A nanotecnologia aplicada a espumas poliméricas é um campo emergente, pois permite que, mesmo com baixos teores de cargas, obtenham-se diferentes morfologias celulares durante a expansão das espumas. Com a alteração da morfologia celular em uma espuma polimérica, diferentes propriedades podem ser atribuídas e associadas às espumas poliméricas. Com base nisto, neste trabalhou foi avaliada a influência da incorporação de micro e nanofibras de celulose em composições de diversas espumas poliméricas, produzidas com diferentes matrizes poliméricas e diferentes métodos de expansão. Para a realização deste estudo, o mesmo foi dividido em 4 etapas. Na etapa I, foram utilizadas nanofibras de celulose longas e curtas, obtidas por desfibrilação mecânica e as nanofibras foram secadas por extração supercrítica e liofilização. A celulose foi incorporada em uma matriz polimérica de poli(ácido láctico) - PLA, um polímero biodegradável, e as espumas de PLA foram produzidas por um método não-convencional de produção de espumas de PLA, no qual foi utilizado agentes químicos de expansão (azodicarbonamida) e a expansão foi produzida pelo método de expansão livre de pressão Na etapa II, nanofibras curtas de celulose e nanofibras curtas de celulose acetilada, ou seja, fibras hidrofílicas e hidrofóbicas, foram incorporadas em uma matriz polimérica de poli(etileno-co-acetato de vinila) - EVA, pelo método de via úmida, no qual foi utilizada a suspensão de celulose (com baixo teor de água), junto com aditivos surfactantes e dispersantes. As espumas de EVA foram produzidas por compressão, pelo método de pressão constante, com o uso de agentes químicos (azodicarbonamida) de expansão e reticulantes (peróxido de dicumila). Na etapa III, nanofibras de celulose longas e curtas foram incorporadas no EVA, também pelo método de via úmida, com auxílio de surfactantes e dispersantes, porém a expansão das espumas foi realizada em uma autoclave, utilizando CO2 no estado supercrítico como agente físico de expansão e sem a presença de agentes reticulantes. Neste capítulo também foram avaliadas as diferentes condições de operação do equipamento, como temperatura e pressão, avaliando a influência destes parâmetros na expansão das espumas com CO2 no estado supercrítico Na etapa IV, foi avaliado o desenvolvimento de diferentes formulações de espumas flexíveis de poliuretano (PU) com células abertas, e com diferentes teores de celulose microcristalina. As espumas foram desenvolvidas para produção de sorventes, utilizadas na remediação de desastres que envolvem o derramamento de óleos em ambientes aquáticos. Foram produzidas espumas com diferentes densidades e com diferentes teores de celulose, e as mesmas foram revestidas com um organosilano (trietoxivinilsilano) para aumentar o grau de hidrofobicidade e seletividade da espuma de PU ao óleo. Como resultados principais, em geral observa-se que a presença da celulose atua como sítios para indução de uma maior nucleação de células durante a expansão das espumas, com isso, modificando a estrutura celular das espumas e promovendo, em geral, aumento na resistência mecânica por compressão das espumas sem comprometer ou alterar significativamente a densidade destas. / Nanotechnology applied to polymeric foams is an emerging field, since it allows, even with low filler content, to obtain different cell morphologies. With cell morphology change in polymeric foams, different properties can be assigned and associated to the polymeric foams. Based on this, this work evaluates the influence of the incorporation of micro and nanocellulose fibers in various polymer foams compositions, produced with different polymer matrices and different expansion methods. This study was divided into 4 stages. In stage I, it was used long and short cellulose nanofibers, obtained by mechanical defibrillation and the nanofibers were dried by supercritical extraction and lyophilization. The cellulose was incorporated in a poly(lactic acid) - PLA matrix, a biodegradable polymer, and PLA foams were produced by an unconventional method of producing PLA foam, using chemical foaming agent (azodicarbonamide) and on expansion process by free expansion method. In phase II, short cellulose nanofibers and short acetylated cellulose nanofibers, i.e., hydrophilic and hydrophobic fibers, were incorporated in a polymeric matrix of poly(ethylene-co-vinyl acetate) - EVA, by a wet method, in which it was used the suspension of cellulose (with low water content), together with surfactants and dispersants The EVA foams were produced by compression, at constant pressure using chemical foaming agents (azodicarbonamide) and crosslinking agents (dicumyl peroxide). In stage III, long and short cellulose nanofibers were incorporated into EVA, also by the wet method, with the aid of surfactants and dispersants, but the expansion of the foam was carried out in an autoclave using CO2 in supercritical state, as the physical foaming agent and without the presence of crosslinkers agent. In this section, it was also evaluated different conditions of the equipment operation, such as temperature and pressure, assessing the influence of these parameters on the foams expansion with CO2 in supercritical state. In step IV, it was evaluated the development of different formulations of flexible polyurethane foams (PU) with open cells, and with different levels of microcrystalline cellulose. The foams were developed for the production of sorbents, used in remediation of disasters involving oil spills in aquatic environments PU foams were produced with different densities and different cellulose contents, and they have been coated with an organosilane (triethoxyvinylsilane) to increase the hydrophobicity degree and selectivity of the PU foam to the oil. As main results, it was generally observed, that the presence of the cellulose into the foams act as sites for induction of a higher cells nucleation during expansion, thereby modifying the cell structure of the foam and by this, promoting in general an increase in mechanical strength without compromising or significantly alter the density of the foam.

A nanotecnologia aplicada a espumas poliméricas é um campo emergente, pois permite que, mesmo com baixos teores de cargas, obtenham-se diferentes morfologias celulares durante a expansão das espumas. Com a alteração da morfologia celular em uma espuma polimérica, diferentes propriedades podem ser atribuídas e associadas às espumas poliméricas. Com base nisto, neste trabalhou foi avaliada a influência da incorporação de micro e nanofibras de celulose em composições de diversas espumas poliméricas, produzidas com diferentes matrizes poliméricas e diferentes métodos de expansão. Para a realização deste estudo, o mesmo foi dividido em 4 etapas. Na etapa I, foram utilizadas nanofibras de celulose longas e curtas, obtidas por desfibrilação mecânica e as nanofibras foram secadas por extração supercrítica e liofilização. A celulose foi incorporada em uma matriz polimérica de poli(ácido láctico) - PLA, um polímero biodegradável, e as espumas de PLA foram produzidas por um método não-convencional de produção de espumas de PLA, no qual foi utilizado agentes químicos de expansão (azodicarbonamida) e a expansão foi produzida pelo método de expansão livre de pressão Na etapa II, nanofibras curtas de celulose e nanofibras curtas de celulose acetilada, ou seja, fibras hidrofílicas e hidrofóbicas, foram incorporadas em uma matriz polimérica de poli(etileno-co-acetato de vinila) - EVA, pelo método de via úmida, no qual foi utilizada a suspensão de celulose (com baixo teor de água), junto com aditivos surfactantes e dispersantes. As espumas de EVA foram produzidas por compressão, pelo método de pressão constante, com o uso de agentes químicos (azodicarbonamida) de expansão e reticulantes (peróxido de dicumila). Na etapa III, nanofibras de celulose longas e curtas foram incorporadas no EVA, também pelo método de via úmida, com auxílio de surfactantes e dispersantes, porém a expansão das espumas foi realizada em uma autoclave, utilizando CO2 no estado supercrítico como agente físico de expansão e sem a presença de agentes reticulantes. Neste capítulo também foram avaliadas as diferentes condições de operação do equipamento, como temperatura e pressão, avaliando a influência destes parâmetros na expansão das espumas com CO2 no estado supercrítico Na etapa IV, foi avaliado o desenvolvimento de diferentes formulações de espumas flexíveis de poliuretano (PU) com células abertas, e com diferentes teores de celulose microcristalina. As espumas foram desenvolvidas para produção de sorventes, utilizadas na remediação de desastres que envolvem o derramamento de óleos em ambientes aquáticos. Foram produzidas espumas com diferentes densidades e com diferentes teores de celulose, e as mesmas foram revestidas com um organosilano (trietoxivinilsilano) para aumentar o grau de hidrofobicidade e seletividade da espuma de PU ao óleo. Como resultados principais, em geral observa-se que a presença da celulose atua como sítios para indução de uma maior nucleação de células durante a expansão das espumas, com isso, modificando a estrutura celular das espumas e promovendo, em geral, aumento na resistência mecânica por compressão das espumas sem comprometer ou alterar significativamente a densidade destas. / Nanotechnology applied to polymeric foams is an emerging field, since it allows, even with low filler content, to obtain different cell morphologies. With cell morphology change in polymeric foams, different properties can be assigned and associated to the polymeric foams. Based on this, this work evaluates the influence of the incorporation of micro and nanocellulose fibers in various polymer foams compositions, produced with different polymer matrices and different expansion methods. This study was divided into 4 stages. In stage I, it was used long and short cellulose nanofibers, obtained by mechanical defibrillation and the nanofibers were dried by supercritical extraction and lyophilization. The cellulose was incorporated in a poly(lactic acid) - PLA matrix, a biodegradable polymer, and PLA foams were produced by an unconventional method of producing PLA foam, using chemical foaming agent (azodicarbonamide) and on expansion process by free expansion method. In phase II, short cellulose nanofibers and short acetylated cellulose nanofibers, i.e., hydrophilic and hydrophobic fibers, were incorporated in a polymeric matrix of poly(ethylene-co-vinyl acetate) - EVA, by a wet method, in which it was used the suspension of cellulose (with low water content), together with surfactants and dispersants The EVA foams were produced by compression, at constant pressure using chemical foaming agents (azodicarbonamide) and crosslinking agents (dicumyl peroxide). In stage III, long and short cellulose nanofibers were incorporated into EVA, also by the wet method, with the aid of surfactants and dispersants, but the expansion of the foam was carried out in an autoclave using CO2 in supercritical state, as the physical foaming agent and without the presence of crosslinkers agent. In this section, it was also evaluated different conditions of the equipment operation, such as temperature and pressure, assessing the influence of these parameters on the foams expansion with CO2 in supercritical state. In step IV, it was evaluated the development of different formulations of flexible polyurethane foams (PU) with open cells, and with different levels of microcrystalline cellulose. The foams were developed for the production of sorbents, used in remediation of disasters involving oil spills in aquatic environments PU foams were produced with different densities and different cellulose contents, and they have been coated with an organosilane (triethoxyvinylsilane) to increase the hydrophobicity degree and selectivity of the PU foam to the oil. As main results, it was generally observed, that the presence of the cellulose into the foams act as sites for induction of a higher cells nucleation during expansion, thereby modifying the cell structure of the foam and by this, promoting in general an increase in mechanical strength without compromising or significantly alter the density of the foam.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-05-04T13:24:11Z No. of bitstreams: 1 2017_ElianedaSilvaSimplicio.pdf: 7450857 bytes, checksum: 6ffa56e1b72eb93822986ebc4afdf423 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-05-18T13:01:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ElianedaSilvaSimplicio.pdf: 7450857 bytes, checksum: 6ffa56e1b72eb93822986ebc4afdf423 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T13:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ElianedaSilvaSimplicio.pdf: 7450857 bytes, checksum: 6ffa56e1b72eb93822986ebc4afdf423 (MD5) / O desenvolvimento de novos materiais utilizando como matéria-prima resíduos lignocelulósicos tem sido alvo de inúmeras pesquisas, visto o potencial e a disponibilidade destas matrizes, além da oportunidade de diversificação de produtos de interesse em vários setores produtivos no país. Neste contexto, o isolamento de nanofibras de celulose (NFC) a partir da fração celulósica de diversas fontes vegetais propicia a obtenção de nanoestruturas com elevada área superficial, cristalinidade e razão de aspecto, o que é de interesse para a prospecção de produtos diferenciados. Desse modo, o objetivo deste trabalho consiste no isolamento e caracterização de nanofibras de celulose de bagaço de cana-de-açúcar e engaços de dendê. Para tanto, é necessário primeiramente purificar a celulose e então realizar a hidrólise enzimática. O bagaço de cana e os engaços de dendê in natura foram secos, moídos e tratados com solução de clorito de sódio (2%) acidificada com ácido acético e posteriormente com solução de hidróxido de potássio (6%). Também avaliou-se o tratamento das fibras in natura por autohidrólise em diferentes condições (180 e 200 °C entre 10 e 30 min) aliado ao uso do clorito de sódio (2%) com um número reduzido de extrações, a fim de minimizar o uso de produtos químicos, tempo e geração de resíduos. As polpas obtidas pelos tratamentos com NaClO2/KOH e por autohidrólise/NaClO2 foram hidrolisadas utilizando coquetel de celulases de Trichoderma reesei a 50 °C, pH = 5,0 e agitação de 200 rpm por 24, 48 e 72 horas. As NFC extraídas foram caracterizadas quanto a morfologia, dimensões, cristalinidade, estabilidade térmica e carga superficial. Os resultados evidenciaram a obtenção de nanofibras com morfologia fina, alongada e espessura inferior a 20 nm, a partir da hidrólise das polpas de celulose de bagaço de cana e engaços de dendê branqueadas pelo uso do NaClO2/KOH e autohidrólise (180 °C/20 minutos e a 200 °C/10 minutos) combinado ao uso do NaClO2 (2%). Os melhores resultados avaliados foram obtidos para as nanoestruturas extraídas a partir da celulose obtida por autohidrólise a 200 °C por 10 minutos/clorito de sódio (2%) devido a menor espessura das nanoestruturas e o decréscimo não acentuado da cristalinidade, além da redução do uso de produtos químicos e resíduos gerados. Para as NFC 4 de bagaço de cana-de-açúcar a espessura variou entre 9,81 e 7,08 nm, de acordo com o aumento do tempo de hidrólise, com uma cristalinidade estimada entre 63,67 e 50,41%. Para as NFC 9 de engaços de dendê observou-se a obtenção de nanoestruturas com espessura entre 10,8 e 7,92 nm. A cristalinidade desses sistemas também sofreu um descréscimo, entre 52,68 e 33,31%, em virtude da degradação da celulose pelas enzimas em um maior tempo de hidrólise. A carga superficial das NFC isoladas apresentou potencial zeta -11 e -22 mV, no entanto a dispersão diluída de NFC apresentou estabilidade após armazenamento por meses. A análise termogravimétrica evidenciou que as NFC são mais estáveis termicamente que as fibras lignocelulósicas in natura e apresentam comportamento térmico semelhantes, mas com a diminuição na estabilidade térmica em função da redução da cristalinidade com o aumento do tempo de hidrólise, tendo o início da degradação entre 186 e 220 °C. Os resultados obtidos indicam que a hidrólise enzimática é capaz de extrair NFC desde que sejam controlados os tempos de reação (inferiores a 48 horas), de forma a não comprometer a cristalinidade e a estabilidade térmica das nanoestruturas isoladas. A via enzimática consiste em uma rota promissora e alternativa ao uso tradicional de catalisadores ácidos, como o ácido sulfúrico e o ácido clorídrico, onde o uso de celulases apresenta vantagens relacionadas as condições mais brandas de reação (temperatura, pH, menor periculosidade e eliminação de problemas com corrosão de equipamentos), além da especificidade dos biocatalisadores. Desse modo, estudos vem sendo liderados de forma a avaliar novos coquetéis enzimáticos, carga enzimática e o estudo do tempo de reação quanto ao rendimento de nanofibras e a produção de açúcares. / The development of new materials using as raw material lignocellulosic residues has been the object of numerous researches, considering the potential and the availability of these matrices, besides the opportunity of diversification of the materials of interest in various productive sectors in the country. In this context, the isolation of cellulose nanofibers (NFC) from the cellulosic fraction of several vegetable sources leads to the production of nanostructures with high surface area, crystallinity and aspect ratio, which is interesting for prospection of differentiated products with high aggregate value. Therefore, the objective of this work consists in the isolation and characterization of nanofibers from sugarcane bagasse and oil palm empty-fruit bunch. Therefore, it is first necessary to purify the cellulose and then perform the enzymatic hydrolysis. The sugarcane bagasse and oil palm empty-fruit bunch in natura were dried, ground and treated with sodium chlorite solution (2%), acidified with acetic acid and then with potassium hydroxide solution (6%). The treatment of in natura fibers was also evaluated by autohydrolysis process under different conditions (180 and 200 °C between 10 and 30 minutes), followed by the use of sodium chlorite (2%) with a reduced number of extractions, in order to minimize the use of chemicals, time and waste generation. The pulps obtained by the NaClO2/KOH or autohydrolysis/NaClO2 treatments were hydrolyzed using the cocktail of cellulase of Trichoderma reesei, pH = 5,0 and stirring speed of 200 rpm for 24, 48 and 72 hours. The extracted NFC were characterized based on its morphology, dimensions, crystallinity, thermal stability and surface charge. The results evidenced the formation of fine and elongated nanofibers with thickness smaller than 20 nm, from the hydrolysis of sugarcane bagasse cellulose and oil palm empty-fruit bunch bleached by the use of NaClO2/KOH and autohydrolysis (180 °C/20 minutes at 200 °C/10 minutes) combined with the use of NaClO2 (2%). The best results were obtained for the nanostructures extracted from the cellulose obtained by autohydrolysis at 200 °C for 10 minutes/sodium chlorite (2%) due to the lower thickness of the nanostructures and the non-accentuated decrease in crystallinity, as well the reduced the use of chemicals and waste generated. For sugarcane bagasse NFC 4, the thickness varied between 9,81 and 7,08 nm, according to the increased hydrolysis time, with a crystallinity estimated between 63,67 and 50,41%. For the NFC 9 of oil palm empty-fruit bunch, nanostructures with thickness between 10,8 and 7,9 nm were observed. The crystallinity of these systems also decreased between 52,68 and 33,31%, due to the degradation of cellulose by enzymes in a longer hydrolysis time. The surface charge of the NFCs isolated showed negative zeta potential between -11 and -22 mV, however the diluted NFC dispersion showed stability after storage for months. The thermogravimetric analysis showed that NFC are more thermally stable than the in natura lignocellulosic fibers and presented similar thermal behavior, but there was a decrease of thermal stability as a function of the reduction of the crystallinity and increasing hydrolysis time, with an onset degradation temperature between 186 and 220 °C. The results indicated that the enzymatic hydrolysis is able to extracted the NFC by controlling the reaction time (less than 48 hours) in order to not compromise the crystallinity and the thermal stability of the isolated nanostructures. The enzymatic process is a promising route and alternative to the traditional use of acid catalysts, such as sulfuric acid and hydrochloric acid, where the use of cellulases has advantages related to the milder reaction conditions (temperature, pH, less danger and elimination of problems associated to equipment corrosion), as well as, the biocatalyst specificity. Thus, studies have been conducted in order to evaluate new enzyme cocktails, enzymatic loading and the study of the reaction time for nanofibers yield and sugar production.

A nanotecnologia aplicada a espumas poliméricas é um campo emergente, pois permite que, mesmo com baixos teores de cargas, obtenham-se diferentes morfologias celulares durante a expansão das espumas. Com a alteração da morfologia celular em uma espuma polimérica, diferentes propriedades podem ser atribuídas e associadas às espumas poliméricas. Com base nisto, neste trabalhou foi avaliada a influência da incorporação de micro e nanofibras de celulose em composições de diversas espumas poliméricas, produzidas com diferentes matrizes poliméricas e diferentes métodos de expansão. Para a realização deste estudo, o mesmo foi dividido em 4 etapas. Na etapa I, foram utilizadas nanofibras de celulose longas e curtas, obtidas por desfibrilação mecânica e as nanofibras foram secadas por extração supercrítica e liofilização. A celulose foi incorporada em uma matriz polimérica de poli(ácido láctico) - PLA, um polímero biodegradável, e as espumas de PLA foram produzidas por um método não-convencional de produção de espumas de PLA, no qual foi utilizado agentes químicos de expansão (azodicarbonamida) e a expansão foi produzida pelo método de expansão livre de pressão Na etapa II, nanofibras curtas de celulose e nanofibras curtas de celulose acetilada, ou seja, fibras hidrofílicas e hidrofóbicas, foram incorporadas em uma matriz polimérica de poli(etileno-co-acetato de vinila) - EVA, pelo método de via úmida, no qual foi utilizada a suspensão de celulose (com baixo teor de água), junto com aditivos surfactantes e dispersantes. As espumas de EVA foram produzidas por compressão, pelo método de pressão constante, com o uso de agentes químicos (azodicarbonamida) de expansão e reticulantes (peróxido de dicumila). Na etapa III, nanofibras de celulose longas e curtas foram incorporadas no EVA, também pelo método de via úmida, com auxílio de surfactantes e dispersantes, porém a expansão das espumas foi realizada em uma autoclave, utilizando CO2 no estado supercrítico como agente físico de expansão e sem a presença de agentes reticulantes. Neste capítulo também foram avaliadas as diferentes condições de operação do equipamento, como temperatura e pressão, avaliando a influência destes parâmetros na expansão das espumas com CO2 no estado supercrítico Na etapa IV, foi avaliado o desenvolvimento de diferentes formulações de espumas flexíveis de poliuretano (PU) com células abertas, e com diferentes teores de celulose microcristalina. As espumas foram desenvolvidas para produção de sorventes, utilizadas na remediação de desastres que envolvem o derramamento de óleos em ambientes aquáticos. Foram produzidas espumas com diferentes densidades e com diferentes teores de celulose, e as mesmas foram revestidas com um organosilano (trietoxivinilsilano) para aumentar o grau de hidrofobicidade e seletividade da espuma de PU ao óleo. Como resultados principais, em geral observa-se que a presença da celulose atua como sítios para indução de uma maior nucleação de células durante a expansão das espumas, com isso, modificando a estrutura celular das espumas e promovendo, em geral, aumento na resistência mecânica por compressão das espumas sem comprometer ou alterar significativamente a densidade destas. / Nanotechnology applied to polymeric foams is an emerging field, since it allows, even with low filler content, to obtain different cell morphologies. With cell morphology change in polymeric foams, different properties can be assigned and associated to the polymeric foams. Based on this, this work evaluates the influence of the incorporation of micro and nanocellulose fibers in various polymer foams compositions, produced with different polymer matrices and different expansion methods. This study was divided into 4 stages. In stage I, it was used long and short cellulose nanofibers, obtained by mechanical defibrillation and the nanofibers were dried by supercritical extraction and lyophilization. The cellulose was incorporated in a poly(lactic acid) - PLA matrix, a biodegradable polymer, and PLA foams were produced by an unconventional method of producing PLA foam, using chemical foaming agent (azodicarbonamide) and on expansion process by free expansion method. In phase II, short cellulose nanofibers and short acetylated cellulose nanofibers, i.e., hydrophilic and hydrophobic fibers, were incorporated in a polymeric matrix of poly(ethylene-co-vinyl acetate) - EVA, by a wet method, in which it was used the suspension of cellulose (with low water content), together with surfactants and dispersants The EVA foams were produced by compression, at constant pressure using chemical foaming agents (azodicarbonamide) and crosslinking agents (dicumyl peroxide). In stage III, long and short cellulose nanofibers were incorporated into EVA, also by the wet method, with the aid of surfactants and dispersants, but the expansion of the foam was carried out in an autoclave using CO2 in supercritical state, as the physical foaming agent and without the presence of crosslinkers agent. In this section, it was also evaluated different conditions of the equipment operation, such as temperature and pressure, assessing the influence of these parameters on the foams expansion with CO2 in supercritical state. In step IV, it was evaluated the development of different formulations of flexible polyurethane foams (PU) with open cells, and with different levels of microcrystalline cellulose. The foams were developed for the production of sorbents, used in remediation of disasters involving oil spills in aquatic environments PU foams were produced with different densities and different cellulose contents, and they have been coated with an organosilane (triethoxyvinylsilane) to increase the hydrophobicity degree and selectivity of the PU foam to the oil. As main results, it was generally observed, that the presence of the cellulose into the foams act as sites for induction of a higher cells nucleation during expansion, thereby modifying the cell structure of the foam and by this, promoting in general an increase in mechanical strength without compromising or significantly alter the density of the foam.

Submitted by JHONATAN MIGUEL SILVA (jhonatanmiguelsilva1@gmail.com) on 2018-05-12T23:55:51Z No. of bitstreams: 1 Jhonatan - Dissertação.pdf: 5809320 bytes, checksum: 8693f18360905b965eeef883e0a0adf8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-05-16T17:29:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_jm_me_araiq_int.pdf: 5809406 bytes, checksum: 051f3e06b8131e1f18b54e3f2392672e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T17:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_jm_me_araiq_int.pdf: 5809406 bytes, checksum: 051f3e06b8131e1f18b54e3f2392672e (MD5) Previous issue date: 2018-04-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos dias de hoje, cada vez mais se faz necessário a substituição de produtos não-biodegradáveis derivados do petróleo por novos materiais que, além de não agredirem o ambiente, atendessem a crescente a demanda tecnológica. Visto isso, a celulose vem despertando um grande interesse na produção de novos materiais pois é uma matéria-prima abundante, de baixo custo, renovável e apresenta propriedades ecologicamente compatíveis como a biodegradabilidade e não-toxicidade. O uso de materiais argilosos na produção de compósitos com a finalidade de aprimorar as propriedades mecânicas, térmicas, de barreira de gás, resistências a chama, entre outras, tem sido bastante recorrente. Atualmente, a Laponita vem sendo utilizada na produção de compósitos apresenta propriedades relevantes para tal aplicação como a grande expansibilidade de suas lamelas e elevada capacidade de troca catiônica. Além disso, por apresentar propriedades distintas das argilas de ocorrência natural, como o pequeno tamanho de cristalito, a capacidade de formar géis e filmes translúcidos e o reduzido conteúdo de metais de transição, a Laponita também tem sido utilizada como matriz na produção de complexos luminescentes intercalados. No presente trabalho foram produzidos e caracterizados bio-nanocompósitos na forma de filmes utilizando nanofibras de celulose (NFC) e Laponita (Lap), com diferentes proporções de argila em relação à massa total do filme (denominados de NFC, NFC/Lap X%, sendo X = 10, 20, 30, 40 e 50%) no qual, pelas imagens de microscopia eletronica de varredura (MEV) observou-se que houve a dispersão da Laponita e que a presença da argila na amostra promoveu um efeito de agregação das nanofibras de celulose. Já nos testes de termogravimetria (TG) foi possível apurar que a presença da Laponita aumentou a estabiliadade térmica do nanocompósitos, uma vez que com o aumento da argila na amostra houve um acrescimo na temperatura de degradação dos filmes. Por fim, por ser bastante hidrofílica, o aumento da quantidade de Laponita na amostra ocasionou em um aumento na permeabilidade ao vapor de água pelos filmes. Produziu-se também filmes com NFC e um híbrido luminescente da Laponita intercalada com complexos e Eu(III)-ligante TTA com diferentes proporções de argila em relação à massa total do filme (denominados de NFC, NFC/Lap@Eu3+(TTA)n X%, sendo X = 10, 20, 30, 40 e 50%) os quais, observando as imagens de MEV, possuem agregados de híbridos no emaranhado de fibras de celulose, indicando que tais compósitos apresentam uma composição heterogênea. Já nos testes de termogravimetria, nota-se que a presença do híbrido aumentou a estabilidade térmica dos filmes pelo deslocamento da temperatura de degradação para maiores comparado ao NFC isolado. Por fim, através dos testes de fotoluminescência, foi possível concluir que os filmes apresentam propriedades luminescentes, já que apresentam transições características do európio (5D0->7Fj, j = 0,1 ,2 ,3 e 4). Os diferentes materiais obtidos apresentaram propriedades distintas com possíveis aplicações como: filmes de separação ou adsorventes seletivos, sensores luminescentes e até mesmo na produção de materiais retardantes de chama. / 10 ABSTRACT Nowadays, it is increasingly necessary to replace non - biodegradable petroleum products with new materials that, in addition to not harming the environment, surpasses the increasing technological demand. Because of this, celul l ose has been of great interest in the pr oduction of new materials since it is an abundant raw material, low cost, renewable and presents ecologically compatible properties such as biodegradability and non - toxicity. The use of clay materials in the production of composites in order to improve the mechanical properties, thermal, gas barrier, flame resistance, among others, has been very recurrent. Currently, Laponite has been used in the production of composites presents properties relevant to such application as the great expansibility of its la ye rs and high cation exchange capacity. In addition, because it presents distinct properties of naturally occurring clays, such as the small size of crystallite, the ability to form gels and translucent films and the reduced content of transition metals, Lap onite has also been used as a matrix in the production of luminescent complexes inter layered . In the present work, nanocomposites in the form of films using cellulose nanofibres (C NF ) and Laponite (Lap), with different proportions of clay in relation to th e total mass of the film (denominated C NF , CNF /Lap X%, being X =10, 20, 30, 40 and 50%) were produced and characterized . The scanning electron microscopy (SEM) images showed Laponite a dispersion and that the presence of clay in the sample promoted an aggregation effect of the nanofibres of cellulose. In the tests of thermogravimetry (TG) it was possible to verify that the presence of Laponite increased the thermal stability of the nanocomposites, since with the increase of the clay in the sample there was an increase in the degradation temperature of the films. Finally, because it was very hydrophilic, the increase in the amount of Laponite in the sample caused an increase in the water vapor permeability of the films. C NF films and a Laponite luminescen t hybrid intercala yered with complexes and Eu (III) - li gand TTA were also produced with different clay proportions relative to the total film mass (termed C NF , C NF / L ap@ Eu 3+ (TTA) n X % , with X = 10, 20, 30, 40 and 50%), which, according to SEM images, have h ybrid aggregates in the cellulose fiber, indicating that these composites have a heterogeneous composition. In the tests of thermogravimetry , the presence of the hybrid increased the thermal stability of the films by displacing the temperature of degradati on to larger ones compared to the NFC alone. Finally, through the photoluminescence tests, it was possible to conclude that the films have luminescent properties, since they present characteristic transitions of europium ( 5 D 0 → 7 F j , j= 0, 1, 2, 3 and 4). The different materials obtained presented different properties with possible applications such as separation films or selective adsorbents, luminescent sensors and even in the production of flame retardant materials

A busca é cada vez maior por parte das indústrias para encontrar alternativas de uso para seus materiais de descarte. Considerando as vantagens da aplicação da poliamida 6,6 reciclada (PA66Rec), material de descarte da empresa Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda, o principal objetivo do trabalho foi a obtenção e caracterização de nanocompósitos a partir desse polímero sintético. Este material possui elevada temperatura de fusão e por esse e outros motivos, como o fato de possuírem mesma polaridade, as nanofibras de celulose (NFC) tornaram-se excelentes candidatas como reforço para essa matriz de poliamida 6,6. As poliamidas 6,6 são amplamente utilizadas na indústria automobilística, porém apesar desse grande interesse tecnológico nas mesmas, poucos estudos de compósitos poliméricos poliamida 6,6/celulose foram publicados. A fim de comparar os resultados obtidos foram preparados também nanocompósitos com matriz de poliamida obtida a partir de resina virgem (PA66) reforçados com NFC. Neste trabalho as NFC foram dispersas em ácido fórmico e a essa suspensão a matriz polimérica foi solubilizada. Foi considerado um branco desse pré-processamento, sem NFC, para comparação. As amostras foram então processadas por extrusão e moldagem por injeção. As propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram caracterizadas utilizando ensaio de tração, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de TG confirmaram a menor estabilidade térmica das amostras com NFC em relação as sem NFC. Os resultados de DSC das amostras obtidas com a PA66Rec indicaram que o pré-processamento e a adição de 1 e 2% em massa de NFC não modificaram significativamente as temperaturas de fusão e cristalização. O grau de cristalinidade da amostra com maior teor de NFC diminuiu, entretanto as imagens de MEV mostraram as NFC bem ancoradas na matriz e os resultados de ensaio mecânico revelaram que a adição de 1 e 2% de NFC levou a um aumento de 10% do módulo elástico, em média. Para as amostras obtidas com a PA66 a adição de NFC levou a um aumento do grau de cristalinidade de 16 para 23%, em média, justificando o aumento de 15% do módulo elástico encontrado no ensaio mecânico de tração. As imagens de MEV para todas as amostras revelaram a boa incorporação da NFC nas matrizes, bem como a boa dispersão das mesmas. Tanto o pré-processamento como a incorporação das NFC não prejudicou o módulo elástico e a resistência máxima à tração, podendo indicar uma alternativa de uso para poliamida 6,6 reciclada, dependendo da aplicação final do material. / The search by industry to find alternative uses for its materials disposal is increasing. Considering the advantages application of recycled polyamide 6,6 (PA66Rec), disposal material of Rhodia Polyamide and Specialities Ltd company, the main objective of the work was to obtain and characterize nanocomposites from this synthetic polymer. This material has a high melting temperature and for this and other reasons, like the fact that they have the same polarity, the cellulose nanofibers (CNF) have become excellent candidates as reinforcement to the matrix polyamide 6,6. The polyamides 6,6 are widely used in the automotive industry, but despite this great technological interest in them, few studies of polymer composite polyamide 6,6/cellulose were published. In order to compare the results obtained nanocomposites were also prepared with polyamide matrix obtained from virgin resin (PA66) reinforced with NFC. In this work the CNF were dispersed in formic acid and the polymer matrix was solubilized in this suspension. It was considered a control sample without CNF for this preprocessing for comparison. Then, the samples were processed by extrusion and injection molding. The mechanical, thermal and morphological properties were characterized using tensile test, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). The TG results confirmed the lower thermal stability of the samples with CNF compared with those without CNF. The DSC results obtained from the PA66Rec samples indicated that preprocessing and the addition of 1 and 2% mass fraction of CNF not significantly changes in melt and crystallization temperatures. The degree of crystallinity of the sample with a higher content of NFC decreased, however the SEM images showed the CNF well anchored in the matrix and the results of mechanical test showed that the addition of 1 and 2% NFC led to a 10% increase in the elastic modulus. For the samples obtained with PA66 the addition of CNF led to an increase in the degree of crystallinity of 16 to 23%, on average, justifying the 15% increase in the elastic modulus found in mechanical tests. The SEM images for all the samples showed good incorporation in the matrix of CNF and the good dispersion thereof. Any preprocessing such as the incorporation of NFC did not impair the elastic modulus and maximum tensile strength, and may indicate an alternative use for recycled polyamide 6,6, depending on the final application of the material.

No presente trabalho, foram preparados painéis rígidos compostos de polpa celulósica e nanofibras de celulose (NFC), utilizando como materiais aglomerantes o poli (metacrilato de metila) (PMMA) e uma resina acrílica comercial, empregados em suspensões aquosas do material celulósico e emulsões dos polímeros aglomerantes. Foi desenvolvido um novo método para a preparação dos materiais compósitos baseados em um processo de co-precipitação, onde o reforço de fibras de celulose e o polímero em emulsão são coagulados e isolados da fase aquosa. Foram investigadas misturas de resina/fibra contendo 25%, 50% e 75% de fibras em massa. O grande desafio encontrado foi a obtenção de dispersões homogêneas das fibras nas matrizes acrílicas, uma vez que a natureza hidrofílica da celulose em relação a natureza hidrofóbica das matrizes geralmente leva a separação entre os componentes e a formação de materiais heterogêneos. O processo estudado neste trabalho, conduziu à formação de placas espessas e homogêneas que foram moldadas por prensagem à quente. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), ensaio dinâmico mecânico (DMA), ensaio de tração, absorção de água e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias obtidas por MEV mostraram uma boa dispersão e adesão interfacial das NFC com os materiais acrílicos. Os ensaios de DMA e ensaios de tração evidenciaram o efeito de reforço superior NFC em relação a polpa celulósica. O comportamento dos compósitos obtidos com as NFC foi muito superior do que comportamento dos painéis obtidos com a polpa de celulose. O método desenvolvido para a produção de placas de polímeros acrílicos com altos teores de fibras de celulose se mostrou eficaz, sendo demonstrado o potencial das NFC como material de reforço. / In this work, there were prepared rigid panels of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and a commercial acrylic resin reinforced with wood pulp and cellulose nanofibers (NFC). Wood pulp and cellulose nanofibers were used from its aqueous suspensions and the thermoplastic polymers used as emulsions. A new method for the preparation of composite materials based on a co-precipitation in which the reinforcement fibers of cellulose and polymer emulsion were coagulated and isolated from the aqueous phase has been developed. Thus, mixtures of resin/fiber containing 25%, 50% and 75% by weight fibers have been investigated. The challenge found to obtain homogenous dispersion of fibers in an acrylic resin matrix, since the hydrophilic nature of the cellulose compared to hydrophobic nature of matrices usually leads to separation of the components and the formation of heterogeneous materials. The process studied in this work led to the formation of thick and homogeneous composites in which were molded by hot pressing. The materials was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) thermogravimetric analysis (TGA), dynamical mechanical analysis (DMA), tensile testing, water absorption and scanning electron microscopy (SEM). The SEM micrographs showed good dispersion and interfacial adhesion of NFC with acrylic materials. DMA tests and tensile tests showed higher reinforcing effect NFC in relation to pulp. The method developed for the production of acrylic polymers panels with high cellulose fibers content is effective, being demonstrated the potential of NFC as reinforcing material. The behavior of the panels obtained with NFC was very behavior of the composites obtained from the wood pulp cellulose.

No presente trabalho, foram preparados painéis rígidos compostos de polpa celulósica e nanofibras de celulose (NFC), utilizando como materiais aglomerantes o poli (metacrilato de metila) (PMMA) e uma resina acrílica comercial, empregados em suspensões aquosas do material celulósico e emulsões dos polímeros aglomerantes. Foi desenvolvido um novo método para a preparação dos materiais compósitos baseados em um processo de co-precipitação, onde o reforço de fibras de celulose e o polímero em emulsão são coagulados e isolados da fase aquosa. Foram investigadas misturas de resina/fibra contendo 25%, 50% e 75% de fibras em massa. O grande desafio encontrado foi a obtenção de dispersões homogêneas das fibras nas matrizes acrílicas, uma vez que a natureza hidrofílica da celulose em relação a natureza hidrofóbica das matrizes geralmente leva a separação entre os componentes e a formação de materiais heterogêneos. O processo estudado neste trabalho, conduziu à formação de placas espessas e homogêneas que foram moldadas por prensagem à quente. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), ensaio dinâmico mecânico (DMA), ensaio de tração, absorção de água e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias obtidas por MEV mostraram uma boa dispersão e adesão interfacial das NFC com os materiais acrílicos. Os ensaios de DMA e ensaios de tração evidenciaram o efeito de reforço superior NFC em relação a polpa celulósica. O comportamento dos compósitos obtidos com as NFC foi muito superior do que comportamento dos painéis obtidos com a polpa de celulose. O método desenvolvido para a produção de placas de polímeros acrílicos com altos teores de fibras de celulose se mostrou eficaz, sendo demonstrado o potencial das NFC como material de reforço. / In this work, there were prepared rigid panels of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and a commercial acrylic resin reinforced with wood pulp and cellulose nanofibers (NFC). Wood pulp and cellulose nanofibers were used from its aqueous suspensions and the thermoplastic polymers used as emulsions. A new method for the preparation of composite materials based on a co-precipitation in which the reinforcement fibers of cellulose and polymer emulsion were coagulated and isolated from the aqueous phase has been developed. Thus, mixtures of resin/fiber containing 25%, 50% and 75% by weight fibers have been investigated. The challenge found to obtain homogenous dispersion of fibers in an acrylic resin matrix, since the hydrophilic nature of the cellulose compared to hydrophobic nature of matrices usually leads to separation of the components and the formation of heterogeneous materials. The process studied in this work led to the formation of thick and homogeneous composites in which were molded by hot pressing. The materials was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) thermogravimetric analysis (TGA), dynamical mechanical analysis (DMA), tensile testing, water absorption and scanning electron microscopy (SEM). The SEM micrographs showed good dispersion and interfacial adhesion of NFC with acrylic materials. DMA tests and tensile tests showed higher reinforcing effect NFC in relation to pulp. The method developed for the production of acrylic polymers panels with high cellulose fibers content is effective, being demonstrated the potential of NFC as reinforcing material. The behavior of the panels obtained with NFC was very behavior of the composites obtained from the wood pulp cellulose.

A busca é cada vez maior por parte das indústrias para encontrar alternativas de uso para seus materiais de descarte. Considerando as vantagens da aplicação da poliamida 6,6 reciclada (PA66Rec), material de descarte da empresa Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda, o principal objetivo do trabalho foi a obtenção e caracterização de nanocompósitos a partir desse polímero sintético. Este material possui elevada temperatura de fusão e por esse e outros motivos, como o fato de possuírem mesma polaridade, as nanofibras de celulose (NFC) tornaram-se excelentes candidatas como reforço para essa matriz de poliamida 6,6. As poliamidas 6,6 são amplamente utilizadas na indústria automobilística, porém apesar desse grande interesse tecnológico nas mesmas, poucos estudos de compósitos poliméricos poliamida 6,6/celulose foram publicados. A fim de comparar os resultados obtidos foram preparados também nanocompósitos com matriz de poliamida obtida a partir de resina virgem (PA66) reforçados com NFC. Neste trabalho as NFC foram dispersas em ácido fórmico e a essa suspensão a matriz polimérica foi solubilizada. Foi considerado um branco desse pré-processamento, sem NFC, para comparação. As amostras foram então processadas por extrusão e moldagem por injeção. As propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram caracterizadas utilizando ensaio de tração, calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de TG confirmaram a menor estabilidade térmica das amostras com NFC em relação as sem NFC. Os resultados de DSC das amostras obtidas com a PA66Rec indicaram que o pré-processamento e a adição de 1 e 2% em massa de NFC não modificaram significativamente as temperaturas de fusão e cristalização. O grau de cristalinidade da amostra com maior teor de NFC diminuiu, entretanto as imagens de MEV mostraram as NFC bem ancoradas na matriz e os resultados de ensaio mecânico revelaram que a adição de 1 e 2% de NFC levou a um aumento de 10% do módulo elástico, em média. Para as amostras obtidas com a PA66 a adição de NFC levou a um aumento do grau de cristalinidade de 16 para 23%, em média, justificando o aumento de 15% do módulo elástico encontrado no ensaio mecânico de tração. As imagens de MEV para todas as amostras revelaram a boa incorporação da NFC nas matrizes, bem como a boa dispersão das mesmas. Tanto o pré-processamento como a incorporação das NFC não prejudicou o módulo elástico e a resistência máxima à tração, podendo indicar uma alternativa de uso para poliamida 6,6 reciclada, dependendo da aplicação final do material. / The search by industry to find alternative uses for its materials disposal is increasing. Considering the advantages application of recycled polyamide 6,6 (PA66Rec), disposal material of Rhodia Polyamide and Specialities Ltd company, the main objective of the work was to obtain and characterize nanocomposites from this synthetic polymer. This material has a high melting temperature and for this and other reasons, like the fact that they have the same polarity, the cellulose nanofibers (CNF) have become excellent candidates as reinforcement to the matrix polyamide 6,6. The polyamides 6,6 are widely used in the automotive industry, but despite this great technological interest in them, few studies of polymer composite polyamide 6,6/cellulose were published. In order to compare the results obtained nanocomposites were also prepared with polyamide matrix obtained from virgin resin (PA66) reinforced with NFC. In this work the CNF were dispersed in formic acid and the polymer matrix was solubilized in this suspension. It was considered a control sample without CNF for this preprocessing for comparison. Then, the samples were processed by extrusion and injection molding. The mechanical, thermal and morphological properties were characterized using tensile test, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). The TG results confirmed the lower thermal stability of the samples with CNF compared with those without CNF. The DSC results obtained from the PA66Rec samples indicated that preprocessing and the addition of 1 and 2% mass fraction of CNF not significantly changes in melt and crystallization temperatures. The degree of crystallinity of the sample with a higher content of NFC decreased, however the SEM images showed the CNF well anchored in the matrix and the results of mechanical test showed that the addition of 1 and 2% NFC led to a 10% increase in the elastic modulus. For the samples obtained with PA66 the addition of CNF led to an increase in the degree of crystallinity of 16 to 23%, on average, justifying the 15% increase in the elastic modulus found in mechanical tests. The SEM images for all the samples showed good incorporation in the matrix of CNF and the good dispersion thereof. Any preprocessing such as the incorporation of NFC did not impair the elastic modulus and maximum tensile strength, and may indicate an alternative use for recycled polyamide 6,6, depending on the final application of the material.

Orientadores: Florencia Cecilia Menegalli, Franciele Maria Pelissari Molina / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T00:00:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tibolla_Heloisa_M.pdf: 30429584 bytes, checksum: 643238deef75b3825c3b74575e11f722 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A presente dissertação objetivou estudar o potencial da técnica de hidrólise enzimática na produção de nanofibras de celulose (NFCs) a partir da casca de bananas verdes da variedade "Terra" (Musa paradisiaca). Na primeira etapa do trabalho, o farelo da casca da banana foi caracterizado com base em suas propriedades físico-químicas, funcional e estrutural. Na segunda etapa, testou-se combinações de tratamentos (químico, hidrólise enzimática e tratamento mecânico) para isolar nanofibras de celulose. Na terceira etapa do trabalho avaliou-se a influência das condições de processo (pH, temperatura, concentração de enzima e concentração de substrato) na hidrólise enzimática com xilanase. Os experimentos foram realizados empregando-se um planejamento fatorial fracionado 24-1 com três pontos centrais. As NFCs foram caracterizadas quanto ao diâmetro, distribuição do comprimento, potencial zeta, grupos funcionais por FTIR, cristalinidade por difração de raios-X (DRX), concentração de NFCs produzidas e característica morfológica por microscopia eletrônica de transmissão (MET). A quarta e última etapa, foi realizada com o intuito de estudar a adição de mais uma hidrólise enzimática, usando o complexo celulolítico, na produção de NFCs. O farelo apresentou uma estrutura irregular, com teor de celulose de 7,5% e índice de cristalinidade de 15%. A presença de componentes amorfos (hemicelulose e lignina) foi constatada no farelo através da análise de grupos funcionais. Como resultados da segunda etapa, foram obtidas partículas de celulose em dimensões micro e nanométricas, evidenciando que o tratamento com potencial para produzir NFCs foi o branqueamento do farelo com KOH 5%, hidrólise enzimática com xilanase e celulase e após, desintegração das fibrilas com homogeneização mecânica, obtendo-se partículas com diâmetro médio de 14,9 nm. Na terceira etapa da pesquisa, as imagens da microscopia confirmaram que o tratamento com a enzima xilanase foi eficaz no isolamento de fibras de celulose na escala nanométrica. O diâmetro médio apresentado pelas mesmas foi de 8,8 nm. Em água neutra, as suspensões de nanofibras apresentaram potencial zeta alto e negativo, na faixa de -22,8 e -29,5, o que minimiza as interações que levam à formação de agregados de nanofibras, colaborando para a formação de uma suspensão coloidal mais estável. O índice de cristalinidade do farelo foi de 15,0% e das nanofibras variou entre 48,5 e 61,0%, demonstrando que o tratamento utilizado promoveu a remoção das frações amorfas. Os resultados obtidos a partir do planejamento fatorial mostrou que a enzima xilanase opera sobre o isolamento do NFCS em uma ampla faixa de condições do processo, dentro do intervalo de estudo. Os resultados encontrados na quarta etapa demonstraram que as cadeias de celulose das nanofibras foram reduzidas à monômeros de açúcares, principalmente glicose, visto que o complexo celulolítico atua de forma sinérgica na degradação total da celulose. O farelo da casca de banana é um resíduo agroindustrial com potencial uso para produção de nanopartículas. A hidrólise enzimática com xilanase mostrou-se ser uma técnica promissora na produção de nanofibras de celulose com alto desempenho como material de reforço em compósitos, sendo desnecessária a realização de um tratamento com a enzima celulase / Abstract: This dissertation aimed to study the potential use of the technique of enzymatic hydrolysis in the production of cellulose nanofibers (CNFs) from peel unripe bananas of the variety "Terra" (Musa paradisiaca). In the first stage of the work, the bran of the peel banana was characterized on the basis of their physicochemical, structural and functional properties. In the second stage, to isolate cellulose nanofibers, we tested combination of treatments (chemical, enzymatic hydrolysis and mechanical treatment). In the third stage of the study was evaluate the influence of process conditions (pH, temperature, enzyme concentration and substrate concentration) on enzymatic hydrolysis with xylanase. The experiments were performed employing a fractional factorial design 24-1 with three center points. The NFCS were characterized by diameter, length distribution, zeta potential, functional groups by FTIR, crystallinity by X-rays diffraction (XRD) and morphology features by transmission electron microscopy (TEM). The fourth and final stage was performed in order to study the efficiency of further enzymatic hydrolysis using cellulolytic complex to produce NFCS. The bran presented an irregular structure, with amount of cellulose of 7.5% and the crystallinity index of 15%. The presence of amorphous components (hemicellulose and lignin) was noted in the bran by functional groups analysis. As a result of the second stage, cellulose particles in micro and nanometric dimensions were obtained, indicating that the treatment with the potential to produce NFCS was bleaching bran with KOH 5%, enzymatic hydrolysis with cellulase and xylanase and after mechanical homogenization for disintegration of the fibrils, yielding particles with an average diameter of 14.9 nm. In the third step of research, the images of the microscope confirmed that the treatment with enzyme xylanase was effective in the isolation of cellulose fibers in the nanoscale. The average diameter presented by the same was 8.8 nm. In neutral water, suspensions of nanofibers showed high and negative zeta potential in the range of -22.8 and -29.5, which minimizes the interactions that lead to the formation of aggregates of nanofibers, contributing to the formation of a colloidal suspension more stable. The crystallinity index of the bran was 15.0% and the nanofibers was between 48.5 and 61.0%, demonstrating that the treatment promoted the removal of the amorphous fractions. Results obtained from the factorial design showed that xylanase enzyme operates on the isolation of the NFCS in a wide range of process conditions, within the evaluated range. The results found in the fourth step showed that the cellulose chains of the nanofibers were reduced to monomers sugars, especially glucose, since the cellulolytic complex acts synergistically in overall degradation of cellulose. The bran banana peel is an agricultural waste with potential use for production of nanoparticles. The enzymatic hydrolysis with xylanase was shown to be a promising technique for producing cellulose nanofibers with high performance as reinforcing material in composites, due to its ability to make it unnecessarily performing a treatment with cellulase enzyme, which was detrimental to the formation of NFCS / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos