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Previous issue date: 2014-08-13 / Due to environments problems caused by synthetic plastic, there is currently a search for replacing these materials with biodegradable materials. The study related to composites and nanocomposites formed from biodegradable materials and synthetic matrices has increased last years, and it has shown that these materials are very promising respect to biodegradation processes, besides presenting better properties than their pure components. In this work, it has been emphasized the production of nanofibers bacterial cellulose composite in a polypropylene matrix. The production of nanofibers from bacterial cellulose (BC) has been made in colloid mill. The material has been processed in a twin screw extruder in proportions of 1 %, 3% and 5% (w/w) of bacterial cellulose and coupling agent has been used as graphitized PP with maleic anhydride. The samples have been characterized by thermogravimetric analysis (TGA), x-ray diffraction (XRD), rheological characterization, infrared spectroscopy (FTIR), colorimetry, scanning electron microscopy (SEM), and tensile strength and impact. The TGA results have shown a single stage of mass loss for all samples, and thermal stability increase with filler concentration increase, which can be associated with the fiber-matrix interactions. In the XRD results, the PP has showed only the α phase remaining in the samples containing CB. In the rheological analysis, the complex viscosity has been maintained for samples containing 1% and 3% CB and pure PP, decreasing only for the 5% CB. In additional, It has been observed an enlargement of the molar mass distribution through a tendency reduction in the intersection point of G' and G". In the tensile strength, the elastic modulus has not undergone significant changes, the yield stress has decreased according to the load increasing, however it there have been significant changes with the load concentration increment. The impact strength has decreased for all samples with CB compared to pure PP. The microscopy has showed a good adhesion between fiber and matrix with bacterial cellulose clusters formation. By colorimetry process, it has been found caramelization of bacterial cellulose during the process of extrusion and injection, which causes browning of the samples. / Devido aos problemas ambientes causados pelos plásticos sintéticos, existe atualmente uma busca pela substituição desses materiais por materiais biodegradáveis. O estudo em relação a compósitos e nanocompósitos formados por materiais biodegradáveis e matrizes sintéticas vem crescendo nos últimos anos. Tem-se demostrado que esses materiais são muito promissores em relação aos processos de biodegradação, além de apresentarem propriedades melhores do que seus componentes puros. Neste trabalho foi visada a produção de um compósito com celulose bacteriana nanofibrilada em uma matriz de polipropileno. A produção das nanofibras de celulose bacteriana (CB) foi realizada em moinho coloidal. O material foi processado em extrusora dupla rosca nas proporções de 1%, 3% e 5% (p/p) de celulose bacteriana e como agente compatibilizante foi utilizado PP grafitizado com anidrido maleico. As amostras foram caracterizadas por análise termogravimétrica (TGA), difratometria de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise reológica, resistência a tração e impacto, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e colorimetria. Os resultados de TGA demostraram um único estágio de perda de massa para todas as amostras, e um aumento da estabilidade térmica conforme aumenta a concentração de carga, que pode estar associado com as interações fibra-matriz. Nos resultados de raio-x o PP apresentou apenas a fase α, mantendo-se para as amostras contendo CB. Nas análises reológicas, a viscosidade complexa manteve-se para as amostras de 1% e 3% de CB e para o PP puro, diminuindo apenas para a amostra com 5% de CB. Também observou-se um alargamento da distribuição da massa molar através de uma tendência na redução do ponto de cruzamento de G’ e G”. Na resistência à tração, o módulo elástico não sofreu alterações significativas, a tensão de escoamento reduziu com a inserção de carga, porém, não houve variação significativas com o aumento da concentração da carga. A resistência ao impacto reduziu para todas as amostras contendo celulose bacteriana em relação ao PP puro. A microscopia revelou uma boa adesão entre a fibra e a matriz com a formação de aglomerados de celulose bacteriana. Através da colorimetria verificou-se o processo de caramelização da celulose bacteriana durante o processo de extrusão e injeção, o que provoca o escurecimento das amostras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/1463 |
| Date | 13 August 2014 |
| Creators | Frankievicz, Raysa |
| Contributors | Pinheiro, Luis Antonio, Almeida, Denise Milléo, Carvalho, Benjamim de Melo, Canteri, Marcelo Giovanetti |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais, UEPG, BR, Desenvolvimento e Caracterização de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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