Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2415.pdf: 1876961 bytes, checksum: 666560c20cf9ef492c7843a79c425c19 (MD5) Previous issue date: 2009-05-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this thesis, the preparation and characterization of hydrogels of methylcellulose (MC) mechanically supported in polyacrylamide (PAAm) network for controlled release of pesticide were reported. The controlled release of pesticide paraquat was investigated using UV-Visible spectroscopic technique. The results showed that the presence of MC increased the flexibility of the matrixes. By varying of acrylamide (AAm), cross-linker and MC concentrations, it was possible to obtain hydrogels with mechanical and hydrophilic properties controlled and optimized for some specific application. The swelling degree values varied from 10 to 210 g/g. The mechanical properties values (maximum compressive stress and modulus of elasticity) varied from 0.55 to 22.33 kPa and from 1.06 to 27.50 kPa, respectively. The kinetic and structural properties were strongly influenced by the AAm, MC, pH and ionic strength of swelling medium. The kinetic release control of pesticide (until 30 days) could be adjusted by controlling the wateruptake of the hydrogels through the AAm/MC ratio. Hydrogels based on PAAm and MC polymers could be considered as promising materials for application in agriculture, in special, controlled release of agrochemicals. / Nesta tese foram desenvolvidos e caracterizados hidrogéis a partir do polissacarídeo biodegradável metilcelulose (MC) suportado mecanicamente em redes do polímero poliacrilamida para aplicação em sistemas de liberação controlada de pesticida. Os estudos de liberação controlada do pesticida paraquat foram realizados utilizando medidas spectroscópicas UVVisível em meio aquoso. Os resultados mostraram que a presença de MC deixou a matriz polimérica mais flexível. Pela variação das concentrações de acrilamida (AAm), agente de reticulação e MC, foi possível obter hidrogéis com propriedades mecânicas e hidrofílicas controladas e otimizadas. Os valores do grau de intumescimento variaram de 10 a 210 g/g. Os valores das propriedades mecânicas (tensão máxima de compressão e módulo de elasticidade) variaram de 0,55 a 22,33 kPa e 1,06 a 27,5 kPa, respectivamente. As propriedades cinéticas e estruturais apresentaram forte dependência com AAm, MC, pH e intensidade iônica da solução externa de intumescimento. O controle cinético de liberação de paraquat (até 30 dias) pode ser realizado pelo controle da absorção de água através da relação entre AAm / MC na solução formadora dos hidrogéis. Este trabalho demonstrou que os hidrogéis compostos por PAAm e MC podem ser considerados como promissores para serem aplicados em diferentes campos na agricultura, destacando a liberação controlada de insumos agrícolas.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-09. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:46:19Z : No. of bitstreams: 1 000844480_20160509.pdf: 163596 bytes, checksum: 7a65afe1701f9255719a36c6da228163 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-09T17:15:59Z: 000844480_20160509.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-09T17:16:42Z : No. of bitstreams: 1 000844480.pdf: 648539 bytes, checksum: 8491bdb0a5d77bf2bfcc558c5c1cbb26 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido à sua composição química, os alimentos podem sofrer alteração da qualidade e do seu conteúdo nutricional como consequência de fatores tais como a contaminação microbiológica, a contaminação com outros alimentos ou compostos químicos, a ação de agentes ambientais como radiação (UV), ar (oxigênio), câmbios de temperatura, entre outros. Por essa razão, a indústria dos alimentos, a fim de proteger e garantir a qualidade, a segurança e o conteúdo nutricional dos produtos alimentícios, é a indústria que mais usa embalagens não biodegradáveis. No entanto, a preocupação mundial devido ao excessivo aumento da contaminação ambiental e acumulação de embalagens plásticas não biodegradáveis têm gerado a necessidade de desenvolver embalagens biodegradáveis que permitam garantir a qualidade do produto além de diminuir o impacto negativo ao ambiente. Dessa forma, nos últimos tempos, as indústrias de alimentos e de embalagens, assim como as instituições de pesquisa, têm focado os seus estudos no desenvolvimento de embalagens biodegradáveis produzidas a partir de resíduos agrícolas e subprodutos da agroindústria que podem ser rapidamente degradados pela ação de microrganismos do solo. Essas embalagens, principalmente na forma de filmes e coberturas, são baseadas em biopolímeros como proteínas (zeína, colágeno, gelatina, entre outras), carboidratos (amido, quitosana, alginato, entre outras) e lipídeos (ceras e ácidos graxos). A zeína, principal proteína do milho, tem sido usada em algumas aplicações na indústria de alimentos e farmacêutica, porém, o seu uso como embalagem ainda é um grande obstáculo visto que as suas propriedades físicas, mecânicas e estruturais são inferiores quando comparadas com as embalagens plásticas tradicionais. Baseado nisso, vários estudos têm demonstrado que a combinação de duas ou mais biomoléculas, além de agentes plastificantes, permite melhorar as... / Due to their chemical composition, foodstuffs may undergo quality and nutritional content deterioration as a consequence of factors such as microbiological contamination, contact with other foodstuffs or chemical compounds, the action of environmental agents as radiation (UV), air (oxygen), temperature variations, among others. Based on that, the food industry, aiming to protect and assure the quality and nutritional content of foodstuffs, is the greatest user of non-biodegradable packaging. In spite of that, the world's environmental concern due to the increase of the contamination and the accumulation of non-biodegradable packaging has promoted the development of biodegradable materials that allows for reducing the negative environmental impact as well as assures the food quality and nutritional content of foodstuffs. Thereby, food and packaging industries as well as several research institutions have focused their studies on the development of biodegradable packaging from sources such as agricultural residues and agroindustry by-products that are quickly degraded by soil microorganisms due to their natural origin. These packaging, mainly films and coatings, are based on biopolymers such as proteins (zein, collagen, gelatin, among others), carbohydrates (starch, chitosan, alginate, among others) and lipids (waxes and fatty acids). Zein, the main corn protein, has been used for industrial food and pharmaceutical applications; nonetheless, its use as an industrial packaging is limited due to its inferior physical, mechanical and structural properties compared to traditional plastic packaging. Based on that, several studies have demonstrated that combining two or more biopolymers as well as including plasticizer agents into the matrix of the biodegradable materials allows for improving the functional properties of the zeinbased films. Thus, in the first part of this study, different concentrations of ethanol (zein solvent) and glycerol... / FAPESP: 2011/08107-3 / FAPESP: 2013/125468

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-27T15:39:36Z No. of bitstreams: 1 2017_PollyneBororemaAlmeidadeLima.pdf: 7073248 bytes, checksum: a7c969e9336269c217c7c165b0bda9b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-31T21:04:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PollyneBororemaAlmeidadeLima.pdf: 7073248 bytes, checksum: a7c969e9336269c217c7c165b0bda9b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T21:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PollyneBororemaAlmeidadeLima.pdf: 7073248 bytes, checksum: a7c969e9336269c217c7c165b0bda9b5 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes). / O descarte de resíduos plásticos no meio ambiente associado à dependência de insumo petroquímico para produção dos mesmos tem gerado grande preocupação, levando à busca constante pelo desenvolvimento de tecnologias verdes renováveis. Segundo a Plastics Europe, em 2016, 25,8 milhões de toneladas de resíduos de plástico pós-consumo acabaram nos fluxos oficiais de resíduos. Destes, 69,2% foi recuperado através de processos de reciclagem e recuperação de energia, enquanto 30,8% continuaram a ser depositados em aterros sanitários. Uma alternativa a utilização de plásticos derivados de petróleo é a produção de plásticos biodegradáveis, como o PLA -poli(ácido lático)-, pois além de ter tempo de degradação diminuído, é produzido a partir de fontes renováveis em bioprocessos estabelecidos, como exemplo, a fermentação microbiana. Dentre os diferentes microrganismos utilizados no estabelecimento destes bioprocessos, a utilização de leveduras é vantajosa, por produzirem metabólitos, proteínas recombinantes e permitir manipulação gênica para otimização. A levedura metilotrófica Pichia pastoris tem sido bastante utilizada em processos fermentativos por atingir altas densidades celulares e produzir poucos co-produtos. Além disso, esta é capaz de utilizar glicerol como única fonte de carbono, principal resíduo da indústria do biodiesel. Porém, não é capaz de produzir ácido lático, monômero utilizado na síntese de PLA. Assim o presente estudo teve como objetivo a construção de cepas geneticamente modificadas de P. pastoris capazes de produzir ácido lático utilizando glicerol como substrato. Para isto, o gene codificador da enzima lactato desidrogenase bovina (Bos taurus) foi inserido no genoma de P.pastoris, permitindo que a cepa X-33 produzisse ácido lático. Embora P. pastoris seja conhecida por seu metabolismo respiratório, as fermentações em batelada realizadas com baixa oxigenação aumentou a produção de ácido láctico em 20%, indicando que nesta situação o metabolismo fermentativo prevaleceu. Além disso, um novo transportador putativo de lactato de P. pastoris denominado PAS, foi identificado por similaridade de pesquisa com o transportador de lactato de Saccharomyces cerevisiae Jen1p. Ambos os transportadores heterólogos e homólogos, Jen1p e PAS, foram avaliados em uma cepa que já continha atividade LDH. As fermentações em batelada das cepas de P. pastoris com o transportador de lactato foram realizadas em condições aeróbicas seguida por uma fase de oxigênio limitado, nesta a produção de ácido lático foi maior. Os resultados mostraram que a cepa contendo o transportador PAS apresentou o maior rendimento, 0,7 g/g (ácido lático/ glicerol). / The disposal of plastic waste in the environment associated with the dependence of petrochemical input for its production has generated great environmental concern, leading to the constant search for the development of green technologies. According to Plastics Europe, in 2016, 25.8 million tonnes of post-consumer plastic waste ended up in official waste streams. Of these, 69.2% was recovered through recycling and energy recovery processes, while 30.8% continued to be deposited in landfills. An alternative to the use of petroleum-based plastics is the production of biodegradable plastics, such as PLA –poly (lactic acid)-, in addition to having decreased degradation time, it is produced from renewable sources in established bioprocesses, such as microbial fermentation. Among the different microorganisms used in the establishment of these bioprocesses, the use of yeasts is advantageous, because they produce metabolites, recombinant proteins and allow gene manipulation for optimization. The methylotrophic yeast Pichia pastoris has been widely used in fermentative processes because it reaches high cell densities and produces few co-products. In addition, it is able to use glycerol as a unique carbon source, the main residue of the biodiesel industry. However, it is not capable of producing lactic acid, the monomer used in PLA synthesis. Thus the present study had as objective the construction of genetically modified strains of P. pastoris capable of producing lactic acid using glycerol as substrate. For this, the gene encoding bovine (Bos taurus) lactate dehydrogenase enzyme was inserted into the genome of P.pastoris, allowing strain X-33 to produce lactic acid. Batch fermentation of the P. pastoris X-33 strain producing LDHb allowed for lactic acid production in this yeast. Although P. pastoris is known for its respiratory metabolism, batch fermentations were performed with different oxygenation levels, indicating that lower oxygen availability increased lactic acid production by 20 %, pushing the yeast towards a fermentative metabolism. Furthermore, a newly putative lactate transporter from P. pastoris named PAS has been identified by search similarity with the lactate transporter from Saccharomyces cerevisiae Jen1p. Both heterologous and homologous transporters, Jen1p and PAS, were evaluated in one strain already containing LDH activity. Fed-batch experiments of P. pastoris strains carrying the lactate transporter were performed with the batch phase at aerobic conditions followed by an aerobic oxygen-limited phase where production of lactic acid was favored. The results showed that the strain containing PAS presented the highest lactic acid titer, reaching a yield of approximately 0.7 g/g (lactic acid/ glycerol).

Submitted by Luiza Santos (lukgsantos@gmail.com) on 2018-09-17T21:17:37Z No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2018-09-17T23:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2018-09-17T23:33:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T23:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) Previous issue date: 2018-07-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Poly (lactic acid) (PLA) is a non-toxic, transparent and biodegradable aliphatic polyester, produced from renewable raw materials. This polymer meets several requirements for packaging applications, but is fragile and has lower gas and water vapor barrier properties, compared to polymers currently used in this application. The formation of PLA blends with poly (ethylene-co-vinyl alcohol) (EVOH), which has transparency and good gas barrier properties, is an advantageous alternative to modify this biodegradable polymer, in order to obtain better mechanical and barrier properties without loss of transparency. This research objective was to develop biodegradable PLA/EVOH nanoblends, for packaging application, through reactive extrusion followed by the production of films. EVOH was added in 3, 5 and 10 wt%. Two compatibilization systems, containing epoxy as the reactive group, and a catalyst of the reaction between epoxy and hydroxyl, were used for interfacial modification. The influence of the dispersed phase content, the use of different compatibilizers and the presence of the catalyst in the thermal, mechanical, rheological, optical and barrier properties, as well as the the morphology of the blends, were analyzed. It was possible to observe a reduction in the diameter of the dispersed EVOH particles in the PLA matrix through reactive extrusion and addition of compatibilizing systems. The reduction was even more significant with the use of the catalyst, reaching values very close to the nanometric scale, but resulted in the degradation of the PLA matrix. The blends compatibilized with GMA and peroxide presented the best mechanical performance, however still very close to the PLA matrix. The barrier properties of all blends were higher than those of PLA. The blends showed transparency when the film is positioned close to the object, thus presenting sufficient optical property for packaging application. / O poli (ácido láctico) (PLA) é um poliéster alifático, atóxico, transparente e biodegradável, produzido a partir de matérias-primas renováveis. Este polímero atende a vários requisitos para aplicação em embalagens, porém é frágil e apresenta propriedades menores de barreira a gases e ao vapor de água, em comparação a polímeros utilizados atualmente nesta aplicação. A formação de blendas de PLA com o poli (etileno-co-álcool vinílico) (EVOH), que possui transparência e boas propriedades de barreira a gases, apresenta-se como uma alternativa vantajosa para modificar esse polímero, a fim de se obter melhores propriedades mecânicas e de barreira, sem a perda da transparência. Esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de nanoblendas PLA/EVOH biodegradáveis para aplicação em embalagens por meio de extrusão reativa seguida da produção de filmes. O EVOH foi adicionado em 3, 5 e 10% em massa. Dois sistemas de compatibilização, contendo o grupo reativo epóxi, além de um catalisador da reação entre o epóxi e a hidroxila, foram utilizados para modificação interfacial. A influência do teor da fase dispersa, do uso dos diferentes compatibilizantes e da presença do catalisador nas propriedades térmicas, mecânicas, reológicas, ópticas e de barreira, assim como na morfologia das blendas, foi analisada. Foi possível observar redução no diâmetro das partículas dispersas de EVOH na matriz de PLA, através de extrusão reativa e adição dos sistemas compatibilizantes. A redução foi ainda mais significativa com o uso do catalisador ZnSt2, atingindo valores muito próximos à escala nanométrica, porém resultou na degradação da matriz PLA. As blendas compatibilizadas com GMA e peróxido apresentaram o melhor desempenho mecânico, entretanto ainda muito próximo ao da matriz PLA. As propriedades de barreira de todas as blendas foram superiores à do PLA. As blendas apresentaram transparência quando o filme é posicionado próximo ao objeto, apresentando assim propriedade óptica suficiente para aplicação em embalagens. / CNPq: 134655/2016-8

Orientador: José Francisco Lopes Filho / Banca: Marinônio Lopes Cornélio / Banca: José Antônio Gomes Vieira / Banca: Débora Maria Moreno Luzia / Banca: Joel Fernando Nicoleti / Resumo: A busca por materiais substitutos do petróleo para a produção de polímeros tem crescido muito na última década, devido a grande poluição causada por estes derivados. Dentre várias alternativas de novos materiais estudados a zeína, uma proteína componente do glúten do milho, apresenta ótimas características de polimerização com a possibilidade de formar filmes com funcionalidades compatíveis aos materiais derivados de petróleo. Entretanto, para determinadas utilizações, há necessidade de melhorias em algumas propriedades mecânicas e de resistência. O milho é um produto agrícola de grande consumo na alimentação humana e animal, devido a sua composição química, que confere aos seus derivados importantes funções nutricionais e tecnológicas. O Brasil é o terceiro maior produtor e a moagem úmida é o processo utilizado para obtenção de vários coprodutos do grão e tem como objetivo separar o grão em frações relativamente puras: germe (com alto teor de óleo), fibra (proveniente do pericarpo e endosperma dos grãos), amido (64%) e glúten (10%) de alto teor proteico (constituído pelas proteínas glutelina, globulina, albumina e zeína). A banana é uma das frutas mais importantes do mundo, tanto no que se refere à produção quanto à comercialização, constituindo o quarto produto alimentar mais produzido mundialmente, a seguir ao arroz, trigo e milho. O Brasil é o segundo colocado em área plantada com 7 milhões de toneladas ao ano, produzindo de 180 a 200 toneladas de resíduos vegetais, o que pode favorece a proliferação de fungos com difícil controle de tratamento, devido à alta umidade incidente nas plantações. A extração do pseudocaule das bananeiras pode ser uma alternativa de renda interessante para a mão de obra rural, além de poder ser uma alternativa viável para reforço de compósitos. Estudos têm sido realizados para buscar alternativas de uso dos subprodutos obtidos,... / Abstract: The search for materials which substitute oil for the production of polymers has increased a lot in the last decade, due to the high pollution caused by its derivatives. Among several alternatives of new materials studied, zein, a protein component of corn gluten, presents great polymerization characteristics with the ability to form films with compatible roles to materials derived from petroleum, however for certain uses there is need for improvement in some mechanical and resistance properties. Corn is an agricultural product of major consumption in both human and animal food attributable to its chemical composition, which gives its derivatives important nutritional and technological functions. Brazil is the third largest producer and the second largest sector of corn processing in the country is the wet milling which aims to separate the grain in relatively pure fractions: germ (with high content of oil), fiber (from the pericarp and endosperm of the grain), starch (64%) and gluten (10%) of high protein content (formed by the glutelin, globulin, albumin and zein proteins). The banana is one of the most important fruit in the world, both as regards production and marketing, being the fourth most food product produced worldwide, after rice, wheat and corn. Brazil is the second in area planted to 7 million tons a year, producing 180-200 tons of plant residues, which may favor the proliferation of fungi difficult to control with treatment, due to high humidity incident on the plantations. The extraction of the pseudostem of banana trees can be an interesting alternative income for the hand of rural work, and can be a viable alternative for reinforcing composites. There is an emerging need to seek alternatives by using its by-products, primarily the ones of lower aggregated value such as fiber, since they have low value, and are used mainly for animal food formulations. The development of new materials using these components will add ... / Doutor

O presente trabalho apresenta resultados do estudo que objetivou desenvolver blendas poliméricas compostas por dois polimeros biodegradáveis, o poli (butileno succinato - co - adipato) (PBSA) copolímero de poliésteres alifáticos e a policaprolactona (PCL). O estudo desenvolveu a tecnologia para a incorporação de nanowhiskers de celulose (NWC) enxertados com PCL (NWC - g - PCL), com objetivo de melhorar a adesão nanowhisker/matrix, e otimizar as propriedades mecânicas destes polímeros. As composições utilizadas foram 30PCL/70PBSA e 50PCL/50PBSA (em % de massa), com 1, 3 e 5% de NWC - g - PCL. As blendas e compósitos foram preparadas na forma de filmes por evaporação de solvente clorofórmio (casting) e via extrusão e moldagem por injeção, e caracterizadas quanto a suas propriedades térmicas, mecânicas e morfológicas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e análise termodinâmica mecânica (DMTA), ensaio mecânico de tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos através das análises de espectroscopia no infravermelho (IV) e difração de raios-X (DRX) sugerem a enxertia de cadeias de PCL nos NWC. Os polímeros puros, na forma de filmes, obtidos por evaporação de solvente, apresentaram estabilidade térmica semelhantes com início de decomposição em 290°C e decomposição máxima em torno de 420°C. Os filmes dos compósitos apresentaram uma diminuição da estabilidade térmica com o aumento dos teores de NWC - g - PCL nas formulações. As curvas DSC apresentaram dois picos de fusão e de cristalização o que indica a imiscibilidade dos polímeros, as análises térmicas dos filmes, mostraram também um aumento no grau de cristalinidade conforme os teores de nanowhiskers enxertados aumentaram, isso para composição 30/70. No caso dos compósitos com composição 50/50 (PCL/PBSA) houve uma diminuição do grau de cristalinidade dos polímeros. A imiscibilidade dos polímeros nos filmes foi confirmada também através das análises DMTA onde dois picos distintos de tanδ foram encontrados, para as composições 30/70, próximos das temperaturas de transição vítrea dos dois polímeros. As mesmas composições processadas via extrusão, e corpos de prova moldados por injeção, apresentaram uma queda na estabilidade térmica detectada pelas análises TGA. Houve um aumento no grau de cristalinidade da PCL conforme maior quantidade de nanowhisker nos compósitos. A maior rigidez do material foi confirmada a partir dos ensaios mecânicos de tração, onde o módulo elástico aumentou aproximadamente duas vezes com o aumento da porcentagem de nanocargas nos compósitos, assim como a diminuição da porcentagem de alongamento e a resistência à tração não sofreu grandes alterações. / In this dissertation results of the study aimed to develop polymer blends composed of two biodegradable polymers, poly (butylene succinate - co - adipate) (PBSA) and aliphatic polyester polycaprolactone (PCL). The study developed the technology for the incorporation of cellulose nanowhiskers (NWC) grafted PCL (NWC - g - PCL), aiming to improve adherence nanowhisker / matrix, and improve mechanical properties of these polymers. The compositions used were 30PCL/70PBSA and 50PCL/50PBSA (in mass%), with 1, 3 and 5% of NWC - g - PCL. The blends and composites were prepared as films by evaporation of solvent chloroform (casting) and via extrusion and injection molding, and characterized their thermal, mechanical and morphological means of differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) mechanical and thermodynamic analysis (DMTA), mechanical tests and scanning electron microscopy (SEM). The results obtained by analysis of infrared spectroscopy (IR) and X -ray diffraction (XRD) suggest the grafting of PCL chains in the NWC. The pure polymers in the form of films obtained by solvent evaporation, showed similar thermal stability with decomposition onset at 290°C and decomposition maximum at around 420°C. The films of the composites showed a decrease in thermal stability with increased levels NWC - g - PCL in the formulations. The DSC curves show two melting peaks and crystallization which indicates immiscibility of the polymers, the thermal analysis of the film showed also an increase in degree of crystallinity as the content of grafted nanowhiskers increased, this composition to 30/70. In the case of composites with composition 50/50 (PCL / PBSA) there was a decrease in the degree of crystallinity of polymers. The immiscibility of the polymers in the film was also confirmed by analysis DMTA where tanδ two distinct peaks were found for compositions 30/70, close to the glass transition temperatures of the two polymers. The same compositions processed via extrusion, and specimens injection molded, showed a decrease in thermal stability detected by TGA analysis. There was an increase in the degree of crystallinity of the PCL as the largest quantity of nanowhisker composites. The rigidity of the material was confirmed from the tensile test, where the elastic modulus increased approximately twice the percentage increase of nanofiller in the composites, as well as the decrease in percentage elongation and tensile strength has not changed much.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3487.pdf: 10138404 bytes, checksum: 13b93cd4409d1c88ac70e1d1996e4e50 (MD5) Previous issue date: 2010-12-15 / This study aimed to develop and characterize polymer blends using biodegradable and bioabsorbable polymers poly (hydroxybutyrate-co-valerate) PHBV with 12% valerate, and poly (ε-caprolactone) PCL, in order to make the PHBV less fragile for applications such as osteosynthesis devices. We studied the binary mixture of these polymers in the compositions PHBV / PCL (75/25 and 50/50). The polymer blends were prepared in order to simulate a large-scale industrial process, by extrusion followed by injection. The pure polymers and polymer blends were evaluated and characterized by: Melt Flow Index (MFI), Thermal Analysis (TG, DSC and DMTA), Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Thermal Test of the Heat Deflection Temperature (HDT), Mechanical Tests (impact, tensile and flexural), Size Exclusion Chromatography (SEC), analysis of in vitro degradation and Cytotoxicity Analysis, direct and indirect. The results obtained through different techniques indicated the immiscibility of PHBV / PCL blends. In terms of mechanical properties, the polymer blends analyzed indicated better characteristics than copolymer PHBV, presenting a less brittle behavior. In the in vitro study, in phosphate buffered saline solution with pH 7.3, the PHBV and PCL samples indicated a slow degradation behavior when compared to other bioabsorbable polymers. Along the degradation period, the polymers became more rigid, increasing the values of the Tensile Modulus of Elasticity. It was verified that, depending on the degradation period, there was a reduction in the values of molar masses of the samples studied. Through the cytotoxicity analysis, it was found that the pure polymers and the blends studied did not indicate indirect toxicity. However, the results indicated toxicity through the direct contact with the polymers studied, which may be related to the superficial characteristics thereof. / O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar blendas poliméricas utilizando os polímeros biodegradáveis e biorreabsorvíveis poli(hidroxibutirato-co-valerato) PHBV, com 12% de valerato, e poli(ε- caprolactona) - PCL, com a finalidade de tornar o PHBV menos frágil para aplicações tais como dispositivos de osteossíntese. Estudou-se a mistura binária desses polímeros nas composições PHBV/PCL (75/25 e 50/50). As blendas poliméricas foram preparadas de maneira a simular um processo industrial em grande escala, por extrusão seguida de injeção. Os polímeros puros e as blendas poliméricas foram avaliados e caracterizados por: Índice de fluidez (MFI), Análises Térmicas (TG, DSC e DMTA), Microscopia óptica, Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Ensaio térmico de temperatura de deflexão ao calor sob carga (HDT), Ensaios mecânicos (impacto, tração e flexão), Cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), Análise de degradação in vitro e Análise de Citotoxicidade, indireta e direta. Os resultados obtidos através de diversas técnicas indicaram a imiscibilidade das blendas PHBV/PCL. Em termos das propriedades mecânicas, as blendas poliméricas estudadas apresentaram características melhores que o copolímero PHBV, apresentando comportamento menos frágil. No estudo in vitro, em solução tampão de fosfato salino com pH 7.3, as amostras de PHBV e de PCL mostraram um comportamento de degradação lenta quando comparados a outros polímeros biorreabsorvíveis. Em função do tempo de degradação os polímeros tornaram-se mais rígidos, aumentando assim os valores dos módulos de elasticidade em tração. Comprovou-se que, em função do tempo de degradação, houve uma redução nos valores das massas molares das amostras estudadas. Através da análise de citotoxicidade constatou-se que os polímeros puros e as blendas estudados não apresentaram toxicidade indireta. Porém, os resultados mostraram toxicidade por contato direto com os polímeros estudados, o que pode estar relacionado às características superficiais dos mesmos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3857.pdf: 19736919 bytes, checksum: 9770985ac3920a2894b8c061f67649f2 (MD5) Previous issue date: 2010-12-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / A current search for new materials that are economically viable and ecologically correct has led to the implementation of many studies aimed at improving the properties and processability of biodegradable polymers. This study sought to make viable the production of nano-biocomposites by conventional processing methods. It was selected a copolymer produced in Brazil from bacterial fermentation and completely biodegradable, poly(hydroxybutyrate-cohydroxyvalerate) PHBV, having an organo-modified montmorilonite (OMMT) as nanofiller, and acetyl tributyl citrate (ATBC) as plasticizer. The processing parameters and the formulations were controlled, yielding materials with good mechanical and barrier properties, having high biodegradability and better processability. The nano-biocomposites were characterized by thermal gravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), size exclusion chromatography (SEC), wide angle X-ray scattering (WAXS), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), tensile, impact, permeability, and biodegradability tests. The results indicate that the addition of a plasticizer improved the processability and the mechanical properties of the nano-biocomposites. / A atual busca por novos materiais que sejam economicamente viáveis e ecologicamente corretos tem levado à realização de muitos estudos voltados à melhoria das propriedades e da processabilidade de polímeros biodegradáveis. Foram estudados nano-biocompósitos de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV)/montimorilonita modificada organicamente (OMMT) com a adição de plastificante (acetil tributil citrato - ATBC). Neste estudo foram controlados os parâmetros de processamento e as formulações, buscando obter materiais com boas propriedades mecânicas e de barreira, com alta biodegradabilidade e com maior facilidade de processamento. Este estudo mostrou que a nanocarga aumenta a estabilidade térmica, a barreira aos gases, a biodegradabilidade e as propriedades mecânicas do PHBV. A incorporação do plastificante leva a um aumento na faixa de processabilidade, porém não acarreta melhora na redução da fragilidade do PHBV. Tanto a nanocarga quanto o plastificante facilitam o processo de cristalização do PHBV. Ambos aditivos influenciam a estrutura cristalina da matriz, a nanocarga leva à redução na fração cristalina enquanto que o plastificante causa um alargamento na espessura dos esferulitos formados. A análise dos resultados de cromatografia por permeação em gel (GPC), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X de alto ângulo (WAXS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), propriedades mecânicas, de barreira aos gases e biodegradabilidade leva à conclusão de que a adição de plastificante aos nanobiocompósitos melhorou a processabilidade, não influenciou no estado de dispersão da carga nanométrica e aumentou a capacidade de deformação dos materiais submetidos à tensão. Com isso pode-se concluir que a adição de plastificante é uma boa alternativa para a processabilidade e alteração nas propriedades mecânicas dos nano-biocompósitos de PHAs.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6360.pdf: 18099441 bytes, checksum: cb7bea37920133ccfbed32d704f3ecec (MD5) Previous issue date: 2014-08-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work natural fibers from new pineapple varieties were studied aiming at their application as mechanical reinforcement for green polymer composites. Eighteen varieties of pineapple leave fibers (PALFs) were then characterized in terms of their morphology, structural arrangement (cellulose crystallinity index (Ic) and microfibril angle), chemical composition (extractives, lignin, holocellulose, cellulose and hemicellulose contents), mechanical properties (tensile strength, elastic modulus and fracture strain) and thermal stability. The studied PALFs had low microfibril angles and high Ic. Their elastic modulus, tensile strength and degradation temperature onset ranged between 15GPa-86GPa, 212MPa-1309MPa, 240°C 272ºC, respectively. All these parameters enabled to nominate the eighteen PALFs as suitable reinforcements for polymers. Close relationships between cellulose, holocellulose and Ic values, and thermal and mechanical properties of PALFs were found out, what provided guidelines for direct selection and/or to support a genetic improvement program of the Ananas genus. An example of such a methodology was presented in this work. The fiber from the pineapple variety called "Potyra" was selected to produce biodegradable composites with poly(lactic acid) (PLA) through injection molding. The Potyra fibers were before hand treated with alkaline solution in order to improve their interfacial compatibility with PLA. The treated Potyra fibers-reinforced composite exhibited an increased elastic modulus from 1,9 GPa to 3,5GPa, tensile strength from 58,8 to 69,6MPa, and notched impact strength from 2,57kJ/m2 to 4,26kJ/m2 in comparison to the pure PLA matrix. The HDT of the PLA was also incremented by 10% due to the fiber incorporation. These findings confirmed the promising potential of Potyra fibers as reinforcements in green composite technologies. / Este trabalho estudou fibras das folhas de diferentes variedades de abacaxis na utilização como reforço mecânico em compósitos poliméricos. Foram caracterizadas fibras de folhas (PALF) de 18 variedades de abacaxis. As fibras tiveram sua morfologia, arranjo estrutural (índice de cristalinidade da celulose (Ic) e ângulo microfibrilar), constituintes químicos (teores de extrativos, lignina, holocelulose, celulose e hemicelulose), propriedades mecânicas (resistência à tração, módulo elástico e alongamento na ruptura) e propriedades térmicas caracterizados. Os pequenos valores do ângulo microfibrilar e maiores valores de Ic indicam que PALF são promissores como reforço mecânico. Os valores do módulo elástico, resistência à tração e temperatura onset de degradação variam de 15 a 86GPa, 212 a 1309MPa, 240 a 272oC respectivamente, indicando que as dezoito variedades de fibras são aptas para aplicação como reforço mecânico em compósitos poliméricos. Foram observadas correlações diretamente proporcionais entre a celulose, holocelulose e Ic com as propriedades térmicas e mecânicas. Estas correlações fornecem indicadores para seleção direta e/ou programa de melhoramento genético do gênero Ananas, com intuito de se desenvolver plantas para utilização de suas fibras como reforço mecânico em compósitos poliméricos. Foi apresentada metodologia para seleção de fibras vegetais a serem utilizadas como reforço mecânico em compósitos. Foi selecionada a variedade denominada Potyra , para fornecer fibras, a fim de produzir compósitos biodegradáveis moldados por injeção, com uma matriz de poli(ácido lático) (PLA). O tratamento em solução com 1% (m/vol.) de NaOH demonstrou-se ser promissor em adequar as fibras para reforçamento de polímeros. Os resultados obtidos nesses compósitos apresentaram em comparação ao PLA puro, aumento no módulo elástico de 1,9 para 3,5GPa, incremento de 5ºC no HDT, a resistência ao impacto com entalhe aumentou de 2,57 para 4,26kJ/m2, e incremento na resistência a tração de 58,8 para 69,6MPa, confirmando o potencial destas fibras para uso como reforço mecânico em compósitos poliméricos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1827.pdf: 6721890 bytes, checksum: 5cf441b067a707fc550eb62d9e64b631 (MD5) Previous issue date: 2008-05-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Plastics materials produced from petrochemicals are widely used due to their versatility, mechanical properties and low cost, but they cause environmental impact as a consequence of the accumulation of great amount of these conventional synthetic polymers. The problems caused by the waste disposal of these petrochemicals plastics impel the development, production and application of biodegradable polymers, however these polymers have high costs and nonsuitable mechanical and physical properties. Therefore, a study of polymeric blends and systems made of poly(hydroxyburyrate-co-valerate) PHBV, poly(butylyneadiapate-therefhtalate) Ecoflex® and corn starch, waxy corn starch and manioc starch has been done. These polymeric blends and systems were evaluated using the Melt Flow Index (MFI), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Heat Deflection Temperature (HDT), Mechanical Tensile and Impact tests, Scanning Electron Microscopy (SEM) and biodegradation test. The results obtained indicate transesterification reactions verified by DSC and TGA, lack of adhesion between corn starch and PHBV as indicate by mechanical tests and SEM, disagreement between the values obtained in this study and the values indicated by the manufacturer concern to the Ecoflex® and good biodegradation results. This study therefore indicates that it is possible to obtain materials viable for short-term applications, with adequate physical and mechanical properties and biodegradation. / Os polímeros derivados do petróleo são amplamente utilizados devido à sua versatilidade, propriedades mecânicas e custo relativamente baixo, mas causam impacto ambiental como conseqüência da grande quantidade de resíduos lançados ao meio ambiente. Os problemas gerados pelo descarte de plásticos de origem petroquímica impulsionam o desenvolvimento, produção e aplicação de polímeros biodegradáveis. Entretanto, estes polímeros apresentam custo elevado e propriedades nem sempre satisfatórias. Portanto, neste trabalho fez-se um estudo das blendas e sistemas poliméricos formados por poli(hidroxibutirato-covalerato) PHBV, poli(butilenoadipato-tereftalato) Ecolfex® e amidos de milho, de milho ceroso e de mandioca. Estas blendas e sistemas poliméricos foram avaliados quanto ao Índice de Fluidez (MFI), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Temperatura de Distorção do Calor (HDT), Ensaios mecânicos de tração e impacto, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e ensaio de biodegradação. Os resultados obtidos através das diversas técnicas indicaram: existência de reações de transesterificação em todas as blendas e sistemas poliméricos através da análise de DSC e TG; baixa adesão matriz/carga nos sistemas contendo amido através dos ensaios mecânicos e MEV; valores discrepantes para o Ecoflex® quando comparado aos valores indicado pelo fabricante; bom resultado de biodegradação. Através deste estudo foi possível obter materiais para aplicação a curto prazo, a um custo viável, com propriedades físico-mecânicas e taxa de biodegradação adequadas.