, undergoes deformations
caused by changes in magnetic fields, temperature, pH, electrical fields and/or ionic
strength. Since the pH is a critical operating parameter in the control of different
chemical processes, pH sensitive polymers have become a promising alternative in
several areas of research and of particular interest in this work in the area of pH monitoring
applied to the oil industry. The great potential and functionality of this type
of polymers has increased the need to study and understand their behavior through
mathematical models. The purpose of this study was to develop a chemo-electromechanical
model to study the swelling of an ion exchange resin in equilibrium with
an electrolyte solution, as a function of changes in pH and saline concentration of the
solution. In order to determine parameters related to the chemical equilibrium associated
with the surface electric charge density of resin, potentiometric titrations as
well as measures of swelling for three NaCl concentrations were developed. Aiming
to investigate the microstructure and composition of the polymer, Scanning Electron
Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) tests
were performed. The mathematical modeling was developed in two scales (micromacro)
adopting the homogenization technique of periodic structures. For modeling
the swelling of the resin, the hypothesis of linear elastic material was assumed, incorporating
the electroosmotic phenomena in the local scale through the solution to
the Poisson-Boltzmann problem and the balance of linear momentum in the fluid.
The system of nonlinear equations placed in the macroscopic scale was discretized
through the Finite Element Method (Galerkin) and the coupled equations solved
with the method of Newton-Raphson. The theoretical results show the presence of
two swelling regimes in the resin: a regime controlled by the charge density on the
surface of the solid and a secondary regime where the swelling of the resin is purely
governed by the ionic strength of the electrolyte solution.