Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Pedro.pdf: 2190334 bytes, checksum: 091c9d7fac9a1c0a497c54fbd8c1584f (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Common beans are highly consumed in Brazil, mainly in complement with rice. It is a nutritious food source, riches in carbohydrates that represent 60% of the dry weight of the grains which starch is the largest fraction. Starch is a natural polymer of glucose and it is considered as an energy reserve of the higher vegetables. Found as semicrystalline granules, starch is a mixture of amylose and amylopectin molecules and this one has a greater content. In its native form, starch presents limited application, especially as a binding agent, due their low thermal resistance and high tendency to retrograde. Therefore, physical and/or chemical modifications can be applied in order to improve technological properties, making starch viable at industrial level. The present study aimed to extract bean starch, analyze their physical-chemical and technological properties, modify by oxidation, acetylation and dual-modification, as well as their application in breaded products. The X-ray diffractograms showed that bean starch has a type C, typical of legumes. Images of electron microscopy revealed that the granules has an oval and elliptical shape. The oxidation of the starch was evidenced by the increase of carbonyl and carboxyl contents. Acetylated samples presented a low degree of substitution, that allow food application. Substitution of hydroxyls was proved by acetyl groups that exhibits bands in the region of 1735-1740 cm-1. Modified starches showed changes in their technological properties. Oxidized sample presented increase of the peak and setback viscosity, due carboxylic groups. The acetylated starch presented cooking stability, due their low breakdown viscosity. Enthalpies of gelatinization of the modified samples reduced, in function of weakening of the granular structure. Relative crystallinity, hardness and adhesiveness of the gels, also reduced. Application of bean starch in breaded products exhibited interesting results. The system with oxidized starch resulted in the most crust covered area after frying, 72%. Breaded meat presented yield up to 100%, that means weight gain during the process. The pick-ups values of samples with starch were less than 30%, then the fried products can be classified as breaded. Batter containing oxidized starch resulted in the lowest absorption oil and the highest hardness, which may be associated with the amylose content. The use of modified bean, an unconventional botanical source of starch, proved to be possible due their technological properties and the results of breaded products. / O feijão apresenta alto consumo no Brasil, sendo muito consumido em complemento com o arroz. Trata-se de um alimento nutritivo, rico em carboidratos, que representa 60% da massa seca dos grãos, sendo o amido a maior fração. O amido é um polímero natural de glucose e é considerado como a reserva energética dos vegetais superiores. Este biopolímero apresenta-se como grânulos semicristalinos, sendo uma mistura de moléculas de amilose e amilopectina, essa em maior concentração. Na sua forma nativa, o amido possui aplicação limitada, especialmente como agente ligante, em função de baixa resistência térmica e elevada tendência à retrogradação. Por isso, modificações, biológicas, físicas e químicas, podem ser utilizadas de modo a melhorar as suas propriedades tecnológicas, tornando-o aplicável a nível industrial. O presente trabalho teve como objetivo a extração de amido de feijão, avaliação das propriedades físico-químicas e tecnológicas, modificação por oxidação, acetilação e oxidação seguida de acetilação, além de aplicação em empanados cárneos. Pela análise dos difratogramas de Raios X, o amido de feijão demonstrou padrão do tipo C, típico de leguminosas. As imagens de microscopia eletrônica revelaram que os grânulos apresentaram formato oval e elíptico. A oxidação do amido foi evidenciada pelo aumento nos teores de carbonila e carboxila. As amostras acetiladas apresentaram grau de substituição que permite aplicação em alimentos e a substituição de hidroxilas por grupos acetil foi comprovada por bandas na região de 1735-1740 cm-1. Os amidos modificados exibiram alterações nas suas propriedades tecnológicas. A amostra oxidada apresentou aumento da viscosidade de pico e setback, em função dos grupos carboxílicos. O amido acetilado demonstrou possuir uma estabilidade de cozimento de pasta, por apresentar baixo breakdown. As entalpias de gelatinização das amostras modificadas reduziram, em função do enfraquecimento da estrutura granular, assim como a cristalinidade relativa, dureza e adesividade dos géis. A aplicação dos amidos de feijão nos empanados cárneos apresentou resultados interessantes. O sistema com amido oxidado resultou na maior adesão, com 72% da crosta coberta após a fritura. Os empanados apresentaram rendimento superior a 100%, o que indica ganho de massa durante as etapas de empanamento. Os pick-ups das amostras com amido foram inferiores a 30%, o que faz com que os produtos possam ser classificados como breadered. O batter contendo amido oxidado, resultou na menor absorção e óleo e maior dureza, o que pode estar associado ao teor de amilose. O uso de amido de feijão modificado, uma fonte botânica não-convencional, mostrou-se possível, dada as suas propriedades tecnológicas e resultados da aplicação em empanados.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIVIANE TELEGINSKI.pdf: 4135573 bytes, checksum: d862e0fdfd063afd1dec2d86b22b4031 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, the aerospace alloy Al–1.5wt.%Fe was submitted to laser surface remelting (LSR). This process occurs thought the application of a localized laser radiation with high power density, causing fast heating and melting of the irradiated material, following with high rates of cooling causing the non-equilibrium solidification of the treated layer. In the present work a broad experimental survey was made in relation to microstructure, composition of the resulting phases, morphology characterization, microhardness and corrosion resistance of the treated layer and the results were compared with the untreated sample. Predictions through the numerical simulation were done relative to the thermal history, heating and cooling cycles, the depth of the treated layer and the thermal stress caused by sudden heating and cooling of the treated layer. The results indicate that the high cooling rates of the order of 104 K/s promoted the formation of metastable intermetallic phases and oxides. Due to the laser treatment there was an increase in microhardness, reduction in surface roughness and there was an increase in corrosion resistance about fourteen times on the studied electrolyte. These results indicate that laser surface remelting is an effective tool for upgrade the surface quality of parts that require high level performances. The RSL technique is a modern technology for surface processing and it is being applied in industry such as automotive, aerospace and energy. / Neste trabalho a liga aeroespacial Al–1,5%Fe foi submetida ao tratamento de refusão superficial a laser (RSL). O processo ocorre através da aplicação localizada da radiação laser com alta densidade de potência, acontecendo um rápido aquecimento e fusão do material irradiado, seguido de um resfriamento com taxas elevadas sendo que a solidificação da camada tratada ocorre em condições fora de equilíbrio. No presente trabalho realizou-se um amplo levantamento experimental quanto à microestrutura, composição das fases resultantes, característica da morfologia, microdureza e resistência à corrosão da camada tratada e os resultados foram comparados com a amostra não tratada. Através da simulação numérica foram previstos o histórico térmico, ciclos de aquecimento, resfriamento, profundidade da camada tratada e as tensões termicamente induzidas pelo brusco aquecimento e resfriamento provocado pelo processamento. Os resultados indicam que em consequência do resfriamento com taxas da ordem de 104 K/s houve a formação de fases intermetálicas metaestáveis e óxidos. Houve um aumento da dureza, redução da rugosidade superficial e aumento da resistência à corrosão em torno de quatorze vezes no eletrólito de ácido sulfúrico 0,1 mol/L. Estes resultados indicam que o tratamento de refusão superficial a laser é uma eficiente ferramenta para aprimorar a qualidade superficial de peças que exigem alto nível de desempenho. A técnica de RSL é uma tecnologia moderna de processamento superficial e vem sendo aplicada nas indústrias como automobilística, aeroespacial e de energia.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-11-06T17:35:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Geisa Liandra.pdf: 3414564 bytes, checksum: b9fc4d1a56d56c9c5c38f3f88871810e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T17:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Geisa Liandra.pdf: 3414564 bytes, checksum: b9fc4d1a56d56c9c5c38f3f88871810e (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze é uma conífera presente nas florestas brasileiras e as suas sementes apresentam alto teor de amido. Os pinhões utilizados nesta pesquisa foram provenientes de materiais genéticos e selecionados com base em testes preliminares por apresentarem temperatura de gelatinização inferior a 60ºC. Esta é considerada uma característica interessante e vantajosa, podendo economizar tempo e energia durante o processo de gelatinização do amido. O amido na sua forma natural apresenta limitações, portanto uma das alternativas é a hidrólise ácida que tem o intuito de alterar as suas propriedades físico-químicas. Este tratamento aliado a solução alcoólica apresenta a capacidade de recuperar grande parte do grânulo. O objetivo deste estudo foi identificar os efeitos da modificação ácida em meio aquoso e alcoólico de amidos de pinhão (A. angustifolia) com temperaturas de gelatinização abaixo de 60 ºC. As amostras foram avaliadas quanto ao pH e Colorimetria, por análise térmica (TG-DTA e DSC), pelo comportamento reológico (RVA), por análises estruturais (DRX e MEV) e por análises estatísticas (ANOVA e Tukey). A recuperação do grânulo de amido foi maior no meio aquoso e no meio alcoólico os valores ficaram próximos a 90% de recuperação. Os valores de pH comprovaram que o processo eliminou o ácido utilizado na modificação e a colorimetria identificou a coloração branca e levemente amarela para ambos os acessos, mostrando que os tratamentos não alteraram as características colorimétricas dos amidos de pinhão. Nas curvas TGDTA em ar sintético foram observadas três perdas de massa. As amostras nativas apresentaram diferença no DTA e as temperaturas finais demonstraram maior resistência térmica dos amidos. Nas curvas TG-DTA em nitrogênio foram encontradas duas perdas de massa. As amostras tratadas apresentaram semelhança no DTA e as temperaturas finais não foram alteradas devido à atmosfera inerte. Na análise de DSC, a Tc e a ∆Hgel não apresentaram diferenças significativas, apenas no To e Tp. Os tratamentos mais intensos mostraram leve resistência térmica e menor ∆Hgel. No RVA foi observado redução nos parâmetros de viscosidade conforme a intensidade do tratamento. O DRX identificou o padrão do tipo C para os amidos e a cristalinidade relativa aumentou conforme a intensidade da hidrólise ácida. Pelo MEV foram observadas alterações superficiais nos grânulos. Diante dos resultados encontrados, os amidos de pinhão demonstraram ser promissores para aplicações industriais visando specialties, ou seja, para produtos com escala reduzida. O intuito é estimular os pequenos produtores, proporcionar agregação de valor ao produto final e a manutenção da espécie A. angustifolia. / Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze is a conifer present in Brazilian forests and its seeds are high in starch. The pinhões used in this research were derived from genetic material and selected based on preliminary tests because they presented a gelatinization temperature below the 60 ºC. This is considered an interesting and advantageous feature, which can save time and energy during the starch gelatinization process. Starch in its natural form has limitations, so one of the alternatives is acid hydrolysis, which has the purpose of altering its physicochemical properties. This treatment combined with alcoholic solution has the ability to recover majority of the granule. The aim of this study was to identify the effects of acidic modification on aqueous and alcoholic solutions of pinhão starches (A. angustifolia) with gelatinization temperatures below of 60 ºC. The samples were evaluated for pH and Colorimetry by thermal analysis (TG-DTA e DSC), by rheological behavior (RVA), by structural analysis (XRD and SEM) and by statistical analysis (ANOVA and Tukey). The recovery of the starch granule was higher in the aqueous medium and in the alcoholic solution; the values were close to 90% recovery. The pH values showed that the process eliminated the acid used in the modification and the Colorimetry identified the white and slightly yellow coloration for both accessions, showing that the treatments did not alter the colorimetric characteristics of the pinhão starches. In the TG-DTA curves in synthetic air, three mass losses were observed. The native samples presented a difference in the DTA and the final temperatures showed a higher thermal resistance of the starches. In the TG-DTA curves in nitrogen, two mass losses were found. The treated samples showed similarity in DTA and the final temperatures were not changed due to the inert atmosphere. In the DSC analysis, Tc and ΔHgel did not show significant differences, only in To and Tp. The most intense treatments showed light thermal resistance and lower ΔHgel. In the RVA, a reduction in the viscosity parameters was observed according to the intensity of the treatment. XRD identified the type C pattern for starches and relative crystallinity increased as the acid hydrolysis rate increased. Superficial changes in the granules were observed by SEM. Considering the results found, the pinhão starches demonstrated to be promising for industrial applications aiming specialties, that is, for products with reduced scale. The intention is to stimulate small producers, provide benefits to the final product and the maintenance of the species A. angustifolia.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-14Bitstream added on 2014-06-13T19:29:30Z : No. of bitstreams: 1 ferrini_lmk_me_sjrp.pdf: 1736164 bytes, checksum: 88558b2eb0c1b58e46819cb752e96274 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / XIII Modificações de amidos têm como objetivo melhorar suas características tecnológicas e estender sua utilização industrial e comercial. Amidos modificados por ácido podem ser usados na produção de confeitos, como substitutos de gordura e na indústria farmacêutica. O rendimento do amido ácido-modificado diminui quanto maior a concentração de ácido e tempo de reação. Maiores conversões de amido com menor produção de dextrinas de baixo peso molecular podem ser obtidas a partir do tratamento do amido com ácido na presença de álcool anidro. Neste trabalho, amidos de milho e mandioca foram modificados através da ação ácido-metanólica (0,36% HCl em metanol anidro) por 1,0, 3,0, 5,0 e 8,0 horas a 54 ºC. Os amidos modificados foram analisados quanto às suas características físico-químicas, estruturais e morfológicas. A porcentagem de recuperação dos amidos foi determinada e a solubilidade dos mesmos calculada nas temperaturas de 65,0, 75,0, 85,0 e 95,0 oC. A distribuição do tamanho dos grânulos foi determinada usando microscópio óptico acoplado a sistema de imagem. Análises de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X foram realizadas. O teor de amilose foi determinado a partir de método colorimétrico. A viscosidade intrínseca foi determinada usando-se viscosímetro Cannon Fenske no 50. A distribuição do peso molecular dos amidos foi determinada por Cromatografia de Exclusão por Tamanho de Alta Performance (HPSEC). As propriedades térmicas e de pasta foram analisadas através de Calorímetro Diferencial de Varredura (DSC) e Rápido Visco Analisador (RVA), respectivamente. O rendimento médio foi de 97 e 96% para os amidos de milho e mandioca, respectivamente, sendo que não houve diferença significativa entre os rendimentos obtidos para amidos tratados em diferentes tempos de reação... . / XV Starch modifications have the purpose of improving their technological characteristics and extend their industrial and commercial uses. Modified starches by acid can be used in confectionary production, synthesizing fat replacements and pharmaceutical industry. As the acid concentration and reaction time increase, the yield of acid-modified starch decreases. The maximum conversion of starch with minimal production of low molecular weight dextrins can be obtained by treatment of starch with acid in the presence of anhydrous alcohol. In this work, corn and cassava starch were modified by the methanolic acid action (0,36% HCl in anhydrous methanol) for 1, 3, 5 and 8 hours at 54ºC. The modified starch's physical-chemical properties, structure and morphological characteristics were analysed. The percentage of the starch recovery was determined and the solubility was calculated in the 65, 75, 85 and 95ºC temperatures. The size distribution of granules was determined using an optic microscope with an imaging system. Scanning electron microscope analysis and X-ray diffraction were also performed. The amylose content was determined by the colorimetric method. The intrinsic viscosity was determined using Cannon Fenske viscosimeter nº 50. The molecular weight distribution of starch was determined by High Performance Size Exclusion Cromatography (HPSEC). The thermal and pasting properties were analysed by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Rapid Visco-Analyser (RVA). The average yield was 97 and 96% for the corn and cassava starch, respectively, with no significant variation in yields for different reaction times. The solubility of the starches increased with the temperature and after 1 hour of hydrolysis, reached high values such as 86% (corn) and 94% (cassava) at 95oC... (Complete abstract, click electronic address below).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-12Bitstream added on 2014-06-13T20:40:35Z : No. of bitstreams: 1 mendes_rat_dr_ilha.pdf: 2326436 bytes, checksum: 60aa15eb5fb66a63b31662bee7904bfa (MD5) / Neste trabalho sao propostas metodologias de modificacao de zeros para solucionar o problema do rastreamento do sinal de referencia em sistemas discretos determinısticos, sistemas discretos incertos e sistemas discretos nao-lineares considerando-se uma entrada de perturbacao na planta. Em um primeiro momento e projetado um controlador discreto para minimizar a norma H∞ entre a entrada ex´ogena e o sinal de saıda com o objetivo de reduzir o efeito da perturbacao sobre a saıda do sistema determinıstico. Posteriormente, minimiza-se a norma H∞ entre o sinal de referencia e o erro de rastreamento atraves da modificacao otima de zeros do sistema discreto, constituindo desta maneira o rastreador de sinal de referencia. Essa nova estrutura de projeto do controlador e estendida para o projeto do controlador robusto H∞, supondo incertezas politopicas na planta e tambem para sistemas nao-lineares. No caso de sistemas com incertezas politopicas na planta, um controlador discreto e projetado para minimizar o custo garantido H∞ entre a entrada exogena e o sinal de saıda com o objetivo de reduzir o efeito da perturbacao sobre a saıda do sistema discreto incerto. Posteriormente e projetado um rastreador para sinais de referˆencia em sistemas com incertezas politopicas, utilizando-se modificacao de zeros. Por fim, estende-se a metodologia de rastreamento do sinal de referencia com rejeicao do disturbio para sistemas nao-lineares. A formulacao do projeto e descrita na forma de inequacoes matriciais lineares, pois estas permitem a descricao de problemas de otimizacao convexa / The tracking problems in uncertain, deterministic and nonlinear discrete time systems, with the presence of a disturbance signal in the plant, are solved in this work proposing a zero variation methodology. A discrete state feedback controller is designed in order to minimize the H∞-norm between the exogen input and the output signal, such that the effect of the disturbance is attenuated in deterministic systems. After, the tracking problem is solved using the variation of the zeros minimizing the H∞-norm from the reference input signal to the error tracking signal. This new structure is extended to design of H∞ robust controller, supposing politopic uncertainties and other one supposing nonlinearities in the plant. In uncertain systems case, a discrete controller is designed in order to minimize the H∞ guaranteed cost between the exogen input and the output signal such that the effect of the disturbance is attenuated in uncertain systems. Then, the tracking problem in uncertain systems is solved using the variation of the zeros minimizing the H∞ guaranteed cost from the reference input signal to the error tracking signal. Finally, the zero variation methodology is extended to nonlinear systems. The design is formulated in the Linear Matrix Inequalities (LMI) framework, such that the optimal solution of the stated control problem is obtained when feasible solution exists

A vedação à modificação da demanda é um mecanismo adotado, na absoluta maioria dos ordenamentos processuais rígidos, com o objetivo de impedir a introdução de questões novas ao longo do feito e, com isso, propiciar maior celeridade processual. De outro lado, todavia, permite que muitas questões nele não discutidas possam ser objeto de demandas posteriores, que tendem a envolver as mesmas partes em discussões conexas ao primeiro litígio, gerando desnecessária multiplicação de demandas afins e, em conseqüência, um crescimento do número de processos no Poder Judiciário que poderia ser evitado ou minimizado. Neste estudo, examina-se a jurisprudência construída pelo Superior Tribunal de Justiça (STJ), ao longo de seus 20 anos de existência, em particular quanto ao tema da modificação do elemento objetivo da demanda, com a intenção de identificar as linhas mestras da interpretação ditada pela Corte Superior quanto a essa específica matéria. Procurou-se examinar, igualmente, as obras doutrinárias relacionadas ao mesmo tema, buscando traçar a evolução da interpretação dos juristas e verificar se ela acompanha, e em que medida, o caminho ditado pela jurisprudência do STJ. / The prohibition against modification of the original complaint is a mechanism adopted, in the vast majority of strict legal procedural orders, in order to prevent the introduction of new issues over the course of a lawsuit and thus enhance the speed of proceedings. On the other hand, however, it creates a situation where many issues that are not raised during the course of such proceedings are covered in subsequent claims or complaints, even though they tend to involve the same parties in court battles connected to the original suit. This generates needless multiplication of related cases and, as a result, an increase in the number of cases before the Judiciary that could be avoided or minimized. This study examines the jurisprudence built up at the level of the Superior Court of Justice (STJ) over the course of its 20 years existence, especially regarding the topic of modifying the objective element of the complaint, in order to identify the main lines of interpretation laid down by that higher court as regards this specific issue. Likewise, this study has also sought to examine the doctrinal works related to this same subject, with a view to tracing the evolution of the interpretation of jurists and verifying if it is in keeping, and to what extent, with the path dictated by STJs jurisprudence.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to investigate chemical, physical, mechanical and surface properties of Eucalyptus grandis and Eucalyptus cloeziana wood subjected to different treatments of freezing and heat. To achieve this, six trees for each specie were used to prepare sample for each mechanical test. The samples were subjected to six thermal treatments. Freezing treatment was performed in a horizontal freezer at -22 ± 2°C for 72 hours, while heat treatment was performed using an oven with force air circulation at 180 and 200 ± 1°C for 3.5 hours. Sampling to perform chemical, physical and surface tests were obtained from samples used in mechanical characterization of wood. Chemical changes were evaluated quantitatively through wet process and qualitatively through infrared spectroscopy (ATR-IR). Physical properties evaluated were: weight loss, specific gravity, equilibrium moisture content, dimensional stability and hygroscopicity of wood. Mechanical evaluation was performed through static bending, impact strength, compression parallel to fibers and Janka hardness. Color and wettability of wood were evaluated using colorimetry and contact angle techniques, respectively. The main findings showed that freezing slightly affected the chemical properties of wood, in which the main changes were found in heat treatments, mainly at 200°C. Freezing improve in weight and equilibrium moisture content of wood, while heat treatment caused weight loss and decrease of equilibrium moisture content of wood. Both heat treatments improved dimensional stability of wood, however when freezing and heat was performed in a combination, they did not showed the best results. Regarding the hygroscopicity of wood, results obtained in heat treatment at 200°C should be highlighted. On the other hand, freezing treatment increased absorption of water. In general, freezing reduced mechanical properties of wood. Heat treatments increased stiffness at static bending and strength at compression parallel to fibers of wood however was responsible for reduction in other mechanical properties. Color of wood was affected mainly for heat treatments, in which a darkening of surface was observed and quantified by decrease of parameter L*. Wettability of wood slightly decreased after heat treatments. Influence of freezing on wettability of wood was related to the natural characteristic of wood from species studied because they did not showed a defined tendency. Therefore, it is believed that treatments performed in this study changed significantly the technological properties of wood. / O presente estudo teve como objetivos investigar as propriedades químicas, físicas, mecânicas e superficiais da madeira de Eucalyptus grandis e Eucalyptus cloeziana submetida a diferentes tratamentos de congelamento e termorretificação. Para tanto, foram confeccionados, a partir de seis árvores de cada espécie, corpos de prova para cada ensaio mecânico. Os corpos de prova foram submetidos a seis tratamentos térmicos. O congelamento foi realizado em um freezer horizontal sob condições de temperatura e tempo de -22 ± 2°C durante 72 horas, enquanto que a termorretificação foi realizada em uma estufa laboratorial com circulação de ar forçada, à 180 e 200 ± 1°C durante 3,5 horas. A amostragem para realização dos ensaios químicos, físicos e superficiais foram provenientes dos corpos de prova utilizados na caracterização mecânica da madeira. As modificações químicas foram avaliadas quantitativamente em ensaios via úmida e qualitativamente por espectroscopia no infravermelho (ATR-IR). As propriedades físicas avaliadas foram a perda de massa e massa específica, teor de umidade de equilíbrio, estabilidade dimensional e higroscopicidade da madeira. Para avaliação das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de flexão estática, flexão dinâmica, compressão paralela e dureza Janka. Também foram avaliadas a colorimetria e molhabilidade da madeira, por meio das técnicas de colorimetria e ângulo de contato. Os principais resultados encontrados mostraram que o congelamento pouco afetou as propriedades químicas da madeira, sendo as principais alterações oriundas do processo de termorretificação, principalmente a 200°C. O congelamento causou acréscimos na massa e no teor de umidade de equilíbrio da madeira, enquanto que a termorretificação ocasionou a perda de massa e redução do teor de umidade de equilíbrio. Os dois tratamentos térmicos causaram melhoria na estabilidade dimensional, entretanto, quando combinados, não apresentaram os melhores resultados. Para a higroscopicidade destacam-se os resultados obtidos na termorretificação a 200°C, por outro lado, o congelamento aumentou a absorção de água. De maneira geral, o congelamento causou redução nas propriedades mecânicas da madeira. A termorretificação causou aumento na rigidez a flexão estática e resistência a compressão paralela e redução nas demais propriedades mecânicas. A coloração da madeira foi afetada principalmente pela termorretificação, em que ocorreu um escurecimento superficial, quantificado pelo decréscimo do parâmetro de claridade L*. A molhabilidade da madeira diminuiu sensivelmente após a realização dos tratamentos de termorretificação. A influência do congelamento sobre a molhabilidade foi atribuída a características naturais da madeira das espécies estudadas, sem apresentar tendência definida. Dessa forma, verificou-se que os tratamentos realizados alteraram significativamente as propriedades tecnológicas da madeira.

Notre travail a pour objectif l'étude de l'influence de l'ajout de nanocristaux de cellulose dans des matrices biodégradables sur leurs propriétés. Des films composites et des pièces injectées ont été préparés et caractérisés. Dans ce but, ont été choisis comme matrices le poly(acide lactique), PLA, et le poly (butylène adipate-co-téréphtalate)), PBAT. Deux matières première d'où des nanocristaux de celulose ont été extraites ont été sélectionnées : le bois balse et la cellulose microcrystalline (CMC). En raison du caractère fortement polaire des nanocristaux de cellulose différentes voies de modifications chimiques de la surface de ces particules ont été testées afin d'assurer une bonne dispersion de ceux-ci lorsqu'ils sont ajoutés à des matrices polymères de polarité inférieure. En effet, les approches testées étaient: (a) le greffage de deux types d'isocyanates, dont l'un aliphatique et l'autre aromatique: l'octadécyl isocyanate (NCC_oct) et le phényl-butyle isocyanate (NCC_fb), respectivement; (b) le greffage de poly(butylène glutarate) à travers la technique de polymérisation in situ (NCC_PBG); (c) le greffage de l'acide polyacrylique à travers la technique appelée click chemistry (NCC_PA); et (d) la silanisation avec le - methacryloxy-propyle-trimethoxy-silane(NCC_MPS). Les NCCs initiaux et modifiés ont été ajoutés aux matrices de PBAT ou du PLA par procédés de mélanges à partir de solution (casting) ou à partir de l'état fondu (par extrusion ou en utilisent un homogénisateur de type Drais). En général, la modification chimique de la surface de NCC a augmenté la résistance thermique de celui-ci, a diminué son caractère hydrophile et a amélioré la dispersion des NCCs dans les matrices de PLA et PBAT. Cela a provoqué des augmentations encore plus grandes dans les propriétés de ces polymères, en fonction du type de modification et du procédé de fabrication utilisé. La caractérisation des nanocomposites a démontré que, en général, l'addition des NCCs a augmenté le module d'élasticité de la matrice et a conservé sa rigidité même à températures relativement élevées. Des niveaux plus élevés de NCC conduisent à de plus grandes augmentations de la rigidité. La perméabilité à la vapeur d'eau de PBAT a été réduite par l'introduction de NCC et n'a pas changé dans le cas du PLA. Les résullts de ces travaux ont indiqué de bonnes perspectives concernant l'utilisation des nanocristaux de cellulose comme élément de renfort de matrices polymères. De manière générale, le présent travail a démontré que les NCCs étaient capables d'améliorer les propriétés mécaniques, thermiques et de barrières du PBAT et du PLA, qui sont deux polymères biodégradables largement utilisés dans les applications de films ou de pièces plastiques. De plus, les résultats montrent qu'il est possible de modifier la polarité des NCC en les soumettant à des modifications chimiques de surface afin d'éviter leur agglomération par la formation de ponts de liaisons hydrogènes et de les rendre compatibles avec différentes matrices polymères. Ces modifications chimiques tendent aussi à élever la résistance thermique des NCCs. De cette manière, les procédés à l'échelle industrielle comme l'extrusion et l'injection peuvent être utilisés et fournissent de bons résultats. / This study aimed at evaluating the potential of application of cellulose nanocrystals as reinforcing elements of biodegradable polymeric matrices, in the films and injection molded pieces applications. Two polymeric matrices with different properties were used, namely: poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT, and poly(lactic acid), PLA. For the extraction of cellulose nanocrystals (NCC), two sources were selected: microcrystalline cellulose (CMC) and balsa wood . Due to the high polarity of cellulose nanocrystals, different approaches of surface chemical modifications of these particles were tested, in order to ensure their good dispersion when added to polymeric matrices of lower polarity. They were: a) chemical modification with two types of isocyanates, an aliphatic one (octadecyl isocyanate) and an aromatic one (phenylbutyl isocyanate); b) grafting of poly (butylene glutarate) using the in situ polymerization technique; c) silanization treatment; and d) grafting of poly(acrylic acid) through click chemistry technique. Modified and unmodified NCCs were processed with PBAT and PLA by casting or melt extrusion processing techniques. In general, the chemical modification of NCC surface increased their thermal resistance, decreased their polarity and improved their dispersion into PLA and PBAT matrices. Some of these treatments, as well as the processing conditions enabled an increase in the overall mechanical properties of the polymers. Thus, the characterization of the nanocomposites showed that NCC addition increased the elastic modulus of the matrix and retained its higher stiffness even under relatively high temperatures. Higher NCC contents led to larger increases in the stiffness of the ensuing composites. The water vapor permeability of PBAT was also reduced with the introduction of NCC. This work points out several potential good perspectives for the use of celulose nanocrystals as reinforcing elements of polymeric matrices. It showed also that it is possible to obtain significant improvements in the polymer properties using the same processing techniques as those used at industrial scale, such as melt extrusion and injection molding. / O presente estudo de doutorado teve como objetivo avaliar o potencial deaplicação de nanocristais de celulose como reforço em matrizes poliméricasbiodegradáveis, em aplicações de filmes ou em peças moldadas por injeção.Duas matrizes poliméricas de diferentes propriedades foram utilizadas paraestudo nessas aplicações, sendo elas: poli(butileno adipato-co-tereftalato),PBAT, e poli(ácido láctico), PLA. Foram também selecionadas duas fontes paraextração dos nanocristais de celulose (NCC): a celulose microcristalina (CMC)e a madeira balsa.Devido ao caráter altamente polar dos nanocristais de celulose diferentesrotas de modificações químicas superficiais dessas partículas foram testadas,visando garantir a boa dispersão dos mesmos quando adicionados às matrizespoliméricas de menor polaridade. Foram elas: a) modificação química com doistipos de isocianatos, sendo um de cadeia alifática (octadecil isocianato) e outrode cadeia aromática (fenilbutil isocianato); b) enxertia do poli(butileno glutarato)através da técnica de polimerização in situ; c) tratamento de silanização com -metacriloxi-propil-trimetoxi-silano; d) enxertia de poli(ácido acrílico) através datécnica de click chemistry.NCC modificados e não modificados foram processados com PBAT ouPLA através de mistura com o polímero em solução (casting) ou no estadofundido (extrusão ou homogeneizador de alta rotação do tipo Drais).De modo geral, modificações químicas superficiais dos NCC aumentarama estabilidade térmica dos mesmos, diminuíram sua polaridade e melhoraram adispersão dos NCC nas matrizes de PBAT ou PLA. Isso fez com queincrementos ainda maiores nas propriedades desses polímeros pudessem serxxivalcançados, dependendo do tipo de modificação e do processo de misturautilizados.A caracterização dos nanocompósitos obtidos mostrou que a adição deNCC elevou o módulo elástico das matrizes e conservou sua maior rigidezmesmo em temperaturas relativamente elevadas, sendo que maiores teores deNCC levaram a maiores aumentos na rigidez. A permeabilidade a vapor deágua do PBAT também foi reduzida com a introdução dos NCC e não foialterada no caso do PLA.Os resultados desse trabalho apontaram boas perspectivas no uso dosnanocristais de celulose como reforços de matrizes poliméricas. Tambémmostraram que é possível obter melhorias nas propriedades de polímerosmesmo através da utilização de processos de maior reprodutibilidade emescala industrial, como extrusão e injeção.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6015.pdf: 4561575 bytes, checksum: 252a378ed3b63f6b097f991565a256f1 (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / This study aimed at evaluating the potential of application of cellulose nanocrystals as reinforcing elements of biodegradable polymeric matrices, in the films and injection molded pieces applications. Two polymeric matrices with different properties were used, namely: poly(butylene adipate-co-terephthalate), PBAT, and poly(lactic acid), PLA. For the extraction of cellulose nanocrystals (NCC), two sources were selected: microcrystalline cellulose (CMC) and balsa wood . Due to the high polarity of cellulose nanocrystals, different approaches of surface chemical modifications of these particles were tested, in order to ensure their good dispersion when added to polymeric matrices of lower polarity. They were: a) chemical modification with two types of isocyanates, an aliphatic one (octadecyl isocyanate) and an aromatic one (phenylbutyl isocyanate); b) grafting of poly (butylene glutarate) using the in situ polymerization technique; c) silanization treatment; and d) grafting of poly(acrylic acid) through click chemistry technique. Modified and unmodified NCCs were processed with PBAT and PLA by casting or melt extrusion processing techniques. In general, the chemical modification of NCC surface increased their thermal resistance, decreased their polarity and improved their dispersion into PLA and PBAT matrices. Some of these treatments, as well as the processing conditions enabled an increase in the overall mechanical properties of the polymers. Thus, the characterization of the nanocomposites showed that NCC addition increased the elastic modulus of the matrix and retained its higher stiffness even under relatively high temperatures. Higher NCC contents led to larger increases in the stiffness of the ensuing composites. The water vapor permeability of PBAT was also reduced with the introduction of NCC. This work points out several potential good perspectives for the use of celulose nanocrystals as reinforcing elements of polymeric matrices. It showed also that it is possible to obtain significant improvements in the polymer properties using the same processing techniques as those used at industrial scale, such as melt extrusion and injection molding. / O presente estudo de doutorado teve como objetivo avaliar o potencial de aplicação de nanocristais de celulose como reforço em matrizes poliméricas biodegradáveis, em aplicações de filmes ou em peças moldadas por injeção. Duas matrizes poliméricas de diferentes propriedades foram utilizadas para estudo nessas aplicações, sendo elas: poli(butileno adipato-co-tereftalato), PBAT, e poli(ácido láctico), PLA. Foram também selecionadas duas fontes para extração dos nanocristais de celulose (NCC): a celulose microcristalina (CMC) e a madeira balsa. Devido ao caráter altamente polar dos nanocristais de celulose diferentes rotas de modificações químicas superficiais dessas partículas foram testadas, visando garantir a boa dispersão dos mesmos quando adicionados às matrizes poliméricas de menor polaridade. Foram elas: a) modificação química com dois tipos de isocianatos, sendo um de cadeia alifática (octadecil isocianato) e outro de cadeia aromática (fenilbutil isocianato); b) enxertia do poli(butileno glutarato) através da técnica de polimerização in situ; c) tratamento de silanização com - metacriloxi-propil-trimetoxi-silano; d) enxertia de poli(ácido acrílico) através da técnica de click chemistry. NCC modificados e não modificados foram processados com PBAT ou PLA através de mistura com o polímero em solução (casting) ou no estado fundido (extrusão ou homogeneizador de alta rotação do tipo Drais). De modo geral, modificações químicas superficiais dos NCC aumentaram a estabilidade térmica dos mesmos, diminuíram sua polaridade e melhoraram a dispersão dos NCC nas matrizes de PBAT ou PLA. Isso fez com que incrementos ainda maiores nas propriedades desses polímeros pudessem ser alcançados, dependendo do tipo de modificação e do processo de mistura utilizados. A caracterização dos nanocompósitos obtidos mostrou que a adição de NCC elevou o módulo elástico das matrizes e conservou sua maior rigidez mesmo em temperaturas relativamente elevadas, sendo que maiores teores de NCC levaram a maiores aumentos na rigidez. A permeabilidade a vapor de água do PBAT também foi reduzida com a introdução dos NCC e não foi alterada no caso do PLA. Os resultados desse trabalho apontaram boas perspectivas no uso dos nanocristais de celulose como reforços de matrizes poliméricas. Também mostraram que é possível obter melhorias nas propriedades de polímeros mesmo através da utilização de processos de maior reprodutibilidade em escala industrial, como extrusão e injeção.

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