Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T12:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_TeresaCristinaBrazilde_D.pdf: 1956472 bytes, checksum: a63609577aec25ad3a1790a70b537aca (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Orientador: Sergio Robles Reis de Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-24T13:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GliciaVieirados_M.pdf: 10396091 bytes, checksum: d969eb15c942c7b10c1b1bb5f4ad5792 (MD5) Previous issue date: 1999 / Mestrado

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T20:42:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_Marcelo_D.pdf: 4834526 bytes, checksum: d2ac3eb3a19492a319e2dfef11eeae88 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo analisar a unidade de recuperação do processo "Kraft" avaliando novas alternativas de processamento do licor negro de eucalipto. Estas alternativas se referem a concentrar mais o licor na etapa de evaporação. No método de produção "Kraft" de pasta celulósica, os cavacos de madeira são aquecidos em um vaso de pressão, digestor, com licor de cozimento, consistindo de uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) e de sulfeto de sódio ('Na IND. 2¿S), Após o cozimento, os cavacos são transformados em fibras individuais, formando a pasta de celulose. Já o licor passa para a unidade de recuperação, com a finalidade de adequar a sua composição para a sua reutilização. A unidade de recuperação desse licor no processo "Kraft" é composta, basicamente, pelos evaporadores de múltiplo efeito, responsáveis pela concentração do licor até cerca de 75% de sólidos e pela caldeira de recuperação ou fornalha, na qual este licor concentrado é queimado liberando energia para a geração de vapor. Sabe-se por estudos anteriores que para o licor de pinho, há uma significativa melhora na operação da caldeira de recuperação quando aumenta-se o teor de sólidos no licor alimentado. Tal aumento resulta não só na elevação da temperatura de operação da caldeira, como também, numa maior eficiência térmica com maior geração de vapor. A elevação da temperatura na fornalha favorece, também, as reações de formação de fumos, provocando uma redução das emissões de 'SO IND. 2¿ Outra grande vantagem em operar com o licor mais concentrado na caldeira é a maior estabilidade das reações de combustão, tornando o equipamento mais seguro e permitindo um aumento na sua capacidade nominal de projeto. Este trabalho é constituído de três etapas, a saber: caracterização do licor negro de eucalipto; simulação do sistema de evaporação múltiplo efeito e da caldeira de recuperação e levantamento da sensibilidade do licor negro de eucalipto perante as novas técnicas de processamento do licor a altas concentrações. Baseado nos resultados das três etapas anteriores, analisa-se a unidade de recuperação, avaliando novas alternativas de processamento do licor negro de eucalipto. Os resultados experimentais de caracterização do licor negro de eucalipto comprovam que estes diferem do licor de pinho. Os licores de eucalipto possuem uma maior concentração e uma menor massa molecular de lignina, além de uma transição de fluido newtoniano para fluido pseudo-plástico em menores concentrações de sólidos. Já os resultados da simulação mostraram que, com o aumento de 72% para 100% de sólidos na concentração do licor alimentado na caldeira de recuperação, obtém-se um aumento de '160 GRAUS¿C em média nas temperaturas das regiões de combustão do licor, proporcionando assim um acréscimo de 10% na produção de vapor. Pode-se observar ainda que o licor negro de eucalipto é menos sensível que o licor de pinho quanto à técnica de redução de viscosidade através do tratamento térmico ou à técnica de redução de viscosidade através da adição de sais de tiocianato / Abstract: The scope of this work is to analyze the recovery unit of "Kraft" process in order to evaluate new altematives for eucalyptus black liquor's processing. These altematives are focused on the production of a more concentrated black liquor during evaporation step. On the "Kraft" process of cellulose pulp production, the wood chips are heated in a pressure vessel, digester, with cooking liquor that consists of an aqueous solution of sodium hidroxide (NaOH) and sodium sulfide ('Na IND. 2¿S), After the cooking, the chips are changed into individual fibers, forming the cellulose pulp. The resulting liquor goes to the recovery unit to adjust its composition for reutilization. The recov~ry unit of this liquor on the "Kraft" process is composed, basically, by multiple effect evaporators, responsable for liquor's concentration at about 75% of solids, and by the recovery boiler, where the concentrated liquor is bumed to give energy for vapor generation. Earlier studies show that for pine black liquor there is a significative improvement on the recovery boiler operation when the solids concentration on black liquor is increased. This increase results not only on the operational temperature elevation in the boiler, but also on an increase of the thermal efficiency and vapor production. The elevation of temperature in the boiler propitiates also the reactions of fume production, resulting on a reduction of 'SO IND. 2¿ emission. Another advantage on operarting with a more concentrated liquor on the boiler is the better stability of combustion reactions, increasing the equipment safety and allowing an increase on the project's nominal capacity. This work consists on three steps, like: eucaliptus black liquor's characterization, simulation of the multiple effect evaporation system and the recovery boiler, and evaluation of black liquor sensibility conceming new techniques for black liquor' s processing at high solids / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T05:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_RobertoLuisGomesda_M.pdf: 4555527 bytes, checksum: c05f06e6d6afae91414137377cbe242d (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O recobrimento de materiais granulares é urna operação bastante utilizada pela industria Farmacêutica com diversas finalidades, que vão desde fatores estéticos ao controle da taxa de dissolução de substâncias químicas e incluem: facilitar a administração através da obtenção de uma super:ficie lisa, identificar o medicamento pelo emprego de cores, proteger a droga de agentes atmosféricos como, luz, oxigênio, entre outros. Neste trabalho estudou-se a fluido dinâmica e o recobrimento da celulose microcristalina - MICROCEL, que é o principal excipiente usado na indústria farmacêutica, com uma suspensão aquosa a base de Eudragit'1! / Abstract: The coating of granular materials is an operation widely used by tbe Pharrnaceutical industry with diverse purposes: to improve the product appearance, to obtain a product with controlled release of active components, to facilitate the administration through the artainrnent of a smooth surface, to identii)r the drug by colors, to prateet the drug ITom atmospheric agents as, light, oxygen, among others. ln this work, the fluid dy11aID.ics and the coating of microcrystalline cellulose - MICROCEL, which is the main excipient used in the pharmaceutical industry, was analyzed. An aqueous polymeric suspension of Eudragit@ was used as the coating liquid in a fluidized bed. The suspension was eontinuously sprayed on the granules by a double-fluid nome loeated at the top ofthe bed. The objeetive of this work was to analyze the fluid-dynamics of a fluidized bed during the coating process, using particles of type B according to Geldart classification, aiming at the identillcation of the bed saturation (instability andíor fluidized regime collapse) and relating it to the operating conditions. The independent variables analyzed were the flow rate of eoating suspension (Ws), for the values: 6.4, 11.0 and 18.0 glmin and the atomization pressure (pat) in the following levels: 10, 15 and 20 psig. The inlet aÍ! temperature of the bed was kept constant at 70°C, as well as the sÍZe of the particles, in the range of 0.30 - 0.42 mIn. A 32 factorial desígn was employed to evaluate the influences of the operating condítions on the responses: the process efficíeney, the partíc1es growth, the agglomerate formation and the instantaneous saturation until the bed collapse. The process efficiency varied ITom 51 to 99,7 %, the particles growth was characteristíc of a fi1m coating, the agglomerates índex varied ITom 0.38 to 6.28 % and the bed instantaneous saturation ITom 5.370.10-3 to 16.828.10-3 (min-l). During the experiments, i1 was observed that the fluidized regime collapse is related to the bed saturation, since the bed porosity decreases with the saturation increase, with consequent packing of the particles and collapse ofthe bed regime / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Heitor Rapela Medeiros (heitor.rapela@ufpe.br) on 2015-03-05T12:02:40Z No. of bitstreams: 2 07.02.12_doutorado-formatado_elisio_(1).pdf: 2633335 bytes, checksum: 63e85f7a4b11cdc999d691b5117e5f84 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T12:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 07.02.12_doutorado-formatado_elisio_(1).pdf: 2633335 bytes, checksum: 63e85f7a4b11cdc999d691b5117e5f84 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / Comparar a efetividade do Gel do Biopolímero da cana-de-açúcar com o Interceed®, tendo como controle o soro fisiológico, na prevenção da formação de aderências peritoneais uterinas, em ratas. Métodos: Quarenta e cinco ratas da raça Wistar foram submetidas a laparotomia, com indução à formação de aderências por incisão uterina com eletrocautério e sutura. Os animais foram divididos em 3 grupos com 15 animais e tiveram a área do trauma cirúrgico recoberta por: grupo 1, controle – soro fisiológico; grupo 2, Interceed®; grupo 3, Gel do Biopolímero da cana-de-açúcar. Após 45 dias, as aderências foram classificadas e mensuradas. Resultados: Em relação ao grupo controle, tanto o tratamento com Gel (p=0,002 no teste exato de Fisher), como com Interceed® (p=0,0421 no teste exato de Fisher) resultaram em um menor número de animais apresentando aderências. Porém, sem diferença estatística entre os grupos tratados com gel e Interceed® (p=0,4621 no teste exato de Fisher). Utilizando o cálculo da OR (odds ratio), foi identificado que a chance de um animal que recebeu tratamento com Interceed® e Gel do Biopolímero da cana-de-açúcar desenvolverem aderências classificadas como 2 ou 3 foi 86,4% e 93,2% menor que em relação ao soro fisiológico, respectivamente. Avaliando as aderências sítio-específicas pelo escore multidimensional das aderências e pelo AutoCAD, verificou-se que os grupos do Gel do Biopolímero e do Interceed® apresentaram valores médios inferiores aos do grupo do soro fisiológico (p<0,05), contudo, sem diferença entre eles (p=0,487). Na avaliação histológica, a maioria dos animais do grupo 3 (80%) tiveram fibrose classificada como mínima; no grupo 2, a maioria (80%) teve fibrose classificada como moderada, e no grupo 1, não houve diferença entre as classificações mínima e moderada. No tocante à reação inflamatória e à proliferação vascular, não foi observada nenhuma relação estatisticamente significativa entre os grupos. Conclusão: Os dados sugerem que o Gel do Biopolimero da cana-de-açúcar é tão efetivo quanto o Interceed® na prevenção de aderências pós-operatórias sítio-especifícas, em ratas, com menor fibrose.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340639.pdf: 2430437 bytes, checksum: 8d5dcbe686fb6e0d7c452a3c506e3b97 (MD5) Previous issue date: 2016 / No presente estudo, fibras e fibrilas de celulose foram obtidas a partir de resíduo de sisal e incorporadas em matriz de quitosana, para tanto, o trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, as fibras de celulose foram isoladas de resíduos de fibras de sisal utilizando dois tratamentos, em meio ácido e em meio básico. Na segunda etapa, as fibras de celulose foram submetidas à hidrólise enzimática e ultrassonicação a fim de reduzir o tamanho para obtenção de fibrilas de celulose. Na terceira etapa, as fibras e fibrilas obtidas na primeira e segunda etapa, respectivamente, foram dispersas em solução de quitosana para formação de filmes por casting. As fibras foram caracterizadas com relação à cor, morfologia, tamanho, composição química, comportamento térmico e cristalinidade. Os tratamentos ácido e básico produziram fibras menores, de coloração branca e com maior grau de cristalinidade do que as fibras de sisal. O tratamento ácido foi mais efetivo na desfibrilação e redução de tamanho das fibras em comparação com o tratamento básico. As fibrilas obtidas na segunda etapa foram caracterizadas quimicamente e avaliadas com relação à estabilidade em suspensão, morfologia, tamanho, cristalinidade e comportamento térmico. As fibrilas apresentaram dimensões menores (em escala micro e nanométrica), com aumento no índice de cristalinidade e alteração no comportamento térmico quando comparadas às fibras de origem. Na terceira etapa, os filmes de quitosana, quitosana/fibras e quitosana/fibrilas foram caracterizados com relação ao aspecto visual, rugosidade superficial, morfologia, propriedades mecânicas e de barreira à água. Os filmes com fibras e fibrilas apresentaram-se mais opacos que os filmes de quitosana, além da presença das mesmas alterar o perfil de rugosidade superficial dos filmes. A presença de fibras e fibrilas na matriz de quitosana, nas condições estudadas, não mostraram efetivas mudanças nas propriedades mecânicas e de barreira à água.<br> / Abstract: In the present study cellulose fibers and fibrils were obtained from sisal residue and incorporated in chitosan films. The study was divided into three stages. In the first step, the cellulose fibers were isolated from sisal fiber waste using two treatments in acidic and basic medium. In the second step, the cellulose fibers were subjected to enzymatic hydrolysis and ultrasonication to reduce the size to obtain cellulose fibrils. In the third step, the fibers and fibrils were dispersed in chitosan solution for forming films by casting. In the first step the fiber properties were evaluated with respect to color, morphology, size, chemical composition, crystallinity and thermal behavior. The acidic and basic treatments produced smaller fibers, white coloration and with a higher degree of crystallinity than the sisal fibers. The acidic treatment was more effective for defibrillation and fiber size reduction compared to the basic treatment. The fibrils obtained in the second stage were characterized chemically and evaluated the suspension stability, morphology, size, crystallinity and thermal behavior. The fibrils presented smaller dimensions (in micro and nano-scale), increased crystallinity index and change in thermal performance when compared to fibers. In the third step, the chitosan films and chitosan/cellulose fibers or fibrils were characterized with respect to visual appearance, surface roughness, morphology, mechanical properties and water barrier. The films with fibers and fibrils showed to be more opaque than the chitosan films and the presence of the fibers and fibrils changed the surface roughness profile of the film. The presence of cellulose fibers or fibrils in the chitosan matrix, under the conditions studied, showed no effective change in the mechanical properties and barrier to water.

Submitted by Amauri Alves (amauri.alves@ufv.br) on 2015-11-10T14:18:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 991394 bytes, checksum: a9f98a6580b76561d8f69c0e73a9dee1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-10T14:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 991394 bytes, checksum: a9f98a6580b76561d8f69c0e73a9dee1 (MD5) Previous issue date: 2014-11-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os avanços científicos na área das biorrefinarias têm retomado o interesse pelos processos de polpação organossolve. O etanol é considerado o solvente mais promissor, e os Eucalyptus spp. as árvores de destaque no setor Brasileiro. Nesse estudo foi investigada a viabilidade técnica do uso de etanol para como agente de deslignificação, o emprego do ácido fosfínico como catalizador da polpação, a branqueabilidade da polpa obtida e a recuperação da fração madeira solubilizada no licor residual da polpação. O estudo de polpação foi realizado em digestor laboratorial onde diferentes condições do processo foram testadas. Após definir a melhor condição investigou-se o uso do ácido fosfínico em diferentes quantidades. Para a avaliação foi considerado o kappa, o rendimento e a viscosidade da polpa. A polpa produzida foi submetida a diferentes testes de lavagem da polpa para a remoção da lignina residual. Em seguida a polpa foi à submetida sequência de branqueamento OD ht (EP)DP. O efluente do branqueamento foi caracterizado quanto à DQO, DBO e AOX. O licor residual da polpação foi caracterizado quanto à teor de sólidos, teor de etanol e pH e submetido a evaporação para a remoção do etanol e precipitação de sólidos. Um balanço de massa completo do processo foi realizado. O material sólido recuperado do licor foi quantificado como lignina, carboidratos e cinzas. Os resultados indicaram que o processo tem baixa seletividade, produzindo polpa de alto kappa e baixa viscosidade. A melhor condição encontrada está dentro de padrões de condições operacionais dos processos industriais convencionais. Embora tenha contribuído para a redução do kappa, o uso do ácido fosfínico intensificou a degradação dos carboidratos, reduzindo expressivamente a viscosidade e o rendimento. A polpa produzida apresentou baixo teor de hemicelulose. Com o branqueamento foi possível produzir polpa com mais de 90% de α-celulose, viscosidade de 550 cm3/g e alvura de 92% ISO. Com base no teor de etano do licor, a máxima taxa de recuperação de etanol possível seria de 96,6%. Foi possível recuperar 63% vdos sólidos dissolvidos no licor. Essa fração representa 31% da massa madeira usada na polpação com rendimento de 51%. Considerando a polpa e o subproduto sólido recuperado, o rendimento global do processo foi de 82%. O subproduto sólido recuperado do licor residual apresentou um teor de lignina de 60,2% e 29,2% de carboidratos. Os sólidos dissolvidos no filtrado da etapa de lavagem com água não foi recuperado, sendo considerado nesse estudo como perda. Foi concluído que o processo tem pouca aplicação na indústria papeleira, mas apresenta um potencial atraente para a produção de polpa solúvel. A alta taxa de recuperação de subproduto sólido do licor residual torna o processo bastante atraente para a indústria de biorrefinaria. / The recents scientific advances in the field of biorefinery are motivating the resurgence of studies with organosolv process. The ethanol is consider the most promising solvent and the Eucalyptus spp are the most important species for Brazilian pulping mills. This study investigated the technical feasibility of the use of ethanol as a pulping agent and the phosphinic acid as a pulping catalyst, the bleachability of the Eucalyptus ethanol pulp and the recovery of organics of the waste liquor. The trials were performed in a laboratorial digester and different pulping conditions were evaluated. After the definitions of the best conditions the use of phosphinic acid was investigated. The evaluation considered the kappa number, the yield and the viscosity. Different washing strategy were tested for residual lignin removal. The pulp was bleached using the sequência OD ht (EP)DP. The effluent from the bleaching was characterized regarding COD, BOD and AOX. The waste liquor from the pulping was characterized regarding solid content, ethanol content pH and recovered by evaporation and solids precipitation. A complete process mass balance was determined. The solids recovered from waste liquor was characterized regarding the content of lignin, carbohydrates and ash. The results indicated low delignification selectivity producing high kappa and low viscosity pulp. The best pulping condition was similar to conditions used in the kraft process. Although it helped to decrease the kappa number the phosphinic acid increase the carbohydrate degradation reducing expressively the viscosity and the yield. The pulp had low content of hemicellulose. After bleaching the pulp had 90% of α-celulose, viscosity 550 cm3/g and brightness 92% ISO. Based on the ethanol content in the liquor, the maximum recovery rate possible for the ethanol is 96,6%. 63% of the solids dissolved in the waste liquor was recovered. This fraction represents 31% of the wood used in a pulping with the yield of 51%. Considering the pulp and the solid by-product recovered, the overall yield was 82%. The solid by-product recovered from the waste liquor was 60.2% lignin and 29.2% carbohydrate. The solid dissolved in the filtrate from the washing viistep with water was not recovered and is considered as loss in this study. It was concluded that the process has low potential for paper industry, but is very attractive for dissolving pulp industry. The high rate of recovery of the solid by- product from waste liquor make this technology very attractive for the biorefinery industry.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-12T15:19:22Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6183039 bytes, checksum: 57800d666d1233975bf14b597e56cfab (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-12T15:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6183039 bytes, checksum: 57800d666d1233975bf14b597e56cfab (MD5) Previous issue date: 2004-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Processos de tratamento biológico de efluentes líquidos podem gerar odores em função da presença de compostos oriundos da atividade anaeróbia. Estes odores são ainda mais acentuados nas indústrias de celulose Kraft devido à presença de compostos de enxofre reduzido (TRS) presentes nos efluentes. Esses compostos odoríferos podem vir a prejudicar a saúde e a qualidade de vida das comunidades próximas às ETEs. Uma forma de atenuar os efeitos das emissões geradas nas ETEs consiste na implantação de barreiras físicas de forma a desviar das regiões habitadas e afetadas, as correntes aéreas que transportam tais compostos. O objetivo desse trabalho foi o de investigar as condições de funcionamento na ETE de uma fábrica de celulose brasileira composta por lagoas aeradas facultativas seguida de lagoa de decantação, e sugerir a implantação de barreiras vegetais, de modo a atenuar os odores gerados nas lagoas, que eventualmente atingem algumas comunidades circunvizinhas. Assim, elaborou-se um diagnóstico da ETE procurando verificar as suas principais deficiências que acarretam na geração dos compostos odoríficos. Estudou-se o comportamento climático da região e investigou-se as características das espécies vegetais para a composição de elementos paisagísticos. Finalmente, desenvolveu-se uma alternativa para a implantação de barreiras na região. / Effluent biological treatment processes may produce odors due to the presence of compounds originated from anaerobic biological activity. These odors are accentuated in Kraft pulp mills because of the presence of Total Reduced Sulfur (TRS) compounds in the mill effluent. These odoriferous compounds may cause harm to the public health and to the quality of life of the people who live in the communities located nearby the effluent treatment plant. One way to reduce the effects of the emissions consists of the implantation of physical barriers (wind breaks) to deviate the plume from the inhabited and affected regions. The objectives of this work was to investigate the conditions of a Brazilian pulp mill treatment facility composed of five aerated lagoons in series, followed by a sedimentation lagoon, and suggest the implementation of vegetal barriers to minimize the effect of odors generated in the lagoons in the nearby communities. A diagnostic of the treatment facility was carried out in order to verify the generation of the odoriferous compounds. The climatic condition of the region was studied and the characteristics of the vegetal species used to compose the windbreaks were investigated. An design of windbreaks was developed for the specific mill site. / Não foi localizado o cpf do autor.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-01-30T15:29:34Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2186368 bytes, checksum: 89d84aaff0406ad4acf2404b5edae3c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T15:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2186368 bytes, checksum: 89d84aaff0406ad4acf2404b5edae3c6 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Celulose nanofibrila (CNF) refere-se aos aglomerados de fibrilas de celulose com diâmetro na ordem de nanômetros, obtidos a partir de fibras celulósicas, por processamento mecânico. As principais características da CNF são elevadas resistência mecânica e transparência, além do baixo peso específico e coeficiente de expansão térmica. Outro fator de relevância é ser um polímero biodegradável, portanto interessante do ponto de vista ambiental. Adicionalmente, a superfície da CNF apresenta elevada concentração de grupos hidroxilas, o que a torna adequada para a introdução de moléculas ou polímeros, a fim de melhorar o seu desempenho ou desenvolver novas funcionalidades. A CNF tem sido investigada com um substituto aos polímeros sintéticos nas mais diferentes áreas. Este estudo trata da modificação da CNF para utilização como aditivo na produção de papel e foi dividido em três etapas. Na primeira etapa foi realizada uma revisão de literatura sobre modificação superficial de CNF. Na segunda etapa a CNF foi cationizada com o objetivo de tornar a sua distribuição homogênea na estrutura do papel e promover ligações entre as fibras em maior quantidade e mais fortes. As propriedades físico- químicas e ultraestruturais da CNF antes (P-CNF) e após a cationização (C1- CNF e C2-CNF) foram mensuradas com a finalidade de comprovar a cationização e verificar o seu efeito na estrutura da CNF. As CNFs cationizadas apresentaram conteúdos de trimetilamônio de 0.68 (C1-CNF) e 1.21 mmol·g -1 (C2-CNF). As reações de cationização diminuíram a espessura e o comprimento das fibrilas, bem como degradaram a cadeia e a estrutura cristalina da celulose, sendo esses efeitos mais pronunciados para a reação que resultou na C2-CNF. Na terceira etapa, as C-CNFs foram utilizadas como aditivo na melhoria de qualidade da polpa kraft de eucalipto para a produção de papel. O efeito da adição das C-CNFs no tempo de drenagem da polpa e nas propriedades físico-mecânicas e ópticas do papel foi avaliado. Após a cationização, a CNF apresentou distribuição homogênea na estrutura do papel. Somente as polpas com elevadas cargas de C-CNFs (3% and 5%) apresentaram tempos de drenagem maiores que aquelas com adição de P- CNF. A adição de C2-CNF resultou em polpas com tempo de drenagem estatisticamente maior que a adição de C1-CNF. Quando comparado com os papéis com adição de P-CNF, aqueles com adição de C-CNFs possuem menores volume específico aparente (VEA) e maiores resistência à passagem de ar (RPA) e lisura. Somente a adição de elevadas cargas de C-CNFs resultou em papéis com índices de rasgo e arrebentamento estatisticamente maiores que aqueles com P-CNF. Uma possível explicação seriam os maiores flóculos presentes durante a formação do papel, o que levou ao maior entrelaçamento entre as fibras. Quando comparada com a P-CNF, a adição de diferentes cargas de C-CNFs não resultou aumento do índice de tração dos papéis. A redução da resistência mecânica para a polpa com baixas cargas de C-CNFs se deve, possivelmente, ao rompimento do papel ter ocorrido na C- CNF, que foi degradada durante a reação de cationização. Os papéis com C- CNFs apresentaram menores coeficientes de dispersão de luz (CDL) e maiores transparências do que aqueles com P-CNF. No geral, o grau de cationização da CNF teve efeito nas propriedades físicas e ópticas do papel, mas não teve efeito nas propriedades mecânicas. Para o uso da CNF cationizada na melhoria das propriedades do papel, a reação de cationização deve ser realizada em meio compatível com a produção de papel e não prejudicar a estrutura da CNF. Adicionalmente, o grau de cationização e a carga de CNF precisa ser otimizada para melhorar as propriedades do papel sem aumentar o tempo de drenagem da polpa. / Cellulose nanofibril (CNF) refers to cellulose fibril agglomerates with diameter in the nanometer scale, obtained from cellulosic fibers by mechanical processing. Its main characteristics are high mechanical strength and transparency, in addition to the low specific weight and coefficient of thermal expansion. Another relevant factor is to be a biodegradable polymer, therefore attractive from an environmental point of view. Additionally, the surface of the CNF presents high concentration of hydroxyl groups, suitable for introducing molecules or polymers, which can improve its performances or develop new features. The CNF has been studied as a substitute for synthetic polymers in many different areas. In this study, the CNF was modified for use as an additive to produce paper, and consists of three stages. In the first stage, a literature review of surface modification of CNF was conducted. In the second stage, the CNF was cationized in order to make its distribution more homogeneous on paper structure, allowing a large number and strong bounds between the fibers. The physicochemical and ultrastructural properties of CNF before (P-CNF) and after the cationization (C1-CNF and C2-CNF) were evaluated, in order to ensure the modification process and verify its effect on the CNF structure. The CNFs presented trimethylammonium chloride content of 0.68 (C1-CNF) and 1.21 mmol·g -1 (C2-CNF). The cationization reactions decreased the fibrils thickness and the length, and also degraded the cellulose chain and crystallinity structure, these effects being more pronounced for the reaction that resulted in the C2- CNF. In the third stage, the C-CNFs were used as additive to improve quality of eucalyptus kraft pulp on paper production. The effect of adding C-CNFs on pulp drainage time and on physical-mechanical and optical properties of paper sheets was evaluated. After the cationization, the CNF presented homogeneous distribution on paper structure. Only the pulps with high charges of C-CNFs (3% and 5%) presented drainage time higher than those with P-CNF. The addition of C2-CNF resulted in pulps with drainage time statistically higher than those with C1-CNF. In general, the papers with addition of C-CNFs presented lower bulk, and higher air resistance and smoothness than those with P-CNF. Only the addition of high charges of C-CNFs resulted in papers with tear index and burst index statistically higher than those with P-CNF. A possible explanation is that larger flocs present during the paper formation can cause a greater entanglement between the fibers. When compared with P-CNF, the addition of different charges of C-CNFs did not increase the tensile index of papers. The reduction of mechanical strength for paper with low charges of C-CNFs may have occurred by rupture of the paper in the C-CNF, which was degraded during the cationic reaction. The papers with addition of different charges of C- CNF presented lower light scattering coefficient and higher transparency than those with P-CNF. In general, the degree of cationization of CNF had effect on the physical and optical properties of paper, however it had no effect on mechanical properties. For the use of cationic CNF as additive to improve quality of Eucalyptus kraft pulp on paper production, it is necessary that the cationic reaction be performed in medium compatible with paper production and does not damage the CNF structure. Additionally, the degree of cationization and the charge of CNF have to be optimized to improve the paper properties without increasing the pulp drainage time.

Orientadores: Maria Isabel Felisberti, Marco-Aurelio De Paoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gutierrez_MiguelChavez_D.pdf: 7288460 bytes, checksum: bbbd520c11973e6ce92e1852b824c208 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos biocompósitos baseados em acetato de celulose e fibras curtas de Curauá. Os compósitos foram preparados por extrusão em escala laboratorial e piloto, sendo estudada a influência do processamento, teor de fibras, teor e tipo de plastificante e tratamento das fibras, sobre as propriedades mecânicas e térmicas. As fibras foram tratadas com solução alcalina ou submetidas à extração com acetona. O tratamento das fibras com solução alcalina resultou em mudanças na rugosidade e do diâmetro das fibras, além da remoção parcial de hemicelulose e lignina. Já as fibras extraídas com acetona apresentaram principalmente uma diminuição do diâmetro. Biocompósitos reforçados com fibras tratadas apresentaram maior modulo elástico e maior condutividade térmica com relação aos compósitos reforçados com fibras não tratadas, sendo este efeito atribuído a uma melhor adesão interfacial. Dentre os plastificantes utilizados, o ftalato de dioctila (DOP) ou citrato de trietila (TEC), o DOP mostrou-se mais eficiente, causando uma diminuição mais acentuada da temperatura de transição vítrea (Tg) e do módulo elástico, resultando em materiais com maior resistência ao impacto em relação as formulações plastificadas com TEC. Os biocompósitos preparados em escala piloto apresentaram maior ganho do módulo elástico com relação à matriz plastificada e maior resistência ao impacto, que aqueles que foram preparados em escala laboratorial, associado principalmente a fibrilação e a diminuição da razão de aspecto das fibrilas. Devido a este fato, o modelo modificado da regra das misturas (ROM) mostrou-se mais adequado para prever o comportamento do módulo elástico dos biocompósitos preparados em escala piloto. A análise termogravimétrica mostrou que a presença das fibras não modifica o comportamento termo-oxidativo do acetato de celulose plastificado. Por último, biocompósitos de acetato de celulose plastificados com DOP apresentaram maior coeficiente de expansão térmica com relação às formulações com TEC, a temperaturas abaixo e acima da Tg. Acima da Tg, biocompósitos reforçados com fibras tratadas apresentaram maiores coeficientes de expansão térmica, devido a capacidade das fibras tratadas em sorver água / Abstract: In this work, biocomposites based on cellulose acetate and short Curaua fibers were prepared by extrusion in pilot and laboratory scale. The influence of processing method, content of fiber, content and type of plasticizer and treatment of the fibers were studied. The fibers were treated with alkali or extracted with acetone. Mercerization may result in partial hemicellulose and lignin extraction and decrease of the roughness and diameter of the fibers. Fiber s extracted with acetone had lower diameter. Biocomposites with treated fibers show higher Young modulus and lower thermal conductivity than composites with pristine fibers, due to better interfacial adhesion. Cellulose acetate was plasticized with dioctyl phthalate (DOP) or triethyl citrate (TEC). DOP is a better plasticizer for cellulose acetate, exhibiting lower glass transition (Tg), lower Young modulus and higher impact strength than formulations with TEC. Biocomposites prepared in pilot scale showed higher Young modulus with respect to the matrix and lower impact strength than composites prepared in laboratory scale, due to fibrilation and decrease in the aspect ratio. From this, the model of the modified rule of mixtures (ROM) was more efficient to predict the results of the Young modulus for composites prepared in pilot scale. In the thermogravimetric analysis, the Curaua fibers do not change the thermo-oxidative behavior of plasticized cellulose acetate. Cellulose acetate biocomposites with DOP showed higher thermal expansion coefficient than formulations with TEC, below and above Tg. Above Tg, biocomposites with treated fibers showed higher thermal expansion coefficients than biocomposites with pristine fibers, due to the ability of treated fibers to absorb water / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências