Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Os revestimentos poliméricos podem atuar como uma barreira física entre os íons agressivos e o substrato metálico. Porém, uma exposição prolongada pode causar danos ao revestimento polimérico, conduzir a uma redução contínua do efeito barreira e por consequência a perda da proteção contra a corrosão. A utilização de nano materiais pode atuar aumentando o efeito barreira, proporcionando um aumento no caminho de difusão dos íons agressivos e água até o substrato metálico. Nanopartículas de celulose apresentam elevada cristalinidade e razão de aspecto, excelentes propriedades mecânicas e são proveniente de fonte renovável. Por outro lado, a polianilina (PAni) vem sendo utilizada em revestimentos devido a elevação do potencial de corrosão dos aços devido o seu comportamento redox que proporciona a formação de uma camada de óxidos estável no substrato metálico. A aderência do revestimento polimérico é fundamental para que este possa atuar como revestimento protetor contra a corrosão. Com isso, um pré-tratamento superficial a base de ácido hexafluorzircônico e a utilização de organosilanos na resina epóxi, podem ser utilizados melhorando as propriedades de proteção contra a corrosão e de aderência. O objetivo deste estudo consistiu na obtenção de nanowhiskers de celulose (CNW) por moagem ultrafina através da celulose microcristalina (MCC) para posterior utilização em revestimento polimérico a base de resina epóxi. A CNW foi utilizada funcionalizada ou não com PAni SE (polianilina na forma condutora – sal de esmeraldina) em comparação a MCC nas mesmas condições. Foi avaliada a incorporação de silano aminopropiltrietoxisilano (APS) na resina epóxi e a utilização de uma camada de conversão de zircônia (Zr) aplicada ao substrato metálico. Os revestimentos poliméricos foram avaliados quanto a propriedades mecânicas e à proteção contra a corrosão. As imagens da microscopia de transmissão (TEM) mostram que é possível a obtenção da CNW por meio do processo de moagem, apresentando melhor estabilidade térmica em comparação a MCC. Os revestimentos poliméricos utilizando o silano APS e a camada de conversão de Zr apresentaram as melhores propriedades físicas e mecânicas. A interação entre a carga de reforço, a resina epóxi e a superfície metálica é um fator determinante na eficiência do revestimento polimérico, pois de acordo com a análise de migração subcutânea, a superfície do aço carbono, após 1000 h de exposição, não apresentou corrosão superficial. Com relação à proteção contra a corrosão, quando incorporado a CNW funcionalizada com PAni SE ao revestimento epóxi com APS e a camada de Zr, este apresentou os melhores resultados como constatado nas análises de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). / Polymeric coatings can act as a physical barrier between the aggressive ions and the metal substrate. However, prolonged exposure can cause damage to the polymer coating and conduct to a continuous reduction in the barrier effect and result in the loss of protection against corrosion. The use of nanomaterials may act by increasing the barrier effect and providing an increased diffusion path of aggressive ions and water to the metal substrate. Cellulose nanoparticles have high crystallinity and aspect ratio, excellent mechanical properties and are derived from renewable sources. On the other hand polyaniline (PAni) has been used in coatings due to the increase of the corrosion potential of the steel due to redox behavior that results in the formation of a stable oxide layer on the metallic substrate. The adhesion of the polymeric coating is essential so that it can act as a protective coating against corrosion. With this, a superficial pre-treatment based on hexafluorzircônico acid and the use of organosilanes in the epoxy resin, can be used to improve the protection against corrosion properties and adhesion. The objective of this study was to obtain cellulose nanowhiskers (CNW) for ultrafine grinding through microcrystalline cellulose (MCC) for subsequent use in the polymer coating based on epoxy resin. The CNW was used functionalized or not with PAni SE (polyaniline in the conductive form - emeraldine salt) compared with MCC under the same conditions. The incorporation of silane aminopropyltriethoxysilane (APS) was evaluated in the epoxy resin and the use of a zirconia conversion layer (Zr) applied to the metal substrate. The polymeric coatings were evaluated for mechanical properties and corrosion protection. Transmission microscopy (TEM) show that obtaining the CNW through the ultrafine grinding process is possible, resulting in better thermal stability compared with MCC. Polymeric coatings using APS silane and Zr conversion coating had the best physical and mechanical properties. The interaction between the reinforcing filler, the epoxy resin and the metal surface is a determining factor in the efficiency of the polymeric coating, because according to the subcutaneous migration analysis, carbon steel surface after 1000 h of exposure, showed no corrosion superficial. With regard to protection against corrosion, when incorporated CNW functionalized with PAni SE to epoxy coating with APS and the Zr layer, showed the best results as found in salt spray tests and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

Orientadora: Prof. Dra. Márcia Aparecida da Silva Spinacé / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / Nos ultimos anos, varios metodos tem sido desenvolvidos para obtencao de nanocristais de celulose. Dentre eles, destaca-se o por ultrassom de alta intensidade, utilizado neste trabalho para fibra de bambu. Foram avaliadas diferentes condicoes de extracao de celulose por ultrassom, alterando tempo de reacao, densidade de massa e de potencia em relacao ao volume e tipo de pre tratamento. As amostras foram caracterizadas por microscopia optica, teor de umidade, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletronica de varredura, espalhamento de luz dinamico, microscopia de forca atomica, analise termogravimetrica e difracao de raio X. A fibra de partida apresentou razao de aspecto de 2,33, com comprimento medio de 35 ¿Êm e diametro medio de 15 ¿Êm. Os nanocristais obtidos apresentaram dimensao entre 3 nm a 1 ¿Êm, com geometria elipsoidal. Concluiu-se que maior densidade de potencia e maior quantidade de massa conferiram maior reprodutibilidade ao processo e maior grau de cristalinidade a amostra (75 %), sendo indicado para aplicacao em nanocompositos polimericos . / In the last years, a lot of methods have been developed to obtain cellulose nanocrystals. Among them, there is high intensity ultrasound, used in this work to bamboo fiber. Different conditions of extraction of cellulose by ultrasound were evaluated, changing reaction time, mass and power density in relation to volume and pretreatment type. The samples were characterized by optics microscopy, moisture content, infrared spectroscopy, scanning electronic microscopy, dynamic light scattering, atomic force microscopy, thermogravimetric analysis and X ray diffraction. The original fiber showed aspect ratio of 2,33, with medium length of 35 ìm and medium diameter of 15 ìm. The nanocrystals showed dimensions between 3 nm and 1 ìm, with ellipsoidal geometry. It was observed that higher power density and higher mass allow better reproducibility of the process and higher crystallinity to the sample (75 %), it is indicated to applications in polymeric nanocomposites.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-05-12T13:09:47Z No. of bitstreams: 1 DissTJB.pdf: 4566630 bytes, checksum: 5702ce61ab78e32583b82b3d119c75b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:28:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTJB.pdf: 4566630 bytes, checksum: 5702ce61ab78e32583b82b3d119c75b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-18T20:28:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTJB.pdf: 4566630 bytes, checksum: 5702ce61ab78e32583b82b3d119c75b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T18:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTJB.pdf: 4566630 bytes, checksum: 5702ce61ab78e32583b82b3d119c75b6 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Não recebi financiamento / The use of eucalyptus kraft as biomass for an integrated production of sugars and new added-value products such as nanocellulose, stands out a potential strategy for the implementation of a forest biorefinary, that can contribute to the diversification of the paper and cellulose sector. In this process configuration, amorphous cellulose is converted into sugars that can be used for second generation ethanol (2G) production, leaving a residual fraction of nanocellulose that can be applied in various sectors as a high-value product. In this context, the objective of this study was to evaluate the viability of integration of 2G ethanol production with nanocellulose, using eucalyptus kraft pulp as raw material. In the enzymatic hydrolysis step, the experimental central composite design (CCRD) was used as a tool evaluate the effects of solids loading (SL) from 5 to 22% (w/v), and enzymatic loading (EL), from 3 to 17 mg protein/g of cellulose, on the glucose released and cellulose conversion. Glucose concentrations from 45 to 130 g/L with conversions from 40 to 95% were obtained after 24 hours of enzymatic hydrolysis. The validation of the statistical model was performed at SL 20% and EL 10 mg/g cellulose, defined using desirability function as the optimum condition for obtaining high concentrations of sugars associated with residual material to favor the production of nanocelulose. The sugars released using the selected optimum condition (134 g/L) were used to produce 2G ethanol by fermentation using Saccharomyces cerevisiae, resulting in 62.14 g/L ethanol after 8 h (yield 95.5%). For all of the conditions evaluated, the residual solids presented cellulose nanofiber (NFC) characteristics, according to analysis by Scanning Electron Microscopy with Field Emission (SEM - FEG). Nanocellulose presented crystallinity index between 76% and 83% with initial degradation temperature around 320ºC. The use of a temperature reduction strategy from 50 to 35 ° C after 24 hours of enzymatic hydrolysis allowed to obtain cellulose nanocrystals (NCC) after 144h reaction. The crystallinity index of this material confirmed the presence of highly crystalline cellulose with initial degradation temperature around 330°C. The NCC showed length of 260 nm and diameter 15 nm, with aspect ratio L/D 15. Such characteristics are adequate for application as reinforcement in polymeric materials. Finally, enzymatic hydrolysis experiments were made in a stirred tank reactor (5L) using SL of 10 and 15% and EL of 5 and 10 mg/g cellulose, in order to obtain the parameters required to scale-up. The impeller used was the up-pumping and down-pumping Elephants Ears. The rotation of 470 rpm, defined by performing mixing time test, was used to evaluate the power consumption and apparent viscosity during of hydrolysis reaction. The residual solids of the hydrolysis at 5L scale presented nanocelulose with similar characteristics to the smaller scale (100 mL). In conclusion, the results obtained here showed that the integration of the processes for nanocellulose and 2G ethanol production is very promising and could contribute to implementation of the forest biorefineries and diversification of cellulose and pulp sector. / A utilização da polpa de celulose de eucalipto como biomassa para produção integrada de açúcares fermentescíves e novos produtos de alto valor agregado, como a nanocelulose, se destaca como uma potencial estratégia para a implementação de biorrefinarias florestais, podendo contribuir para a diversificação do setor de papel e celulose. Nessa configuração de processo, enquanto a celulose amorfa é convertida a açúcares fermentescíveis que podem ser utilizados para a produção de etanol de segunda geração (2G), a fração residual de nanocelulose pode ser aplicada em diferentes setores, como um produto de alto valor agregado. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a viabilidade de integrar a produção de etanol 2G com a produção de nanocelulose, utilizando como matéria-prima a polpa de celulose de eucalipto. Na etapa de hidrólise enzimática da celulose foi utilizado o planejamento experimental delineamento composto central rotacional (DCCR), para avaliar os efeitos do teor de sólidos (TS), de 5 a 22% (m/v), e carga enzimática (CE), de 3 a 17 mg de proteína/g de celulose, tendo como resposta concentração de glicose e conversão de celulose. Concentrações de 45 a 130 g/L glicose foram obtidas, com conversões de celulose variando de 40 a 95%, após 24 h de hidrólise. A validação do modelo estatístico foi realizada para a condição de TS 20% e CE 10 mg/g de celulose, definida com auxílio da função desirability como sendo a condição ótima para obtenção de altas concentrações de açúcares fermentescíveis, associadas a um material residual para favorecer também a obtenção de nanocelulose. Os açúcares liberados na condição validada (134 g/L) foram utilizados para a produção de etanol 2G pela levedura Sacharomyces cerevisiae, resultando em 62,14 g/L de etanol após 8 h (rendimento de 95,5 %). O sólido residual da hidrólise enzimática apresentou características de nanofibras de celulose (NFC), de acordo com a análise por Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (MEV – FEG). A nanocelulose resultante de todas as condições apresentou índice de cristalinidade entre 76 e 83% e temperaturas iniciais de degradação de aproximadamente 320ºC. A aplicação de uma estratégia de redução de temperatura de 50 para 35ºC após 24 h de hidrólise enzimática na condição de validação levaram a obtenção de nanocristais de celulose (NCC) após 144h de reação. O monitoramento do índice de cristalinidade deste material comprovou a presença de celulose altamente cristalina e com temperatura inicial de degradação em torno de 330°C. O NCC obtido apresentou comprimento de 260 nm, diâmetro de 15 nm e razão de aspecto L/D 15, características favoráveis para aplicação como reforço em materiais poliméricos. Por fim, foram realizados experimentos de hidrólise enzimática em biorreator de mistura (5L) para condições de TS 10 e 15% e CE 5 e 10 mg/g de celulose, visando à obtenção dos parâmetros para a análise do aumento de escala. Os impelidores usados foram do tipo orelhas de elefante com escoamento ascendente (EEUP) e descendente (EEDP). A rotação de 470 rpm, definida a partir da análise do tempo de mistura, foi utilizada para a determinação do consumo de potência e da viscosidade aparente no decorrer da hidrólise. O sólido residual da hidrólise na escala de 5L apresentou características de nanocelulose compatíveis com os resultados em menor escala (100 mL). Como conclusão, os resultados obtidos indicam que a integração dos processos de obtenção de etanol 2G e nanocelulose é bastante promissora e poderá contribuir para a implementação de biorrefinarias florestais e diversificação do setor de papel e celulose.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:37:05Z No. of bitstreams: 1 LIMA_Vitor_2016.pdf: 32934263 bytes, checksum: 69e1bbf4b33f79b2d38a4bf1801eb46c (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:37:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LIMA_Vitor_2016.pdf: 32934263 bytes, checksum: 69e1bbf4b33f79b2d38a4bf1801eb46c (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:37:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LIMA_Vitor_2016.pdf: 32934263 bytes, checksum: 69e1bbf4b33f79b2d38a4bf1801eb46c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T13:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LIMA_Vitor_2016.pdf: 32934263 bytes, checksum: 69e1bbf4b33f79b2d38a4bf1801eb46c (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The industrial waste usage for technological application has been gaining ground in different segments and applications. One of the prominent sectors is Material technology, where these residues can be used to obtain the raw material for obtaining polyols, which, later on, will be used in the process for obtaining polymeric materials or as fillers and reinforcement in thermoplastic polymeric materials. The cellulose, which is a natural polymer and the material generated in greater amounts in nature, is been used as a source of study and has several applications in materials, such as reinforcement, load or chemical surface modifications. The nanocellulose, which is obtained from different chemical, mechanical and biological processes, may be in the form of cellulose nanofibrils (NFCs), which are present in crystalline and amorphous regions along it, and cellulose nanocrystals (NCCs) where it reveals only the crystal region. The material in this work is malt bagasse, which is currently the waste generated in the beer industry by bulk and shows no alternative reuse and application in Material technology. It was determined the chemical composition of the fibers and applied chemical bleaching process to remove components such as lignin and hemicellulose in preparation of the fibers for obtaining nanocellulose through acid hydrolysis. Hydrolysis was performed using H2SO4 at two concentrations, 44% (w / w) and 64% (m / m), with the temperature at 40 ° C and 50 ° C for the samples subjected to the acid solution 44%, besides that, it was used 40 ° C, 50 ° C and 60 ° C for samples with 64% solution. For the samples 44/40 and 44/50 it were obtained NFCS and for the 64% the result obtained was NCCs. Natural and bleached fibers, along with nanocellulose, obtained through different concentrations of H2SO4 and temperature variations were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), X-Ray Diffraction (X-RD) and Thermogravimetric Analysis (TGA). / A utilização de resíduos industriais para aplicação tecnológica vem ganhando espaço em diferentes segmentos e aplicações. Um dos setores de destaque é o de Ciência e Tecnologia em Materiais, onde, esses resíduos podem ser utilizados para a obtenção de matéria prima para obtenção de polióis que, posteriormente, serão utilizados no processo de obtenção de materiais poliméricos. Outra alternativa é a utilização destes resíduos como agentes de carga e reforço nos compósitos poliméricos termoplásticos. A celulose, que é um polímero natural e o material gerado em maior quantidade na natureza, tem sido utilizada como fonte de estudo e diferentes aplicações na área de materiais, seja como reforço, carga ou para modificações químicas de superfície. A nanocelulose, que é obtida a partir de diferentes processos químicos, mecânicos e biológicos, pode se apresentar na forma de nanofibrilas de celulose (NFCs), onde estão presentes regiões cristalinas e amorfas ao longo destas, e também, nanocristais de celulose (NCCs), onde, observa-se apenas a região cristalina. O material utilizado neste trabalho é o bagaço de malte, que é atualmente o resíduo gerado em maior volume pelo setor cervejeiro e não apresenta nenhuma alternativa de reutilização ou aplicação tecnológica em materiais. Foi determinada a composição química das fibras e aplicado processo o químico de branqueamento para a remoção de componentes como lignina e hemicelulose como preparação das fibras para obtenção da nanocelulose via hidrólise ácida. A hidrólise foi realizada utilizando H2SO4 em duas concentrações, 44% (m/m) e 64% (m/m), variando a temperatura em 40°C e 50°C para as amostras submetidas à solução ácida 44%, e 40°C, 50°C e 60°C para as amostras onde foi utilizada solução 64%. Para as amostras 44/40 e 44/50 obteve-se NFCs e para 64% o resultado foi a obtenção de NCCs. As fibras brutas e branqueadas, e a nanocelulose obtida através de diferentes concentrações de H2SO4 e variações de temperatura foram caracterizadas através das técnicas de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e com emissão de campo (FESEM), difração de raios-x (DR-X) e análise termogravimétrica (TGA).

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-11T11:30:22Z No. of bitstreams: 2 Tese - Thaís Moraes Arantes - 2018.pdf: 12865431 bytes, checksum: 833a4469f3024d3214408e3e279efef6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-11T11:41:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Thaís Moraes Arantes - 2018.pdf: 12865431 bytes, checksum: 833a4469f3024d3214408e3e279efef6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-11T11:41:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Thaís Moraes Arantes - 2018.pdf: 12865431 bytes, checksum: 833a4469f3024d3214408e3e279efef6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-02 / Polyurethane nanocomposites were prepared with nanoparticles of hydroxyapatite and/or nanocellulose in order to obtain biocompatible materials. The nanocelluloses were obtained from sugarcane bagasse, seeking to evaluate their use as a source of cellulose nanofibers. The conditions of extraction and separation of the nanocelluloses were investigated. The effect of time and concentration of sulfuric acid was studied, resulting in particles with reduced size and homogeneity in the size distribution without cellulose degradation. The cellulose nanocrystals that presented the best results regarding suspension staining, crystallinity index, thermal properties, particle size and Zeta potential were those hydrolyzed in 50% H2SO4 at 45 ° C for 2 hours. For the synthesis of the hydroxyapatite (HA) nanoparticles, a multivariate statistical analysis was carried out using a factorial design with resolution 23 . From which an empirical model was created that allows the control of the shape and size of the hydroxyapatite nanoparticles. HA nanoparticles with sizes varying from 8 nm to 600 nm were formed by oriented coalescence growth mechanism. The structure was confirmed by images of Electron Transmission Electron Microscopy and Scanning Electron Microscopy. The hydroxyapatite nanoparticles presented a well-defined nanorod shape with a narrow size distribution. It was observed that the model was statistically significant and the main parameter for the growth of crystals in the hydrothermal process was the temperature. Polyurethanes derived from castor oil were synthesized without residues of their monomers. The insertion of the nanoparticles into the polymer matrix improved the thermal stability of the composite. Finally, the cell viability assay showed that polyurethane nanocomposites with hydroxyapatite are biocompatible and in this way can be used as biomaterial. / Foram preparados nanocompósitos de poliuretana com nanopartículas de hidroxiapatita e/ou nanocelulose buscando obter materiais biocompatíveis. As nanoceluloses foram obtidas do bagaço de cana-de-açúcar, buscando avaliar a sua utilização como fonte de nanofibras de celulose. Foram investigadas as condições de extração e separação das nanoceluloses. Estudou-se o efeito do tempo e da concentração de ácido sulfúrico, que resultassem em partículas com tamanho reduzido e homogeneidade na distribuição de tamanho, sem que houvesse degradação da celulose. Os nanocristais de celulose que apresentaram os melhores resultados quanto à coloração da suspensão, índice de cristalinidade, propriedades térmicas, dimensão das partículas e potencial Zeta foram aqueles hidrolisados em H2SO4 50%, a 45 °C por 2 horas. Para a síntese das nanopartículas de hidroxiapatita (HA) foi realizada uma análise estatística multivariada usando um planejamento fatorial com resolução 23 . A partir do qual criou-se um modelo empírico que permite o controle da forma e tamanho das nanopartículas de hidroxiapatita. Foram sintetizadas nanopartículas de HA com tamanhos variando entre 8 nm e 600 nm, formados por mecanismo de crescimento por coalescência orientada. A estrutura foi confirmada por imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão e Microscopia Eletrônica de Varredura. As nanopartículas de hidroxiapatita apresentaram formato de nanorod bem definidas e com estreita distribuição de tamanho. Observou-se que o modelo foi estatisticamente significativo e o parâmetro principal para o crescimento de cristais no processo hidrotérmico foi à temperatura. Poliuretanas derivadas do óleo de mamona foram sintetizadas sem resíduos de seus monômeros. A inserção das nanopartículas na matriz polimérica melhorou a estabilidade térmica do compósito. Por fim, o ensaio de viabilidade celular mostrou que nanocompósitos de poliuretana com hidroxiapatita são biocompatíveis e desta forma podem ser utilizados como biomaterial.

Nas últimas décadas observou-se tanto o crescimento das preocupações ambientais e de sustentabilidade. Neste contexto, surgiu o conceito de biorrefinaria. No Brasil, uma das principais lavouras agroindustriais é a produção de cana-de-açúcar. A indústria sucroalcooleira já atua como um modelo de biorrefinaria tendo a possibilidade de produção de açúcar de etanol e ainda de energia elétrica. Contudo, existe grande potencialidade de produtos de originários de biomassa vegetal. Alguns exemplos das potencialidades são: (i) a utilização dos açúcares da fração polissacarídica para produção de etanol; (ii) produção de polpa e papel; (iii) produção de nanomateriais entre outras. Assim, este trabalho se propõe a buscar e aplicar tecnologias e processos voltados a utilização da cana-de-açúcar para a obtenção de produtos variados. O primeiro processo utilizado é a separação das frações casca e miolo da cana-de-açúcar: na casca existe uma baixa quantidade de células de armazenamento de açúcar e uma maior proporção de fibras estruturais ademais, da epiderme extrai-se a cera; na fração miolo concentra-se a maior parte do caldo rico em sacarose, pela elevada quantidade de células de parênquima. Visando elevar a concentração de sacarídeos para a produção de etanol estudou-se a realização de um processo hidrotérmico usando o próprio suco da cana-de-açúcar para a extração de açúcares da fração de hemiceluloses. Observou-se que para a reação hidrotérmica em meio neutro na faixa de temperaturas estudada (110 a 130°C) cerca de 95% dos sacarídeos são conservados. Contudo, nestas condições reacionais a preservação de massa de hemiceluloses também se mantém nesta faixa, assim verificou-se que o uso de um catalizador ácido permitiria uma conservação de sacarídeos similar e aceleraria a reação de remoção de hemiceluloses. Usando processos similares aos usados na indústria de papel e celulose obteve-se dois materiais celulósicos das frações casca e miolo de cana-de-açúcar com características físico-mecânicas diferenciadas. Apesar do maior teor de células de parênquima no miolo original, observou-se que o papel desta fração apresentou resultados promissores com propriedades similares ao de papeis comerciais. A partir destas polpas, obteve-se dois materiais celulósicos nanofibrilados distintos, sendo o material da casca dúctil e o de miolo mais rígido (maior módulo de Young) e ao mesmo tempo mais frágil (menor alongamento para a ruptura). Verificou-se ainda que a partir dessas polpas celulósicas pode-se produzir nanocristais de celulose II usando um processo de hidrólise e solubilização com ácido sulfúrico seguido de reprecipitação. Desenvolveu-se o processo de produção de nanocristais de celulose I usando água subcrítica associado ou não a CO2. Este processo tem o potencial de substituir a atual produção de nanocristais de celulose visto que neste utiliza-se somente água (com ou sem CO2) para promover a hidrólise em oposição ao método clássico que usa elevadas concentrações de ácido sulfúrico permitindo uma economia financeira e produzindo menor volume de resíduos. / In the last decades environmental concerns and sustainability have grown. In this context, the biorefinery concept arose. In Brazil, one of the leading agro-industrial crops is the production of sugarcane. The sugar industry is already a model of a biorefinery because of the possibility of producing ethanol, sugar and even electricity. However, plant biomass still has a great potential to produce new materials and chemicals. Some of the capabilities are: (i) the use of the sugars from the polysaccharide fraction aiming the ethanol production; (ii) the production of pulp and paper; (iii) production of nanomaterials, among others. This work aims to seek and apply technologies and processes to obtain different products from sugarcane. The first used is the separation of the rind and core fractions of sugarcane: in the rind there is a low amount of sugar storage cells and a higher proportion of structural fibers, and also wax from the epidermis; the core fraction concentrates the majority of the sucrose rich broth as consequence of the high quantity of parenchyma cells. In order to increase the concentration of saccharides a hydrothermal process was studied using the own juice of sugar cane to extract sugars from the hemicellulose fraction. It was observed that for the hydrothermal reaction in neutral medium in the temperature range studied (110 to 130 °C) of about 95% saccharides are conserved. However, in these reaction conditions the hemicellulose preservation is also kept in this range, so it was found that the use of an acid catalyst allow similar saccharides recovery and accelerate the hemicellulose removal. Using similar procedures to those of the pulp and paper industry two cellulosic materials with differentiated physical and mechanical characteristics were obtained from the rind and core fractions of sugarcane. Although most parenchyma content in the original core material, it was observed that this fraction showed promising results with properties similar to commercial papers. From these pulps, two different nanofibrillated cellulosic materials were obtained, being the rind material a ductile material and the core a rigid (higher Young\'s modulus) and brittle (lower elongation at break) one. It was also found that from these pulps cellulose II nanocrystals can be produced using a process of hydrolysis and solubilization with sulfuric acid followed by a reprecipitation process. The production of cellulose I nanocrystals through processes using subcritical water with or without CO2 were developed. These processes have the potential to replace the current nanocrystals production since only water is used (with or without CO2) to promote the hydrolysis, compared to the traditional method, which uses high concentrations of sulfuric acid, thus enabling economical saves and producing less amount of wastes.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-06-15T18:10:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Kerolin Ap Alves Gomes.pdf: 2922365 bytes, checksum: ccbcc929da0afe5876dd9273d11519e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T18:10:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Kerolin Ap Alves Gomes.pdf: 2922365 bytes, checksum: ccbcc929da0afe5876dd9273d11519e6 (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de materiais ambientalmente corretos, de fonte renovável, assim como a celulose, tem se apresentado como assunto de interesse para muitos pesquisadores. Neste trabalho os nanocristais de celulose (NCC) foram extraídos a partir da celulose microcristalina comercial (CMC) com posterior ajuste de pH e modificação superficial com o surfactante catiônico brometo de cetil trimetil amônio (CTAB), objetivando-se realizar a secagem dos NCC e posterior redispersão em água. Para tanto, foram estudadas as influências dos procedimentos de diálise, da faixa de pH, da modificação superficial e também da técnica de secagem sobre a estabilidade coloidal e também sobre a distribuição de tamanhos de partículas. Três técnicas de secagem foram estudadas: (1) secagem em estufa, (2) secagem por liofilização e (3) secagem por spray drying. Na secagem em estufa houve a formação de aglomerados indissolúveis impedindo a redispersão dos NCC, nesta técnica foi avaliado principalmente o efeito do ajuste de pH, observando-se que para condições ácidas de pH ocorre a degradação dos NCC. Na secagem por liofilização foi possível redispersar os NCC em água, porém não foi obtido um material seco estável, pois ocorreu a dessorção da água. Observou-se também que para adições maiores do contra-íon +, obtiveram-se melhores resultados de redispersão quanto à distribuição de tamanho de partículas. Na técnica de secagem por spray drying foi testada a influência do surfactante sobre a redispersão. A adsorção do surfactante catiônico à superfície dos NCC foi confirmada pela técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Ficou demonstrado que com a adição de 1% de surfactante às suspensões de NCC é possível redispersá-las obtendo características muito próximas as das suspensões antes do processo de secagem, no entanto, observou-se perda da estabilidade coloidal para algumas amostras após a redispersão. As técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (ATG) e análise reológica foram usadas para caracterizar o material obtido na secagem por spray drying, que foi determinada como a melhor técnica de secagem. A morfologia das partículas apresentou-se no formato esférico, com a formação de aglomerados. Foram obtidos elevados índices de cristalinidade para as amostras com adsorção do surfactante CTAB, porém com reduzida estabilidade térmica. A avaliação da viscosidade cinemática indicou um comportamento pseudoplástico para as suspensões do NCC e um aumento na viscosidade das amostras após a secagem e redispersão indicou a formação de aglomerados / The use of environmentally friendly materials from renewable sources, as well as cellulose, has been presented as a subject of interest to many researchers. In this work the cellulose nanocrystals (CNC) were extracted from commercial microcrystalline cellulose (CMC) with subsequent pH adjustment and surface modification with the cationic surfactant cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), aiming to dry the CNC and rehydrate them in water. The influence of dialysis procedure, pH range, surface modification and drying technique on colloidal stability and particle size distribution were studied. Three drying techniques were studied: (1) oven drying, (2) drying by lyophilization and (3) spray drying. The oven drying process showed the formation of indissoluble agglomerates preventing the redispersion of CNC, in this technique the effect of the pH adjustment was evaluated, and it was observed that for acidic pH conditions the degradation of CNC occurs. On drying by lyophilization it was possible to redisperse the CNC in water, but it was not possible to obtain a stable dry material, as water desorption occurred. It was also observed that for larger additions of the counterion +, better particle size distribution results were obtained for the redispersed suspensions. The influence of the surfactant on redispersion was tested in the spray drying drying technique. The adsorption of the cationic surfactant to the surface of the CNC was confirmed by the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) technique. It has been shown that with the addition of 1% surfactant to the CNC suspensions it is possible to redisperse them obtaining characteristics very close to those of the suspensions prior to the drying process, however, loss of colloidal stability has been observed for some samples after redispersion. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA) and rheological analysis were used to characterize the material obtained by spray drying, which was determined as the most suitable drying technique. The particles were presented with a spherical morphology and with the formation of agglomerates. High crystallinity indexes were obtained for samples with adsorption of CTAB surfactant, but with low thermal stability. The kinematic viscosity assessment indicated a pseudoplastic behavior for the CNC suspensions and an increase in the viscosity of the samples after drying and redispersion indicated the formation of agglomerates.

Submitted by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:26Z No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:37:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T16:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SILVA_Barbara_2017.pdf: 2018251 bytes, checksum: 6dab58bc6d22c81d23f1cfb7011353bf (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The application of cellulose nanofibrils to the production of composites has been studied and presents promising results, mainly due to the abundance of the material, which is of a renewable source, and to its low cost. However, the presence of the hydroxyl groups in their chain and their storage in aqueous solutions limits their application as reinforcement in nonpolar matrix composites. In this context, this work aimed to modify the wettability and adhesion properties of films of cellulose nanofibrils to apolar matrices, through plasma treatment. For this, nanocellulose films with thickness of 38 ? 8 ?m were produced by the casting method, from a suspension of nanofibrils in water. The atomic force microscopy characterization (AFM) of the suspended nanofibrils indicated that most of them have an average diameter of less than 75 nm. Each film obtained, after drying the suspension, was then cut into 13 samples with 2 x 1 cm, 12 of which were exposed to plasma and one stored as untreated. Three films were treated with oxygen plasma, with excitation power of 150 W, for 30 minutes and pressure of 0.1, 0.3 and 0.5 Torr. Another three films were treated with sulfur hexafluoride plasma at pressures of 0.1, 0.2 and 0.3 Torr, with a power of 150 W for 15 minutes. It was observed that weight loss was greater than 40% for the films treated with the most extreme conditions oxygen and sulfur hexafluoride. The results also showed that the treatments with sulfur hexafluoride promoted the reduction of the receptivity of the samples to the liquids, with contact angles of approximately 60º for water and 50º for diiodomethane. The profilometry technique revealed that the roughness of the films varied after the treatment with oxygen and sulfur hexafluoride, but the high error bars impede a definitive conclusion on the tendency of these variations. The X-ray diffraction analysis (XRD) indicated no significant change in the crystallinity of the samples with the treatments. In the Fourier Transform Infrared absorption spectra (FTIR), a C-F bonding related peak appeared for the 0.3 Torr sulfur hexafluoride treated sample, indicating the presence of fluorine in that sample. The scanning electron microscopy (SEM) allowed the visualization of the changes in the topography of the films, due to the etching processes resulting from the action of the plasma and the films ruptures caused by the high removal of surface material. In order to test the incorporation of treated films into composites using polyolefins as the matrix, polyethylene pellets were solubilized in xylene for the production of composite films. The treated and untreated nanocellulose films were placed in Petri dish jointly to the polyethylene films still dissolved and left at room temperature. After drying, adhesion between the films was tested through the adhesive tape test, resulting in class-zero adherence, according to the technical standard. It is believed that the lack of adhesion is a result of the composite production method that should be optimized for future work, in order to provide a better investigation of the effects of plasma on the surface properties of the film of cellulose nanofibrils. / A aplicação de nanofibrilas de celulose à produção de compósitos vem sendo estudada e apresenta resultados promissores, principalmente devido à abundância do material, que é de fonte renovável, e ao seu baixo custo. Contudo, a presença dos grupos hidroxila em sua cadeia e o seu armazenamento em soluções aquosas impede sua aplicação como reforço em compósitos de matrizes apolares. Nesse contexto, esse trabalho buscou modificar as propriedades de molhabilidade e aderência de filmes de nanofibrilas de celulose a matrizes apolares, através de tratamento a plasma. Para isso, filmes de nanocelulose com espessura de 38 ? 8 ?m foram produzidos pelo método de casting, a partir de uma suspensão de nanofibrilas em água. A caracterização por microscopia de força atômica (AFM) das nanofibrilas em suspensão indicou que a maior parte destas apresenta diâmetro médio inferior a 75 nm. Cada filme obtido, após a secagem da suspensão, foi então cortado em 13 amostras de 2 x 1 cm, sendo 12 destas expostas ao plasma e uma armazenada como não tratada. Três filmes foram tratados com plasma de oxigênio, com potência de excitação de 150 W, por 30 minutos e pressão de 0,1, 0,3 e 0,5 Torr. Outros três filmes foram tratados com plasma de hexafluoreto de enxofre, nas pressões 0,1, 0,2 e 0,3 Torr, com potência de 150 W por 15 minutos. Observou-se que houve perda de massa superior a 40% para os filmes tratados com as condições mais extremas de oxigênio e hexafluoreto de enxofre. Os resultados demonstraram também que os tratamentos com hexafluoreto de enxofre promoveram a diminuição da receptividade a líquidos das amostras, com ângulos de contato de aproximadamente 60º para água e 50º para o diiodometano. A técnica de perfilometria revelou que a rugosidade dos filmes variou após o tratamento com oxigênio e hexafluoreto de enxofre, porém as elevadas barras de erro impediram uma conclusão definitiva sobre a tendência dessas variações. As análises de difração de raios X (DRX) indicaram não haver alteração significativa na cristalinidade das amostras com os tratamentos. Nos espectros de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), foi observado o surgimento de um pico relacionado à ligação C-F para a amostra tratada com 0,3 Torr de hexafluoreto de enxofre, que indica a presença de flúor nessa amostra. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiram visualizar as alterações na topografia dos filmes, devido aos processos de ecthing decorrentes da ação do plasma e os rompimentos ocasionados pela elevada remoção de material da superfície. A fim de testar a incorporação dos filmes tratados em compósitos que utilizam poliolefinas como matriz, pellets de polietileno foram solubilizados em xileno para produção de filmes compósitos. Os filmes de nanocelulose tratados e não tratados foram dispostos em placa de Petri junto aos filmes de polietileno ainda dissolvidos e deixados em temperatura ambiente. Depois de secos, a adesão entre os filmes foi testada através do teste de fita-cola, resultado em adesão classe zero, conforme a norma técnica. Acredita-se que a falta de adesão é resultado do método de produção do compósito que deve ser otimizado para trabalhos futuros, com o objetivo de proporcionar uma melhor investigação dos efeitos do plasma sobre as propriedades da superfície do filme de nanofibrilas de celulose.

Nas últimas décadas observou-se tanto o crescimento das preocupações ambientais e de sustentabilidade. Neste contexto, surgiu o conceito de biorrefinaria. No Brasil, uma das principais lavouras agroindustriais é a produção de cana-de-açúcar. A indústria sucroalcooleira já atua como um modelo de biorrefinaria tendo a possibilidade de produção de açúcar de etanol e ainda de energia elétrica. Contudo, existe grande potencialidade de produtos de originários de biomassa vegetal. Alguns exemplos das potencialidades são: (i) a utilização dos açúcares da fração polissacarídica para produção de etanol; (ii) produção de polpa e papel; (iii) produção de nanomateriais entre outras. Assim, este trabalho se propõe a buscar e aplicar tecnologias e processos voltados a utilização da cana-de-açúcar para a obtenção de produtos variados. O primeiro processo utilizado é a separação das frações casca e miolo da cana-de-açúcar: na casca existe uma baixa quantidade de células de armazenamento de açúcar e uma maior proporção de fibras estruturais ademais, da epiderme extrai-se a cera; na fração miolo concentra-se a maior parte do caldo rico em sacarose, pela elevada quantidade de células de parênquima. Visando elevar a concentração de sacarídeos para a produção de etanol estudou-se a realização de um processo hidrotérmico usando o próprio suco da cana-de-açúcar para a extração de açúcares da fração de hemiceluloses. Observou-se que para a reação hidrotérmica em meio neutro na faixa de temperaturas estudada (110 a 130°C) cerca de 95% dos sacarídeos são conservados. Contudo, nestas condições reacionais a preservação de massa de hemiceluloses também se mantém nesta faixa, assim verificou-se que o uso de um catalizador ácido permitiria uma conservação de sacarídeos similar e aceleraria a reação de remoção de hemiceluloses. Usando processos similares aos usados na indústria de papel e celulose obteve-se dois materiais celulósicos das frações casca e miolo de cana-de-açúcar com características físico-mecânicas diferenciadas. Apesar do maior teor de células de parênquima no miolo original, observou-se que o papel desta fração apresentou resultados promissores com propriedades similares ao de papeis comerciais. A partir destas polpas, obteve-se dois materiais celulósicos nanofibrilados distintos, sendo o material da casca dúctil e o de miolo mais rígido (maior módulo de Young) e ao mesmo tempo mais frágil (menor alongamento para a ruptura). Verificou-se ainda que a partir dessas polpas celulósicas pode-se produzir nanocristais de celulose II usando um processo de hidrólise e solubilização com ácido sulfúrico seguido de reprecipitação. Desenvolveu-se o processo de produção de nanocristais de celulose I usando água subcrítica associado ou não a CO2. Este processo tem o potencial de substituir a atual produção de nanocristais de celulose visto que neste utiliza-se somente água (com ou sem CO2) para promover a hidrólise em oposição ao método clássico que usa elevadas concentrações de ácido sulfúrico permitindo uma economia financeira e produzindo menor volume de resíduos. / In the last decades environmental concerns and sustainability have grown. In this context, the biorefinery concept arose. In Brazil, one of the leading agro-industrial crops is the production of sugarcane. The sugar industry is already a model of a biorefinery because of the possibility of producing ethanol, sugar and even electricity. However, plant biomass still has a great potential to produce new materials and chemicals. Some of the capabilities are: (i) the use of the sugars from the polysaccharide fraction aiming the ethanol production; (ii) the production of pulp and paper; (iii) production of nanomaterials, among others. This work aims to seek and apply technologies and processes to obtain different products from sugarcane. The first used is the separation of the rind and core fractions of sugarcane: in the rind there is a low amount of sugar storage cells and a higher proportion of structural fibers, and also wax from the epidermis; the core fraction concentrates the majority of the sucrose rich broth as consequence of the high quantity of parenchyma cells. In order to increase the concentration of saccharides a hydrothermal process was studied using the own juice of sugar cane to extract sugars from the hemicellulose fraction. It was observed that for the hydrothermal reaction in neutral medium in the temperature range studied (110 to 130 °C) of about 95% saccharides are conserved. However, in these reaction conditions the hemicellulose preservation is also kept in this range, so it was found that the use of an acid catalyst allow similar saccharides recovery and accelerate the hemicellulose removal. Using similar procedures to those of the pulp and paper industry two cellulosic materials with differentiated physical and mechanical characteristics were obtained from the rind and core fractions of sugarcane. Although most parenchyma content in the original core material, it was observed that this fraction showed promising results with properties similar to commercial papers. From these pulps, two different nanofibrillated cellulosic materials were obtained, being the rind material a ductile material and the core a rigid (higher Young\'s modulus) and brittle (lower elongation at break) one. It was also found that from these pulps cellulose II nanocrystals can be produced using a process of hydrolysis and solubilization with sulfuric acid followed by a reprecipitation process. The production of cellulose I nanocrystals through processes using subcritical water with or without CO2 were developed. These processes have the potential to replace the current nanocrystals production since only water is used (with or without CO2) to promote the hydrolysis, compared to the traditional method, which uses high concentrations of sulfuric acid, thus enabling economical saves and producing less amount of wastes.