CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho relata a utilizaÃÃo das fibras de sisal e bananeira como agente de reforÃo na preparaÃÃo de compÃsitos de matriz termorrÃgida fenÃlica derivada do LCC (LÃquido da Casca da Castanha de Caju) e como material adsorvedor de metais tÃxicos (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 e Cu+2). Foram conduzidas modificaÃÃes superficiais nas fibras de sisal atravÃs de tratamento alcalino (NaOH) nas concentraÃÃo 5% e 10% e bananeira nas concentraÃÃes de 0,25%, 0,5% e 1% seguido de branqueamento e amaciamento das fibras com hipoclorito de sÃdio (NaClO/H2O 1:1). As anÃlises de investigaÃÃo das fibras de sisal e bananeira apresentaram claramente modificaÃÃes estruturais como conseqÃÃncia da remoÃÃo parcial de macrocomponentes (hemicelulose, celulose e lignina) apÃs tratamento quÃmico. Constatou-se tambÃm que todos os tratamentos aplicados Ãs fibras vegetais, em geral, tornaram o adsorvente (fibras) mais eficiente (adsortivo) em relaÃÃo ao material bruto, entretanto os tratamentos com NaOH 5% e NaOH 0,25% aplicados nas fibras de sisal e bananeira respectivamente, foram mais efetivos que os demais tratamentos correspondentes. Para os compÃsitos dessas fibras, foi observado que apÃs o tratamento alcalino, com a remoÃÃo de componentes nÃo celulÃsicos, ocorreu de fato uma melhor adesÃo agente de reforÃo/matriz fenÃlica. Para caracterizaÃÃo das fibras lignocelulÃsicas foram utilizadas as seguintes tÃcnicas: Espectrofotometria de absorÃÃo atÃmica (EAA), Termogravimetria (TG), DifraÃÃo de Raios-X (DRX), FluorescÃncia de Raios-X (FRX), Medidas DielÃtricas (Tangente de perda dielÃtrica, Condutividade dielÃtrica e Permissividade dielÃtrica), Espectroscopia no infravermelho (IV), BiodegradaÃÃo em solo simulado e MEV (Microscopia de Varredura EletrÃnica). Os compÃsitos obtidos foram caracterizados atravÃs de anÃlise dinÃmico mecÃnica (DMA), TG, Calorimetria ExploratÃria Diferencial (DSC) e MEV. Os resultados revelaram que os compÃsitos de sisal apresentaram melhores resultados como reforÃo de matriz fenÃlica que os compÃsitos de bananeira, possivelmente devido ao maior teor de celulose, que à o componente das fibras lignocelulÃsicas que confere resistÃncia mecÃnica. / In this work, lignocellulosic fibers from two sources (sisal and banana pseudo stem) were used as reinforcing agents in the preparation of phenolic matrix composites derived from cashew nut shell liquid (CNSL) and as material to adsorb toxic metals (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 and Cu+2). Surface changes were induced in the sisal fibers by immersion in alkali solutions at 5% and 10% concentrations, while for the banana stem material the concentrations were 0.25%, 0.5% and 1%. Then the fibers were treated with sodium hypochlorite (NaClO/H2O 1:1) to bleach and soften them. Scanning electron microscopy showed significant improvement in the fiber surfaces after chemical treatment. All treatments made the fibers more adsorbent than the untreated material. However, the treatments with NaOH 5% and NaOH 0.25% were more effective than the others. For the composites of these fibers, after the alkali treatment was verified an improved interface between the reinforcement agent and phenolic matrix. The following techniques were used to characterize the lignocellulosic fibers: atomic absorption spectrophotometry, thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), measurement of electric properties (dielectric permittivity, loss tangent and dielectric conductivity), infrared spectroscopy (IR), biodegradation in simulated soil and scanning electron microscopy (SEM). The composites obtained were characterized by dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetrry (DSC), TG and SEM. The results revealed that the sisal composites performed better as reinforcement of phenolic matrixes than banana tree composites, possibly due to the higher content of cellulose, which is the component of lignocellulosic fibers that provides mechanical resistance.

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T16:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_CarlaMariaSanchesScanavezde_M.pdf: 3266374 bytes, checksum: 0ab2deeb1695380307def84ec2c98ed7 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A utilização de fibras naturais como reforço de compósitos poliméricos é uma nova linha de pesquisa que vem crescendo e, ganhou o interesse principalmente da indústria automobilística e aeronáutica visando aplicações não estruturais. Considerando-se esta linha de pesquisa, este trabalho estudou a influência do tratamento químico de fibras de sisal, planta cultivada na região Nordeste do Brasil, nas propriedades mecânicas dos compósitos sisal/epóxi. As fibras de sisal foram tratadas com hidróxido de sódio a várias concentrações, com o intuito de melhorar a adesão entre a fibra e a matriz. Foram realizados ensaios Gravimétricos para determinar a perda de massa das fibras de sisal, Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier de Múltipla Refletância Interna FTIR-MIR, Ensaio Mecânico de Tração, Ensaio de "Pull Out", medida do Ângulo de Contato entre a fibra e a resina para determinar a molhabilidade e Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados demonstraram que o tratamento químico retirou lignina e modificou a morfologia da superfície das fibras, incrementando a molhabilidade e portanto aumentando a adesão na interface fibra/matriz. Nos compósitos sisallepóxi com fibras tratadas e sem tratamento, foram realizados ensaios Mecânicos de Tração e Flexão, nos quais observou-se um aumento significativo de resistência e módulo nos compósitos com fibra de sisal tratada com NaOH 5%, demonstrando que o tratamento químico das fibras foi eficiente / Abstract: The use of sisal fibres as reinforcement in polymeric composites is a new field of research which has been grown in the last decades and evokeda great interest of the automotive and aeronautic industry. Considering this subject, this work has focused on the influence of alkali chemical treatment of sisal fibers, a cultivated plant of the Northeast Region of Brazil, on the mechanical properties of sisal/epoxy composites. The sisal fibers were treated with sodium hydroxy in different concentrations in order to increase the adhesion between the fiber and matrix. Gravimetric tests were made to find out precisely the weight lose in fibers alkali treated. Fourier-transform Infrared Spectroscopy with Multiple Internal Reflectance, Tension Test, Pull Out Test, Contact Angle between the fiber and the resin, which determinate the wettability, and Scanning Electronic Microscopy were also made. The results showed that the chemical treatment has withdrawn lignin and changed the superficial morphology of the fibers, increasing the wettability and, therefore, increasing the interface adhesion. Tensile and Flexural tests with sisallepoxy composites with treated and nontreated fibers has showed a significant increase in the modulus and strength of the composites, using treated sisal fiber with 5% NaOH, confirming the efficiency of the chemical treatment / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Compósitos consistindo de PVC flexível plastificado com diferentes sistemas de plastificação e reforçados com fibras de sisal, foram processados em moinho de dois rolos. Dois tipos de plastificantes foram usados, um plastificante líquido (plastificante polimérico do tipo poliéster) e um plastificante sólido permanente (copolímero etileno/ acetato de vinilal monóxido de carbono - Elvaloy®), formando dois tipos de matrizes poliméricas. Para cada matriz formada estudou-se a influência do teor de cada plastificante, tamanho e teor das fibras de sisal nas propriedades dos compósitos. As fibras usadas foram previamente lavadas com água a 80°C por uma hora. Os compósitos, com fibras aleatoriamente distribuídas, foram caracterizados através de ensaios mecânicos, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Para cada uma das matrizes poliméricas estudadas, o tamanho ótimo de fibra foi de 6 mm. O uso do Elvaloy® como um plastificante sólido mostrou-se viável e promoveu um maior contato fibra-matriz nos compósitos, sendo um fator importante para a melhoria das propriedades mecânicas, principalmente para teores de plastificante acima de 40 pcr, comparado com o plastificante líquido. As análises térmicas (TGA e DSC) mostraram que a substituição do plastificante líquido pelo plastificante sólido, não afetou a estabilidade térmica tanto dos compósitos quanto das matrizes puras. Para ambas as matrizes poliméricas estudadas, ocorre o aumento do módulo elástico em função da adição de fibras de sisal, comparado com as mesmas matrizes puras / Composites consisting of flexible PVC, plasticized with two different types of plasticizers and reinforced with sisal fibres were processed on a two roIl mixing miIl. Two plasticizers were used, a liquid plasticizer (polyester polymeric) and a permanent solid plasticizer (ethylene/ vinyl acetate/ carbon monoxide copolymer - Elvaloy®), to form two kinds ofpolymeric matrices. For each one ofthese matrices, the influence of plasticizers type, plasticizers load, size and quantity of sisal fibres in the composite properties was studied. The fibres were washed using water at 80°C by one hour. The composites with randomly distributed fibres were characterized by mechanical analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). For each one of the polymeric matrices studied, the optimal size of sisal fibre was 6mm in order to have a better reinforcement, under the conditions investigated. Solid plasticizer Elvaloy® was feasible for PVC compositions and promoted a better contact fibre-matrix of the composites, increasing mechanical properties for plasticizer quantity over 40 phr, compared to the liquid plasticizer. The thermical analysis (TGA and DSC) demonstrated that the replacement of the liquid plasticizer by the solid plasticizer, does not change the thermal behavior of the composites and unloaded polymeric matrices. For both matrices the elastic moduli is increase as the sisal fibres are added, when compared to unloaded matrices

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O presente trabalho visou à valorização da fibra lignocelulósica de sisal, focando principalmente em seu componente majoritário, a celulose, através da síntese de ésteres de celulose e também na preparação de diferentes materiais. A escolha dessa fonte lignocelulósica deveu-se a sua disponibilidade no país, sendo o Brasil o maior produtor e exportador mundial, e por se tratar de uma fonte de fibras com alto teor de celulose e de curto ciclo de crescimento. A síntese de ésteres de celulose com diferentes tamanhos de cadeia (acetatos, butanoatos e hexanoatos) e grau de substituição (GS) foi explorada, em meios homogêneo e heterogêneo, visando à identificação de condições que levassem aos melhores rendimentos. Em meio homogêneo, utilizando DMAc/LiCl como sistema de solvente e anidridos ácidos como agentes esterificantes, a síntese de ésteres de celulose com diferentes tamanhos de cadeia e GS (0,2-3,0) foi possível, apenas ajustando-se a razão MolAnidrido/MolCelulose. Em meio heterogêneo, diferentes rotas de síntese foram exploradas. Com o uso do sistema anidrido ácido/iodo metálico (catalisador), apenas ésteres de cadeia curta (acetatos) puderam ser obtidos com alta eficiência. Na busca de rotas alternativas para a obtenção de ésteres de cadeias mais longas, o uso de cloreto ácido e piridina (como meio reacional e como catalisador nucleofílico, respectivamente) levou à obtenção de butanoatos de celulose completamente substituídos, em apenas 30 minutos. Posteriormente, os ésteres de celulose, preparados em meio homogêneo, foram considerados como materiais de partida na preparação de filmes e biocompósitos [ésteres de celulose/celulose (0-20%)], também utilizando DMAc/LiCl como sistema de solvente. Os resultados de análise dinâmico- mecânica (DMA) e ensaios de tração revelaram que, de modo geral, a introdução de celulose levou a biocompósitos com propriedades superiores em relação aos filmes sem celulose. Resultados superiores de módulo de armazenamento e resistência à tração foram obtidos com a consequente geração de materiais que apresentaram valores superiores de Módulo de Tração e menor alongamento na ruptura. Por exemplo, biocompósitos a partir de butanoato de celulose (GS 1,8) com 20% de celulose mostraram valor de módulo de armazenamento (675 MPa) quase 4x maior que o mesmo filme sem reforço (195 MPa). Para os filmes a partir de hexanoatos de celulose (GS 1,8), a adição de celulose aumentou a resistência à tração em até 1 unidade (15% de celulose), em relação ao filme sem reforço. Por meio do uso de técnicas avançadas de caracterização de superfície (XPS e ToF-SIMS), pôde-se estudar a distribuição dos grupos ésteres nas superfícies dos filmes, assim como a influência da variação do tamanho da cadeia do éster, GS e da presença da celulose nesta distribuição. Em linhas gerais, quando a cadeia lateral manteve-se constante (butanoatos), os resultados de XPS revelaram um aumento na contribuição do carbono alifático com o aumento do GS. Em relação à cobertura superficial por cadeias alifáticas dos grupos ésteres, os resultados de XPS indicaram uma maior concentração de celulose na superfície da matriz do biocompósito preparado a partir de acetato de celulose. Por outro lado, para os ésteres de cadeias maiores (butanoatos e hexanoatos de celulose), os resultados de XPS apontaram que a celulose estaria majoritariamente presente nas camadas mais internas, gerando um maior recobrimento da superfície dos biocompósitos pelos grupos ésteres da matriz. De acordo com os dados de ToF-SIMS, os grupos ésteres se distribuíram de maneira uniforme ao longo das superfícies dos filmes e biocompósitos. Posteriormente, após uma exploração de diversas condições de pré-tratamento na massa celulósica, as quais visaram condições ótimas para a dissolução da celulose em sistema aquoso de NaOH/Uréia e posterior coagulação em meio ácido, microesferas de celulose de sisal foram preparadas com sucesso. Essas microesferas de celulose apresentam potencialidade de aplicação em diversas áreas, como na liberação controlada de fármacos e cromatografia. Na etapa final, a fibra lignocelulósica e a celulose de sisal foram consideradas como materiais de partida em um estudo envolvendo a técnica de eletrofiação a temperatura ambiente, utilizando ácido trifluoroacético (TFA) como solvente. A partir do uso dessa técnica, a dissolução da fibra lignocelulósica e sua posterior reconstrução levou a formação de fibras ultrafinas (120 a 510 nm). A eletrofiação da celulose de sisal levou a formação de fibras ultrafinas e nanofibras (<100 nm), em um amplo intervalo de diâmetros, apenas ajustando-se a vazão da solução. Os resultados obtidos neste trabalho abrem uma vasta gama de possíveis aplicações, nas quais as fibras ultrafinas e nanofibras, preparadas a partir da biomassa lignocelulósica, podem ser empregadas, tais como membranas, filmes em estruturas do tipo sanduíche ou mesmo como reforço em compósitos. Através do presente trabalho, diferentes tipos de materiais foram preparados, a partir da fibra lignocelulósica e da celulose de sisal, ampliando as possibilidades de aplicação destes materiais em diversas áreas. / The present investigation aimed at the valorization of the lignocellulosic sisal fiber, mainly focusing on its main component, i.e. cellulose, through the synthesis of cellulose esters and preparation of different materials. This lignocellulosic source was chosen due to its availability in the country since Brazil is the largest producer and exporter worldwide and also because this lignocellulosic source has a high cellulose content and a short life cycle. The synthesis of cellulose esters with varied chain lengths (acetates, butanoatos and hexanoates) and degree of substitution (DS) was explored in homogeneous and heterogeneous media in order to identify the conditions that led to better yields. In the homogeneous medium, by using DMAc/LiCl as the solvent system and acid anhydrides as the esterifying agents, the synthesis of cellulose esters with varied chain lengths and DS (0.2-3.0) was possible by only adjusting the MolAnhydride/MolCellulose ratio. In the heterogeneous medium, different synthesis routes were explored. By using acid anhydride/metallic iodine (catalyst) as the system, only short-chain cellulose esters (acetates) could be obtained with high efficiency. In the search for new routes to obtain cellulose esters with longer chains, completely substituted esters (GS 3.0) were obtained by using acid chloride and pyridine (as the reaction medium and nucleophilic catalyst) in just 30 minutes. Afterwards, by using the same solvent system (DMAc/LiCl), cellulose esters prepared in a homogeneous medium were used as starting materials in the preparation of films and biocomposites [cellulose ester/cellulose (0-20 wt%)]. The results of dynamic-mechanical analysis (DMA) and tensile tests revealed that, in general, the cellulose loading led to biocomposites with superior properties than the films without cellulose. Thus, higher values of storage modulus and tensile strength were obtained, which consequently led to materials with higher Young Modulus and lower elongation at break. For example, biocomposites from cellulose butanoate (GS 1.8) with 20 wt% of cellulose showed a storage module value (675 MPa) almost 4 times higher than the film without cellulose (195 MPa). For the cellulose biocomposites from cellulose hexanoate (GS 1.8), the cellulose loading increased the tensile strength up to 1 unit (15 wt% cellulose) comparatively to the film without cellulose. By means of advanced techniques of surface characterization (XPS and ToF-SIMS), the distribution of the cellulose ester groups along the films/biocomposites surfaces were studied as well as the influence of the different cellulose esters chain lengths, DS and presence of cellulose on that distribution. XPS results revealed an increase in the contribution of the aliphatic carbon as the DS increased when the side chain remained constant (butanoates). Regarding the surface coverage by aliphatic chains of the ester groups, XPS results indicated a higher concentration of cellulose on the surface of the biocomposite prepared from cellulose acetate as its matrix. Conversely, for the cellulose esters with longer chains (butanoates and hexanoates), XPS results pointed that the cellulose was mostly present in the inner layers, which generated a higher surface coverage of these biocomposites\' surfaces by the aliphatic chains of the ester groups. According to the ToF- SIMS results, the esters groups were evenly distributed on the surface of the films and biocomposites. Thereafter, beads from sisal cellulose were successfully prepared after an exploration of various pre-treatment conditions on the cellulosic mass, where optimal conditions were found to lead to complete cellulose dissolution in NaOH/Urea aqueous system followed by coagulation in acid medium. Cellulose beads present a high potential of application in several areas, for example in controlled drug delivery and chromatography. At the final stage of this work, the lignocellulosic sisal and sisal cellulose fibers were used as starting materials in a study involving the electrospinning technique at room temperature, by using trifluoroacetic acid (TFA) as solvent. Through this technique, the lignocellulosic fiber dissolution and later reconstruction led to ultrathin fibers (120 to 510 nm). The electrospinning of sisal cellulose led to ultrathin fibers and nanofibers (<100 nm) in a wide interval of diameters, by only varying the solution flow rate. The results obtained in this investigation open a wide range of possible applications, in which the ultrathin and nanofibers prepared from the lignocellulosic biomass can be used, such as membranes, sandwich-type structure of films or as reinforcement in composite materials. Through the present work, different materials were prepared from the lignocellulosic sisal and sisal cellulose fibers, which contributed to expand the possibilities of application of these materials in diverse areas.

Thesis (M.Sc.)--City University of Hong Kong, 2005. / At head of title: City University of Hong Kong, Department of Physics and Materials Science, Master of Science in materials engineering & nanotechnology dissertation. Title from title screen (viewed on Sept. 4, 2006) Includes bibliographical references.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-27T17:05:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-27T17:06:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T17:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Adilson Brito de Arruda Filho.pdf: 6283170 bytes, checksum: f991b236c8e89082fae9bbe2d34cd8cd (MD5) / Esta pesquisa teve como objetivo principal desenvolver placas cimentícias reforçadas com tecidos estruturais de sisal. Dentre outras fibras naturais, o sisal foi escolhido, pois apresenta melhores características para o emprego na indústria da construção civil, e também pelo sistema produtivo existente, desde o cultivo ao beneficiamento, possibilitando assim o uso industrial de sua fibra. No ano de 2014 a produção brasileira foi de 95,4 mil toneladas, com a Bahia produzindo aproximadamente 95% deste total. Já existem estudos com a utilização de fibras curtas, de mechas alinhadas de fibras longas, na produção de compósitos cimentícios com bons resultados mecânicos. Neste intuito buscamos introduzir a utilização de tecidos estruturais de sisal na conformação dos compósitos com matrizes cimentícias, pois com a inserção dos tecidos conseguimos um melhor alinhamento e direcionamento das fibras, desta forma elevamos o desempenho mecânico dos compósitos na direção e sentido dos esforços solicitantes. Foram produzidas placas com distintos tipos de tecidos, diversas camadas de reforço, e diferentes tipos de disposição dos tecidos. Com os resultados dos ensaios de tração e flexão realizados nos compósitos verificou-se o aumento da tenacidade e o ganho de resistência pós-fissuração, igual ou superior ao encontrado na literatura com o uso de fibras curtas e mechas de fibras longas de sisal. Obteve-se também menor espessura e menor espaçamento entre as fissuras, com mais uniformidade no padrão das mesmas. Verificou-se também que tanto a quantidade de camadas de reforço, bem como a sua disposição na conformação das placas, tem influência direta no desempenho mecânico dos compósitos. Assim as placas cimentícias reforçadas com tecidos estruturais de sisal, mostram potencial para serem utilizadas como elementos estruturais, semiestruturais ou de vedação.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2015-12-04T14:54:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2661259 bytes, checksum: b21f4c94cfb93baf8adfdb9253ccb639 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-01-11T19:35:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2661259 bytes, checksum: b21f4c94cfb93baf8adfdb9253ccb639 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-11T19:35:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final.pdf: 2661259 bytes, checksum: b21f4c94cfb93baf8adfdb9253ccb639 (MD5) / Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a viabilidade da substituição de fibras de vidro por fibras de sisal, em compósitos com resinas poliéster termofixas, na produção por moldagem manual. Se propôs, também, determinar o comportamento mecânico, aspectos tecnológicos de produção e os custos diretos dos compósitos de poliéster e fibra de sisal em comparação com os compósitos com fibras de vidro. A pesquisa, ao usar fibras vegetais, neste caso o sisal, objetivando agregar valor à produção das fibras, contribui não só para que as comunidades rurais do semi-ardido nordestino do Brasil pudessem absorver tal tecnologia e aproveitar a mão de obra local, mas, também, para a busca do desenvolvimento sustentável. A matriz utilizada foi a resina poliéster ortoftálica. Como reforços foram utilizados fibras de sisal sem nenhum prévio tratamento térmico ou químico. Com elas foi desenvolvido um tecido adaptado à produção por moldagem manual. O método de laminação por moldagem manual é adequado as condições sociais e humanas disponíveis nas regiões produtoras de sisal por utilizar maquinário relativamente barato e simples, e envolver uma mão de obra de baixa qualificação profissional. Nos ensaios realizados, apresenta valores necessários para projetar, pelas equações da teoria da elasticidade, peças ou objetos com o compósito aqui desenvolvido. Os principais resultados da pesquisa foram: a) um tecido unidirecional onde as fibras permaneceram retas em todo o comprimento da trama obtendo assim melhor aproveitamento das propriedades mecânicas; b) a igualdade de volume, um compósito com fibra de sisal 55% mais barato que o elaborado com fibra de vidro possibilitando a fabricação de peças onde o custo das mesmas é mais importante que a resistência mecânica; b) em estruturas submetidas preferencialmente a solicitações de flexão resultantes de cargas distribuídas, o compósito com fibras de sisal apresentou maior economia do ponto de vista da rigidez.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-07T17:47:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Catharine Brandão - MEAU 2015.pdf: 3185754 bytes, checksum: 1297011ef4601f0f6c8f206df6e30172 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-20T17:05:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Catharine Brandão - MEAU 2015.pdf: 3185754 bytes, checksum: 1297011ef4601f0f6c8f206df6e30172 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-20T17:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Catharine Brandão - MEAU 2015.pdf: 3185754 bytes, checksum: 1297011ef4601f0f6c8f206df6e30172 (MD5) / O gesso é um aglomerante importante na indústria da construção civil, que apresenta processo produtivo de menor impacto ao ambiente em relação a outros aglomerantes, cuja matéria – prima é encontrada em abundância e com alta pureza na região nordeste do Brasil. Entretanto, o gesso é um material cerâmico de ruptura frágil, comportamento esse que tem sido modificado com a introdução de fibras como reforço. As fibras sintéticas têm sido amplamente utilizadas como reforço, mas tem elevado custo. A fibra vegetal de sisal também tem grande produção na região nordeste, é um material natural, biodegradável e possuem elevada rigidez e resistência. Neste trabalho, buscou-se desenvolver um novo material compósito, leve e tenaz, com matriz de gesso associado à manta de sisal. Para isso os constituintes foram caracterizados e investigou-se o comportamento mecânico do compósito produzido através de ensaios de resistência à flexão, resistência à tração por compressão diametral e com a determinação do módulo de elasticidade por frequência natural vibração e velocidade de propagação de pulso ultrassônico, bem como foi feito o ensaio de arrancamento da fibra. É possível concluir que a fibra apresenta aderência à matriz, verificado através do ensaio de arrancamento que indicou que o comprimento crítico para a associação fibra – matriz com boa ancoragem é próximo de 25 mm. E ainda que a aplicação da manta como reforço favorece o comportamento do compósito pós – fissuração com o aumento da ductilidade e consequentemente da tenacidade em crescente suporte de carga, embora não apresente crescimento dos valores de resistência média. A primeira fissura apresenta carga e deslocamento semelhantes ao encontrado no comportamento à flexão da matriz, com sensível redução da carga média suportada. O comportamento pós - primeira fissura foi de crescimento de suporte de carga. Obteve-se um compósito com elevado teor de fibra, cerca de 35% ± 5% v/v e aumento da tenacidade que na deflexão de 6 mm é em média 3,55 MPa

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316543.pdf: 2092398 bytes, checksum: 90830a18056697280e9686eea16e0cff (MD5) / Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito do processo de branqueamento da fibra de sisal sobre as características morfológicas, índice de cristalinidade e comportamento térmico de nanocristais de celulose obtidos através de hidrólise ácida da fibra de sisal para sua posterior aplicação como material de reforço em filmes a base de amido. Mantendo-se as mesmas condições de hidrólise e variando o processo de branqueamento entre um processo básico e um processo ácido verificou-se que os nanocristais obtidos apresentaram propriedades bastante distintas. Tamanho de partículas, índice de cristalinidade e comportamento térmico foram sensivelmente afetados de acordo com o processo de branqueamento. Os nanocristais obtidos após o branqueamento ácido apresentaram menores dimensões, cristalinidade e resistência térmica em comparação aos nanocristais obtidos após branqueamento em meio básico, mostrando que os domínios cristalinos da celulose foram afetados por este processo e que este é vital para otimização do processo. A incorporação destes materiais em pequenas quantidades (1, 3 e 5%) a filmes de amido/glicerol levou a uma diminuição na permeabilidade a vapor d#água, propriedade muito apreciada na indústria alimentícia, além de aumentar em até 207% a elongação em 240% o módulo em relação aos filmes sem carga, mostrando que estes nanocristais são um meio de manter atraente a proposta de utilização de nanocompósitos a base de polímeros naturais devido as melhoras em suas propriedades, neste sistema em particular, os nanocristais mostraram ótima afinidade com a matriz, sendo eficientes na melhora de suas propriedades físicas.<br> / Abstract : The aim of this work intended to study the effect of the bleaching process of the fiber on the morphological features, crystallinity index and thermal behavior of the nanocrystals obtained by acid hydrolysis for subsequent application as reinforcement material in the starch-based films.Keeping the same hydrolysis conditions and varying the bleaching process between a basic and an acid process was found that the nanocrystals obtained had properties very distinct. Particle size, crystallinity index and thermal behavior was significantly affected under the bleaching process. The nanocrystals obtained after bleaching acid showed smaller dimensions, crystallinity and thermal resistance compared to the nanocrystals obtained after bleaching in basic medium, showing that the crystalline domains of cellulose were affected by this stage and that it is vital for a process optimization. The incorporation of these materials in small amounts (1, 3 and 5%) on the starch / glycerol film brought a decrease in water vapor permeability, a property appreciated in the food industry, and increases up to 207% elongation at 240 % module in relation to the films without charge, showing that these nanocrystals are an attractive way to keep the proposed use of the nanocomposites based on natural polymers due to improvements in their properties, this particular system, the nanocrystals have shown great affinity the matrix, being efficient in the improvement of their physical properties.