O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da pectina, de alta (HMP) e de baixa (LMP) metoxilação, e da célula se nos níveis séricos de : a) colesterol total; b) triglicerídeos; c) HOL- colesterol; d) LOL- colesterol em ratos hiperlipidêmicos. Também foram realizadas as determinações dos níveis plasmáticos de ureia e glicose. O ensaio foi conduzido no laboratório de Bromatologia e Nutrição Experimental do Departamento de Economia Doméstica da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ/USP) no período de março a dezembro de 1997. Foram realizados dois experimentos em ratos machos e adultos, com peso médio inicial de 220 a 250g. Os experimentos tiveram duração de 30 dias (primeiro ensaio biológico) e de 90 dias (segundo ensaio biológico). No primeiro ensaio os animais foram divididos em 13 grupos de seis. Um grupo recebeu uma dieta controle e as demais dietas com diferentes concentrações de pectinas e celulose. Houve redução no ganho de peso dos animais com o aumento dos níveis de fibra. Os tratamentos com celulose produziram menor efeito hipolipidêmico e os com HMP proporcionaram os resultados mais significativos. As dietas com 10 e 15% de HMP apresentaram maior capacidade de reduzir os níveis séricos de colesterol, triglicerídeos e ureia. O segundo ensaio foi conduzido com base nos resultados mais satisfatórios obtidos no primeiro experimento. Neste, os animais foram divididos em 4 grupos de 18. Um grupo recebeu a dieta controle, e os demais diferentes concentrações com HMP. Observou-se redução no ganho de peso dos animais tratados com pectina. Não houve reversão do efeito hipolipidêmico durante o período do ensaio. As dietas com 10 e 15% de HMP proporcionaram o efeito mais significativo na redução dos níveis plasmáticos de colesterol total, triglicerídeos, LOL- colesterol, ureia e glicose e no aumento dos níveis séricos da HOL- colesterol / The aim of this work was to evaluate the effect of high (HMP) and low (LMP) methoxyl pectin and cellulose on serum levels of: a) total cholesterol; b) tryglicerides; c) HDL-cholesterol, and d) LDL-cholesterol in hiperlipidemic rats. The plasmatic levels of urea and glucose were also determined. The trial was conducted at the Laboratório de Bromatologia e Nutrição Experimental do Departamento de Economia Doméstica da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ/USP) from March throgh December, 1997. Two experiments were performed in rats (Raftus norvegicus var. albinos, strain Wistar), male adults with initial average weight of 220 to 250 g. The experiments lasted 30 days (first biological trial) and 90 days (second trial). On the first biological trial animals were divided into 13 blocks of six rats each. One group received a standard diet (control) and the remaining ones were fed on diets with different levels of pectin (HMP and LMP) and cellulose (5; 10; 15, and 20%). Body weight decreased as fiber levels increased. Cellulose treatments produced a lesser hypolipidemic effect and those with HMP provided more significant results. Diets with 10 and 15% HMP had a higher capacity to reduce the serum cholesterol, triglycerides, and urea. The second trial was based on the more satisfactory results found in the first experiment. Here animals were divided into 4 groups of 18 rats each. One group received a standard diet (control) and the remaining ones were fed on different concentrations of HMP (5, 10, 15%). Likewise the first trial, a decreased body weight was observed as pectin concentrations increased. No hypolipidemic effect reversion occurred during the trial period. Diets with 10 and 15% HMP had a more significant effect on reducing plasmatic levels of total cholesterol, triglycerides, LOL-cholesterol, urea, and glucose, and on the increased serum levels of the HOL-cholesterol fraction

O presente trabalho analisou a relação das características da madeira e polpa resultante, com a idade, visando a seleção precoce de materiais genéticos destinados a plantios em escala comercial. A madeira utilizada foi a de um híbrido (Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla) obtida a 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 anos pós-plantio. As características ensaiadas foram: densidade básica, percentagem de casca (volume e peso), dimensões das fibras, composição química e parâmetros da polpação Kraft (rendimento depurado, teor de rejeitos, número kappa e relações). Para este último objetivo, as madeiras de cada uma das idades foram cozidas com cinco cargas de álcali ativo: 13, 14, 15, 16 e 17%, mantendo-se constantes as outras variáveis de cozimento. Observou-se uma relação positiva entre a densidade básica e a idade. O modelo de variação longitudinal para densidade básica da árvore e semelhante para todas as idades com valores mais elevados na base e valores mínimos entre 25 e 50% da altura comercial. Da mesma forma, os modelos de variação da percentagem de casca, tanto em volume como em peso, no sentido base-topo, foram semelhantes aos obtidos para densidade básica e independentes da idade do material. Quanto às dimensões das fibras, para comprimento e espessura das paredes das fibras, notou- se uma tendência definida de aumento conforme o aumento da idade. As outras dimensões, largura e diâmetro do lume, não apresentaram modelos definidos de variação com a idade. Da mesma forma, a composição química não apresentou padrões definidos de variação com a idade. Notou-se quanto aos parâmetros da polpação um efeito diferenciado de cada uma das idades para as distintas cargas de álcali ativo. Os melhores resultados foram obtidos com baixa carga de álcali ativo (13 e 14%) a partir da idade de 4 anos. A influência da carga alcalina, independentemente da idade do material, mostrou uma tendência de reduzir o rendimento depurado e respectivo número kappa. / The present work analyzed the wood and resulting pulp characteristics related to the age, aiming at the precocious selection of genetic materials destined to commercial scale planting. Wood from a hybrid (Eucalytpus grandis x Eucalytpus urophylla) obtained at 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7 cycle years was employed. The studied characteristics were: basic density, bark percentage (volume and weight), fiber dimensions, chemical composition and Kraft pulping parameters (depurated yield, rejeds rote, kappa number and relations). For the later objective, wood from each age were cooked with five active alkali charges: 13, 14, 15, 16 e 17%, keeping the other cooking variables constant. A positive relation between the basic density and the age was observed. The longitudinal variation model for the tree basic density is similar for all of the ages showing higher values at the base, and minimum values between 25 e 50 percent of the comercial height. In the same way, the variation models for the bark percentage, either in volume as in weight, in the base-top direction, were similar to the ones obtained for the basic density and independent from the material age. As for the fiber dimensions, concerning the fiber walls length and thickness, it seemed to exist a trend of increase according to the increasing in age. The other dimensions, width and lumen diameter, did not present defined variation models related to age. Also the chemical composition did not present defined variation patterns with age. Regarding the pulping parameters, a differentiated effect of each of the ages, for the distinct active alkali charges, was observed. The best results were obtained with low active alkali charge (13 and 14 percent), starting at the age of 4 years. The alcaline charge influence, independent from the material age, showed a clear trend to reduce the depurated yield and respective kappa number.

Orientador: Andréia Marize Rodrigues / Banca: Otavio Jose de Oliveira / Banca: Ethel Cristina Chiari da Silva / Resumo: Os processos industriais podem gerar resíduos cujos impactos ambientais podem gerar discussões nas esferas sociais e empresariais. Entretanto, há uma distinção dos impactos ambientais provocados por processos manufatureiros de acordo com cada setor industrial. Dentre os setores que se apresentam com alto potencial de geração de resíduos em seus processos produtivos está o setor de celulose. A obtenção da celulose se dá por processos de polpação mecânica, química ou a combinação de ambas, porém, no contexto mundial e nacional, a imponência do processo químico Kraft com posterior branqueamento faz com que o Brasil se torne o quarto maior produtor de celulose do mundo. Desta maneira, o cenário do setor enfrenta um grande desafio: garantir que o processo produtivo seja inovador a ponto de proporcionar sustentabilidade e diminuição dos impactos ambientais. Este quadro demanda da indústria processadora um olhar constante para novas tecnologias, avaliações de desempenho e monitoramento de indicadores mediante o contexto apresentado. Neste sentido, oobjetivo geral deste trabalho consiste na elaboração de uma ferramenta que possa auxiliar as empresas produtoras de celulose Kraftbranqueada a avaliarem seu desempenho ambiental com relação à destinação dada a seus resíduos. Trata-se de um trabalho que possui os objetivos específicos: refinamento da teoria de Análise de Desempenho Ambiental, mapeamento do processo produtivo de celulose branqueada e levantamento dos resíduos gerados, além ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Industrial processes can generate waste whose environmental impacts can generate discussions in the social and business spheres. However, there is a distinction of the environmental impacts caused by manufacturing processes according to each industrial sector. Among the sectors that present themselves with high potential for waste generation in their production processes is the pulp sector. The production of cellulose is by mechanical, chemical or combination processes, but in the world and national context, the magnitude of the Kraft chemical process with subsequent bleaching causes Brazil to become the fourth largest pulp producer in world. In this way, the industry scenario faces a great challenge: ensuring that the production process is innovative to the point of providing sustainability and reducing environmental impacts. This framework demands from the processing industry a constant look at new technologies, performance evaluations and monitoring of indicators through the presented context. In this sense, the general objective of this work is the elaboration of a tool that can help the companies producing bleached Kraft pulp to evaluate their environmental performance in relation to the destination given to their residues. It is a work that has the specific objectives: refinement of the theory of Environmental Performance Analysis, mapping of the production process of bleached pulp and collection of waste generated, and the elaboration of the evaluation tool. At the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho visou o estudo da modificação química da celulose de linter (obtida de fonte de rápido crescimento e considerada a celulose de maior pureza isolada de fontes vegetais) através da sua derivatização em meio homogêneo, buscando-se a obtenção de materiais com características bem definidas e via um método que apresente boa reprodutibilidade. Dentre os derivados de celulose, os acetatos têm importância industrial significativa. No presente trabalho, acetatos de celulose obtidos no sistema de solvente cloreto de lítio/dimetilacetamida (LiCl/DMAc), com diferentes graus de substituição (GS) foram caracterizados através de 1H NMR, espectroscopia na região do infravermelho, viscosimetria e análises térmicas (DSC e TG). Através de métodos quantitativos aplicados às curvas termogravimétricas pode-se obter parâmetros cinéticos relacionados à decomposição térmica como a energia de ativação (Ea). Os resultados para os acetatos mostraram que conforme o GS aumenta, aumenta o grau de substituição de C2 e C3, e observa-se também aumenta Ea. Acetatos de celulose com diferentes GS foram utilizados para a obtenção de filmes a partir do mesmo sistema de solvente. Visando à obtenção de biocompósitos, filmes de acetatos de celulose com diferentes porcentagens de celulose foram preparados. Nestes filmes, os acetatos são considerados como matriz e a celulose como reforço, se tendo como pressuposto que as cadeias de celulose formarão agregados em solução, os quais serão mantidos nos filmes, atuando então como reforço. Este pressuposto é baseado em resultados de trabalhos anteriores, assim como estudos reológicos feitos no presente trabalho, que mostram que as cadeias de celulose se agregam, mesmo a baixas concentrações. Estes materiais foram caracterizados via difração de raios X, análises térmicas (DSC, TG e DMTA), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), solvatocromismo, dentre outras. A eliminação dos solventes após a obtenção dos filmes é um fator importante a ser considerado, e os resultados mostraram que o processo escolhido não leva a presença residual dos solventes utilizados. As imagens de MEV indicaram que fibras de celulose nos filmes de biocompósitos no geral não são visíveis em escala microscópica. Este resultado é promissor, pois sugere que as fibras de celulose podem estar presentes em escala nanométrica, já que para alguns filmes a ação como reforço foi observada, através da melhora em algumas propriedades. Ainda, a rugosidade dos filmes de biocompósitos foi alterada com a presença de celulose conforme mostram os resultados de AFM. Os resultados de DMTA indicaram que uma baixa porcentagem de celulose (5% de celulose) no filme de acetato de celulose com GS 0,8, foi suficiente para a ação como reforço ser observada, sugerindo que cadeias de celulose interagiram preferencialmente entre si, gerando estruturas supramoleculares de cadeias agregadas quando ainda no meio solvente (LiCl/DMAc), as quais permaneceram na preparação dos filmes. No entanto, para o filme obtido a partir de um GS maior (GS 1,5), o efeito de reforço da celulose nos filmes de biocompósitos ocorre apenas para a maior proporção de celulose (15% de celulose). Os resultados de ensaio à tração mostraram que dependendo da aplicação, ou seja, a necessidade de filmes mais resistentes à tração e maior rigidez, estes podem ser empregados. Adicionalmente, filmes de celulose e quitosana foram preparados no sistema de solvente NaOHaq./tiouréia. Nestes filmes, considera-se a quitosana como matriz e a celulose como agente de reforço. Acredita-se que as cadeias de celulose prefiram interagir entre si, gerando \"domínios\" de cadeias de celulose. Por este motivo, o termo biocompósito foi empregado também para estes filmes. Estes materiais foram caracterizados via difração de raios X, análises térmicas (DSC, TG e DMTA), biodegradação, sorção de umidade, microscopia de força atômica (AFM), dentre outras. Os resultados de difração de raios X mostram que o sistema de solvente não altera significativamente a cristalinidade dos filmes, comparativamente aos materiais de partida. As análises térmicas empregadas (TG e DSC) mostraram que a estabilidade térmica é alterada devido a presença dos dois polissacarídeos nos filmes de biocompósitos. O estudo de biodegradação dos filmes de biocompósitos em solo simulado mostrou que a velocidade de biodegradação está relacionada à proporção das regiões não cristalinas, que são mais acessíveis à água e aos microrganismos, isto é, quanto maior o valor de índice de cristalinidade, menor será a velocidade de biodegradação. Importante ressaltar que o comportamento destes filmes em relação à biodegradação está também relacionado com a morfologia apresentada pelos filmes. A análise de AFM mostrou que o aumento da proporção de quitosana nos filmes de biocompósitos leva a maiores valores de rugosidade. Os resultados obtidos para os filmes de quitosana, celulose e biocompósitos (quitosana/celulose), assim como para os filmes de acetato de celulose, celulose e biocompósitos (acetato de celulose/celulose) se mostraram promissores. / This work was aimed at studying the chemical modification of linters cellulose extracted from a source of rapid growth and considered the most pure cellulose from vegetable sources. Derivatization was carried out in a homogeneous medium to obtain materials with well-defined properties via a reproducible method. Here cellulose acetate was obtained with various degrees of substitution (DS) using the lithium chloride/dimethylacetamide system (LiCl/DMAc), being characterized with 1H NMR, infrared spectroscopy, viscometry measurements and thermal analysis (DSC and TG). The thermogravimetric curves were analyzed quantitatively, which allowed the determination of kinetics parameters for the thermal decomposition, including the activation energy (Ea). Ea and the substitution at C2 and C3 increased with increasing DS. Cellulose acetates with distinct DS were obtained in the form of films using the solvents mentioned above. Furthermore, biocomposite films were prepared with different contents of cellulose, in which the acetates were considered as matrices and the cellulose was the loading material. It is assumed that the cellulose chains form aggregates in solution, which will be preserved in the films, thus acting as reinforcement. This hypothesis was based on previous work and confirmed here with rheological data. We show that the cellulose chains are aggregated even at low concentrations. These films were characterized using X-ray diffraction, thermal analysis (DSC, TG and DMTA), size exclusion chromatography (SEC), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy. No residual solvent was present after film preparation. The SEM images indicated that the cellulose fibers in the biocomposite films are not visible at the microscopy scale, thus suggesting the presence of cellulose nanofibers. This is promising due to the possible enhancement in the mechanical properties, which was actually observed with a threshold percentage of only 5% of cellulose with DS 0.8. The cellulose chains apparently interacted among each other, generating supramolecular structures with aggregated chains in the LiCl/DMAc solvent. The film roughness investigated with AFM was altered by the presence of cellulose in the composite film. For the film obtained with cellulose acetate with GS 1.5, the effects from cellulose as reinforcement were only observed with higher content of cellulose (15%). According to the stress-strain tests, the films may be employed in applications requiring rigid, mechanically resistant materials. Cellulose/chitosan films were also prepared using NaOHaq./thiourea as solvent, in which chitosan served as the matrix. As in the biocomposite with cellulose acetate, the cellulose chains formed domains. The films were characterized using X-ray diffraction, thermal analysis (DSC, TG and DMTA), biodegradation tests, humidity sorption isotherms and AFM. The solvent did not affect the crystallinity of the sample, according to the XRD data. Through thermal analysis, it was inferred that the thermal stability was affected by the presence of chitosan in the biocomposite films. The study of biocomposite film degradation in a simulated soil showed that the rate of biodegradation is associated with the crystalline regions of the sample, which are more accessible to the water and the microorganisms. In other words, the higher the crystallinity the lower the biodegradation rate is. It is worth mentioning that the biodegradability also depends on the film morphology. The analysis of AFM images indicated that the film roughness increased with the content of chitosan. The results obtained with the films made with chitosan, cellulose and biocomposites (chitosan/cellulose), as well as for the films from cellulose acetate and cellulose acetate/cellulose, are promising.

A necessidade básica de corte de têxteis nos formatos convenientes ao posterior das peças dentro da indústria da confecção determinou o desenvolvimento dos diversos tipos de processos de corte atualmente existentes. Estes processos podem ser classificados em três grupos principais: corte mecânico, corte por laser e híbrido mecânico-térmico. O corte mecânico, que se utiliza de um agente de corte tal como faca, serra, prensa, etc., é de longe o mais empregado, devido principalmente seu baixo custo. Embora perfeitamente adequado para uma grande variedade das aplicações existentes, possui limitações específicas. O corte mecânico é adequado para cortes simultâneo de várias camadas de tecidos sobrepostas embora a velocidade de corte seja baixa. O processo de corte por laser tem sua principal vantagem na ausência de forças de corte sobre o material, permitindo um corte preciso. Além disso, permite altas velocidades de avanço. Suas principais desvantagens são o preço do equipamento e a impossibilidade de corte de várias camadas sobrepostas de tecido. O corte mecânico-térmico tem emprego bem mais limitado e consiste na degradação do material através do contato de uma ferramenta aquecida. Para têxteis tem sido usado até agora para seccionamento reto. A proposta aqui apresentada é de um novo processo de corte de têxteis apropriado ao retalhamento de tecidos dispostos em camadas sobrepostas que emprega um processo híbrido de degradação térmica do material combinada à ação mecânica de gumes de corte. Este processo consiste na utilização de uma fresa de topo eletricamente aquecida, que em decorrência da pequena área da seção transversal do circuito elétrico no comprimento de corte, da elevada resistividade elétrica do seu material e do valor elevado da corrente elétrica que o atravessa, tem a temperatura nesta região bastante elevada devido ao calor gerado pelo efeito Joule. Esta energia será absorvida pelo meio material que circunda a ferramenta, provocando a degradação localizada das fibras têxteis. Uma campânula cobre a região do contato entre a ferramenta e o tecido e em seu interior é injetado gás nitrogênio como forma de criar-se uma atmosfera inerte que iniba a combustão do tecido. O mecanismo de corte pode então ser sucintamente descrito como uma degradação térmica do material seguido da remoção mecânica dos seus resíduos pelas arestas de corte da ferramenta. Apropriado para o corte de várias camadas de tecido sobrepostas, sua maior vantagem está em sua capacidade de corte de figuras complexas que apresentem curvaturas bastante acentuadas. A combinação de um processo mecânico com o de degradação térmica permite que as forças de corte sejam baixas, garantindo desse modo a precisão do corte. Uma das áreas que possivelmente se beneficiaria deste tipo de equipamento seria o de confecção de roupas infantis, que utiliza extensivamente o recorte de figuras estampadas. Inicialmente pensado para o corte de têxteis de fibras naturais observou-se que o emprego acarretava a impregnação das peças com um persistente odor de queimado, o que se constitui uma restrição ao emprego do processo em artigos de vestuário e do lar. Contudo, no caso de têxteis sintéticos foi observado um desempenho bastante apreciável e que tenha como limitação apenas a soldagem das peças sobrepostas, o que pode ser evitado com a introdução de folhas de papel entre elas. Dos resultados obtidos no processo de corte observou-se que o seu desempenho é comparável a de outras tecnologias já estabelecidas, realçando-se que este processo pode ser certamente otimizado com o emprego de dispositivos que o levem a operar nas condições de maior rendimento e de outras medidas que diminuam as restrições atuais. / The basic necessity of cutting textiles into convenient forms for later processing within the confection industry has determined the various cutting methods in existence. These processes may be classified in three principle groups: mechanical cutting, laser cutting and hybrid mechanical-thermal cutting processes. Mechanical cutting, in which knives, saws, presses, etc. are employed, is by far the most used, due principally to the low costs involved. Although perfectly adequate for wide variety of applications, it possesses specific limitations. Mechanical cutting is adequate for straight cuts or of not very pronounced curvature and is efficient for over-layed simultaneous cuts, although the cutting velocity is low. The laser cutting process has as its principal advantage the lack of cutting forces on cut the material. As well as high advance speeds. The principal disadvantages are the price of the equipment and the impossibility of cutting various layers of material at the same time. Mechanical-thermal cutting is much less used and consists of the degradation of the material on contact with the heated cutter. The proposal here presented is of a new process of textile cutting of overlaid layers of material through the use of a hybrid process of thermal degradation of the material combined with the mechanical action of the cutting-edges. This process consists of the use of an electrically heated vertical mill which, as a result of the small cross-section of the electrical circuit formed by the length of the cut, the high resistivity of the material and of the electrical current that runs through it, possesses a high temperature in this region due the Joule effect. This energy is absorbed by the material that touches the cutting surface provoking the localized degradation of the textile fibers. A bell form covers the region of contact between cutter and material and nitrogen is injected into this space, being an inert gas that inhibits combustion of the material. The mechanism of the cut may thus be described as the thermal degradation of the material followed by the mechanical removal of the material and its residues by the tool cutting edges. Suitable for the cutting of various layers of material, the major advantage of this method is its capacity of cutting complex forms that include accentuated curvatures. The combination of mechanical process with thermal degradation permits low cutting forces, thus guaranteeing the precision of the cut. One area of use that could possibly benefit from this type of equipment is the confection of children and infant clothing, which makes extensive use of the cutting of printed designs. Initially intended for the cutting of natural textile fibers, the method is restricted to use for articles for home use due to the persistent burn odor observed during tests. For synthetic textiles was observed a good performance although occurs the edge welding of over-Iayed pieces. This may be evicted by the introduction of paper sheets between the fabric layers. The results of the tests show the performance of this process is comparable with others established technologies. However this process may be optimized with the use of devices that make the equipment to operate in the conditions of high efficiency and others that reduce the current restrictions.

A celulose é o polímero natural renovável disponível em maior abundância atualmente. Por possuir estrutura semicristalina, é possível extrair seus domínios cristalinos através de procedimentos que ataquem sua fase amorfa, como a hidrólise ácida, obtendo-se assim partículas cristalinas chamadas nanopartículas de celulose (NCs). Estas nanopartículas têm atraído enorme interesse científico, uma vez que possuem propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade e resistência à tração, semelhantes a várias cargas inorgânicas utilizadas na fabricação de compósitos. Além disso, possuem dimensões nanométricas, o que contribui para menor adição de carga à matriz polimérica, já que possuem maior área de superfície, quando comparadas às cargas micrométricas. Nanocompósitos formados pela adição destas cargas em matrizes poliméricas podem apresentar propriedades comerciais atraentes, como barreira a gases, melhores propriedades térmicas e baixa densidade, quando comparados aos compósitos tradicionais. Como se trata de uma carga com dimensões nanométricas, obtida de fontes renováveis, uma das principais áreas de interesse para aplicação deste reforço é em biopolímeros biodegradáveis. O poli(ácido lático) (PLA), é um exemplo de biopolímero com propriedades mecânicas, térmicas e de processamento superiores a de outros biopolímeros comerciais. No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de celulose (NCs), por meio de hidrólise ácida, utilizando-se três métodos distintos, com o objetivo de estudar o método mais eficiente para a obtenção de NCs adequadas à aplicação em compósitos de PLA. Os Métodos I e II empregam extração das NCs por meio do H2SO4, diferenciando-se apenas pela neutralização, a qual envolve diálise ou neutralização com NaHCO3, respectivamente. No Método III a extração das NCs foi realizada com H3PO4. As NCs foram caracterizadas por diferentes técnicas, como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados de caracterização das NCs indicaram que, a partir de todos os métodos utilizados, há formação de nanocristais de celulose (NCCs), entretanto, apenas os NCCs obtidos pelos Métodos II e III apresentaram estabilidade térmica suficiente para serem empregados em compósitos preparados por adição da carga no polímero em estado fundido. A incorporação das NCs em matriz de PLA foi realizada em câmara de mistura, com posterior moldagem por prensagem a quente. Compósitos obtidos por adição de NCs obtidas pelo Método II foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica, microscopia óptica, análises reológicas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição de NCs, extraídas pelo Método II, em matriz de PLA afetou o processo de cristalização do polímero, o qual apresentou maior grau de cristalinidade. Além disso, a adição de 3% em massa de NCs no PLA foi suficiente para alterar seu comportamento reológico. Os resultados reológicos indicaram que a morfologia do compósito é, predominantemente, composta por uma dispersão homogênea e fina da carga na fase matriz. Micrografias obtidas por MEV corroboram os resultados reológicos, mostrando, predominantemente a presença de partículas de NC em escala nanométrica. Compósitos de PLA com NCs obtidas pelo Método III apresentaram aglomerados de partículas de NC em escala micro e milimétrica, ao longo da fase matriz, e não foram extensivamente caracterizados. / Cellulose is the renewable natural polymer currently available in greatest abundance. Cellulose is a semicrystalline polymer, and it is possible to extract its crystalline domains through a procedure that destroys its amorphous phase, such as acid etching, so obtaining crystalline cellulose particles called cellulose nanoparticles (NC). These nanoparticles have attracted great scientific interest because they have mechanical properties similar to those of many inorganic types of filler used in polymer matrix composites, like elastic modulus and tensile strength. Moreover, they have nanometric dimensions, which contribute to lower filler contents in the polymer matrix, due to its increased surface area when compared to the one of micrometric fillers. Nanocomposites formed by adding these fillers into polymeric matrices can present attractive commercial properties such as gas barrier, improved thermal properties, and low density, when compared to traditional composites. As NC are nanometric scale fillers, obtained from renewable sources, there is a great interest in their application into biodegradable biopolymer matrixes. Poly (lactic acid), PLA, is an example of biopolymer that presents improved thermal, mechanical and processing properties, when compared to the ones of other commercial biopolymers. In this work, cellulose nanoparticles (NC) were obtained, via acid hydrolysis, using three different methods, in order to study the most efficient method to obtain NC suitable to be used in polymer matrix composites. NC obtention methods I and II employ extraction by H2SO4. Methods I and II differ only in the neutralization step, which involves dialysis, for Method I, and neutralization with NaHCO3, for Method II. In Method III, the extraction of the NCs was performed using H3PO4. The NC were characterized by different techniques such as X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), infrared absorption spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). The characterization results indicated that all methods yielded cellulose nanocrystals. However, only NC obtained by methods II and III showed sufficient thermal stability to be used in composites prepared by melt mixing. The NC/PLA composites were prepared in a mixing chamber, followed by hot press molding. The composites with addition of NC obtained by Method II were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), TG, optical microscopy, rheological analysis and scanning electron microscopy (SEM). The cellulose nanoparticles extracted by Method II affected the crystallization process of the PLA. The composite presented a higher degree of crystallinity than the pure matrix. Furthermore, the addition of 3 wt% of the NC in PLA was enough to change its rheological behavior. The rheological results indicated that the morphology is predominantly composed by a fine and homogeneous dispersion of the filler in the matrix. The SEM micrographs corroborate the rheological data, showing, predominantly, NC particles in nanometric scale. Composites with NC obtained by Method III presented micro and milimetric scale clusters of NC particles in the matrix phase and were not extensively characterized.

Este trabalho aborda o estudo do comportamento mecânico e térmico do nanocompósito híbrido de polipropileno com uma argila brasileira bentonítica do Estado da Paraíba (PB), conhecida como \"chocolate\" com concentração de 1, 2 e 5 % em massa com a adição de 1 e 2 % em massa de celulose proveniente de papel descartado. Foi utilizado nesse nanocompósito o agente compatibilizante polipropileno graftizado com anidrido maleico PP-g-AM com 3 % de concentração em massa, através da técnica de intercalação do fundido utilizando uma extrusora de dupla-rosca e, em seguida, os corpos de prova foram confeccionados em uma injetora. O comportamento mecânico foi avaliado pelos ensaios de tração, flexão e impacto. O comportamento térmico foi avaliado pelas técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). A morfologia dos nanocompósitos foi estudada pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A argila, a celulose e os nanocompósitos híbridos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e espectroscopia no infravermelho (FTIR). Nos ensaios mecânicos de tração houve um aumento de 11 % na tensão máxima em tração e 15 % no módulo de Young, para o nanocompósito com argila, PPA 5 %. No ensaio de impacto Izod, o nanocompósito com argila, PPA 2 % obteve um aumento de 63 % na resistência ao impacto. Para o nanocompósito híbrido PPAC 1 % houve aumento de 8 % na tensão máxima em tração e para o nanocompósito híbrido PPAC 2 % houve aumento de 14 % na resistência ao impacto. / This work concerns to the study of the mechanical and thermal behavior of the hybrid polypropylene nanocomposite with a Brazilian bentonite clay from State of Paraíba (PB), known as \"Chocolate\" in concentrations of 1, 2 and 5 % by weight with addition of 1 and 2 % in weight cellulose discarded bond paper. The compatibilizer agent based on maleic anhydride grafted polypropylene, known as PP-g-MA, was added at 3 % weight concentration through the melt intercalation technique using a twin-screw extruder, and afterwards, the specimens were prepared by injection process. The mechanical behavior was evaluated by strength, flexural strength and impact tests. The thermal behavior was evaluated by the differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). The morphology of the nanocomposites was studied by the technique of scanning electron microscopy (SEM). The clay, cellulose and the hybrid nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and infrared spectroscopy (FTIR). Results of mechanical tests showed an 11 % and 14 % increase in the tensile strength and Young\'s modulus, respectively, for the nanocomposite PPA 5 % with clay. The nanocomposite PPA 2 % with clay obtained a 63 % increase in strength Izod impact test. The hybrid nanocomposite PPAC 1 % obtained an 8 % increase in tensile strength. In the Izod impact test, the hybrid nanocomposite PPAC 2 % obtained 14 % increased in the impact strength.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do processo de polpação Lo- Solids® em relação ao processo de polpação convencional para obtenção de polpa celulósica não branqueável (número kappa 58±2). A espécie de madeira utilizada foi Pinus taeda com 9 anos de idade, que se constitui na principal espécie utilizada no Brasil para obtenção de polpa de fibra longa. Para isso foram realizados cozimentos convencionais com fator H de 2300 e carga alcalina variável visando a obtenção do número kappa especificado. Devido a complexidade de simulação do processo Lo- Solids®, utilizou-se nesse trabalho um conjunto de cozimentos Lo-Solids® com fator H de 2000 e diferentes níveis de carga alcalina visando a obtenção de polpas com diferentes números kappa. Para efeito de comparação os parâmetros relacionados as polpas referentes ao processo Lo-Solids® foram interpolados para número kappa obtido experimentalmente para processo convencional. Também foi realizado um estudo do licor negro ao longo do cozimento, para isso amostras de licor foram coletadas dos processos a cada 20 minutos; foram analisados o teor de lignina, sólidos totais, sólidos orgânicos, sólidos inorgânicos, pH e álcali ativo residual, os resultados obtidos permitem uma melhor avaliação desses parâmetros durante o processo de polpação. A análise de lignina no licor negro ao invés do método tradicional realizado na polpa se constitui em um método prático, rápido e confiável que permite um monitoramento online do processo. Os resultados da curva alcalina realizada para o processo Lo-Solids® mostraram grande sensibilidade do processo em relação a carga alcalina; o aumento de álcali no cozimento proporcionou grande redução do número kappa, decréscimo do rendimento da polpa e da formação de ácidos hexenurônicos e aumento da seletividade. Os resultados de polpação mostraram que o processo convencional apresentou maior rendimento bruto comparado ao Lo-Solids®, porém quando comparado ao rendimento depurado ambos os processos apresentaram valores similares, sem diferença significativa. Assim o teor de rejeitos foi maior para o processo de polpação convencional. Foi observado também, maior formação de ácidos hexenurônicos no processo Lo-Solids®. Em relação ao estudo do licor ao longo dos processos de polpação, foi possível a identificação das distintas fases de deslignificação: inicial, principal e residual para ambos os processos. Para o processo convencional 23% da lignina inicial da madeira foi removida durante a fase de impregnação, enquanto que aproximadamente 55% da lignina da madeira foi removida na fase de cozimento; a fase de deslignificação principal teve início ainda durante o período de impregnação. No processo de polpação Lo-Solids® com diferentes cargas alcalinas a deslignificação da madeira apresentou a mesma tendência, sendo que aproximadamente 16% da lignina inicial da madeira foi removida durante a impregnação, 46 a 56% na fase de cozimento e 6 a 12% na etapa de lavagem. A deslignificação na fase inicial de cozimento se mostrou mais eficiente para o processo Lo-Solids® quando comparado ao convencional. / The present study aimed to evaluate the efficiency of the Lo-Solids® pulping process in relation to conventional pulping process to obtain unbleachable pulp (kappa number 58±2). Pinus taeda wood with 9 years old was used, for being the main specie used in Brazil for obtaining long fiber pulp. Conventional cooking was performed with H factor of 2300 and changeable alkali charge in order to obtain specified kappa number. Due to complexity in simulating Lo-Solids® process, a set of Lo-Solids® cooking was used in this study with H factor of 2000 and several alkali charges levels in order to obtain pulps with different kappa numbers. For comparison the parameters related to pulps from Lo-Solids® process were interposed to kappa number experimentally obtained for conventional process. It was also performed a black liquor study during cooking, liquor samples were collected from the processes every 20 minutes; lignin amount, total solids, organic solids, inorganic solids, pH and residual active alkali were analyzed, the results allowed a better interpretation of these parameters during pulping process. The analysis of lignin in black liquor performed in pulp instead of the traditional method consisted of a practical, fast and reliable method, which allows on-line monitoring of the process. The results of the alkali curve performed for Lo-Solids® process showed great sensibility of the process in relation to alkali charge. Alkali increase during cooking provided great kappa number reduction, decline in pulp yield and hexenuronic acids formation, and selectivity increase. Pulping results showed that the conventional process presented greater total yield compared to Lo-Solids®, however, when compared to screened yield both process presented similar values, without significant difference. Therefore rejects amount was greater for conventional pulping process. It was also observed greater hexenuronic acids formation during Lo-Solids® process. Regarding liquor study along pulping processes, identification of the different delignification phases was possible: initial, principal and residual for both processes. For conventional process 23% of the wood initial lignin was removed during impregnation phase, while approximately 55% of the wood lignin was removed during cooking phase; the principal delignification phase initiated during impregnation period. At Lo-Solids® pulping process with diverse alkali charges wood delignification presented the same tendency; about 16% of the wood initial lignin was removed during impregnation, 46 to 56% during cooking phase and 6 to 12% at washing phase. Delignification at initial cooking phase was more efficient for Lo-Solids® process when compared to the conventional process.

Resumo: Com os avanços tecnológicos da agroindústria no Brasil, o bagaço passou a ser valorizado como fonte de energia, respondendo pelas necessidades energéticas da própria usina. A caracterização da biomassa deve fornecer informações sobre as propriedades determinantes, particulares a cada aplicação. Neste estudo, foi determinado o comportamento térmico do bagaço da cana-de-açúcar, com e sem sacarose, empregando diferentes variedades de cana (SP 81-3250, RB 815113, RB 855156 e RB 867515), e realizada a extração de lignina e celulose. Foram realizados ensaios empregando mufla convencional e automática, para a análise de umidade e cinzas, a fim de quantificar os teores dessas e avaliar a precisão e exatidão entre os dois métodos, a considerar a importância da validação metodológica. A caracterização e avaliação do bagaço, lignina, celulose e hemicelulose das diversas variedades de cana foram realizadas por meio de técnicas de análise térmica (TG-DTG), análise térmica diferencial (DTA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e espectrometria de absorção na região do infravermelho (IV). As curvas DSC, tais como os espectros de absorção de IV para as ligninas extraídas dos bagaços são como uma impressão digital das ligninas presentes em cada variedade de cana-de-açúcar. As curvas DSC para o bagaço com e sem sacarose em atmosfera oxidante sugerem que as variedades RB 855156 e RB 867515 são aquelas que apresentam alta capacidade de geração de energia calorífica. As ligninas presentes nos bagaços são as responsáveis pelo maior potencial energético gerado durante a queima nas caldeiras das usinas. / Abstract: With the technological progresses of the sugarcane agroindustry in Brazil, the bagasse started to be more valued as source of energy, responsible for the one needs of the own plant. The characterization of the biomass should supply information on the decisive properties, matters to each application. In this study, it was certain the thermal behavior of the sugarcane bagasse, with and without sucrose, using different cane varieties (SP 81-3250, RB 815113, RB 855156 and RB 867515), and accomplished the lignin extraction and cellulose coming of each variety. They were also accomplished, analysis using conventional muffle and automatic, for the humidity analysis and ashes, in order to quantify the amount of those and to evaluate the precision and accuracy between the two methods, to consider the importance of the methodological validation. The characterization and evaluation of the bagasse, lignin, cellulose and hemicellulose of the several cane varieties were accomplished through techniques of thermogravimetric analysis (TG-DTG), differential thermal analysis (DTA), differential scanning calorimetry (DSC) and infrared analysis (IV). The DSC curves like IR ones of lignin shown a finger print of the extracted lignin from each sugarcane variety. DSC curves from bagasse with and without sucrose under oxidative atmosphere allow suggesting that the varieties RB 855156 and RB 867515 are those present hight capacity to generation of calorific energy. The existent lignins in the bagasse are the responsible for the largest energy potential generated during it burns in the boilers of the plants. / Orientador: Clóvis Augusto Ribeiro / Coorientador: Fernando Luis Fertonani / Banca: Eny Maria Vieira / Banca: Ana Rita de Araujo Nogueira / Mestre

Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. / Orientador: Patrícia Raquel Silva. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental.