Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / A utilizaÃÃo de materiais polimÃricos oriundos do petrÃleo na fabricaÃÃo de produtos de difÃcil decomposiÃÃo leva a estudos e desenvolvimento de materiais parcialmente ou completamente biodegradÃveis e de fontes renovÃveis. A celulose à um grande alvo destas pesquisas, nÃo somente por suas diversas fontes, mas tambÃm pela vasta aplicabilidade, principalmente em nanocompÃsitos. O Brasil, um paÃs do agronegÃcio, possui uma grande fonte de biomassa proveniente dos resÃduos do setor agroindustrial. Uma dessas fontes à a fibra do pseudocaule da bananeira, que à utilizada como adubo e cobertura de solo no prÃprio bananeiral. Tendo a grande geraÃÃo de resÃduos no bananeiral como oportunidade, o desenvolvimento de novas alternativas de aproveitamento amplia as opÃÃes de agregaÃÃo de valor e contribui para reduzir os seus impactos negativos. No presente trabalho, fibras do pseudocaule da bananeira (PCB), variedade Pacovan, foram avaliadas como possÃvel fonte para obtenÃÃo de nanocelulose para elaboraÃÃo de nanocompÃsitos em matriz de poli(Ãlcool vinÃlico) (PVOH), um polÃmero hidrofÃlico e biodegradÃvel. Inicialmente, o PCB foi dividido em quatro fraÃÃes: fraÃÃo externa, central, interna e nÃcleo para posterior caracterizaÃÃo quÃmica, tÃrmica e morfolÃgica. Em razÃo do maior conteÃdo de celulose e cristalinidade, utilizaram-se as fraÃÃes externas como matÃria-prima para a obtenÃÃo de nanocelulose. ApÃs branqueamento em meio alcalino, a fibra foi submetida à hidrÃlise Ãcida (H2SO4 62% m/m, 70 min, 45 ÂC) para obtenÃÃo dos nanocristais de celulose. A nanocelulose obtida do PCB apresentou-se como uma suspensÃo estÃvel de coloraÃÃo marrom. Tipicamente, os nanocristais apresentaram comprimentos (L) de 135,0 nm e diÃmetros (d) situados em torno de 7,2 nm; o que reproduziu razÃes de aspecto (L/d) de 21,2. A nanocelulose foi aplicada em uma matriz polimÃrica biodegradÃvel e solÃvel em Ãgua, o poli(Ãlcool vinÃlico), para obtenÃÃo de filmes nanocompÃsitos de diferentes concentraÃÃes (0, 1, 3 e 5% em base seca de matriz). A adiÃÃo de nanocelulose melhorou as propriedades mecÃnicas dos filmes atà a concentraÃÃo de 3%, diminuiu as propriedades tÃrmicas em todas as concentraÃÃes, melhorou a propriedade de barreira ao vapor de Ãgua gradualmente, com pequenas mudanÃas nas propriedades Ãpticas evidenciando uma oportunidade de aplicaÃÃo desse filme nanocompÃsito para embalagem. AlÃm disso, representando uma alternativa de agregaÃÃo de valor a um relevante resÃduo do agronegÃcio. / The use of polymeric materials from petroleum in the manufacture of difficult decomposition products leads to studies and development of partially or completely biodegradable materials from renewable sources. Cellulose is a major target of this research, not only for its various sources, but also by the wide applicability, especially in nanocomposites. Brazil, a country of agribusiness, has a large source of waste biomass from the agribusiness sector. One such source is the fiber from the banana pseudostem , which is used as fertilizer and soil cover in bananeiral own. Having a big residue generation in banana crop as an opportunity, the development of new alternative utilization expands the options of adding value and helps to reduce the negative impacts. In the present work, fibers from the banana pseudostem (PCB), Pacovan variety, were evaluated as a possible source for obtaining nanocelulose for preparation of nanocomposites in matrix of polyvinyl alcohol (PVOH), a hydrophilic and biodegradable polymer. Initially, the PCB was divided into four fractions: external fraction, central fraction, inner fraction and core for subsequent chemical, thermal and morphological characterization. Because of the higher cellulose content and crystallinity, we used the external fractions to obtain nanocelulose. After bleaching in alkaline environment, the pulp was subjected to acid hydrolysis (H2SO4 62% m / m, 70 min, 45  C) and reduced to cellulose nanocrystals. The nanocelulose extracted from the PCB appeared as a stable brown suspension . Typically, the crystals exhibited lengths (L) of 135.0 nm, and diameters (d) situated around 7.2 nm, which reproduces aspect ratios (L/d) 21.2. The nanocellulose was applied to a biodegradable polymeric matrix and water-soluble polyvinyl alcohol, to obtain nanocomposite films of different concentrations (0, 1, 3 and 5% on dry basis matrix). The addition of nanocellulose improved the mechanical properties of the films to 3% concentration, diminished the thermal properties at all concentrations, improved barrier property to water vapor gradually with small changes in the optical properties evidencing an opportunity to apply this nanocomposite film for packaging. Moreover, representing an alternative of adding value to a relevant agribusiness residue.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6479 |
| Date | 15 March 2013 |
| Creators | Andrà LuÃs Sousa Pereira |
| Contributors | Judith Pessoa de Andrade Feitosa, Morsyleide de Freitas Rosa, Ricardo EmÃlio Ferreira Quevedo Nogueira, Men de SÃ Moreira de Souza Filho |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia e CiÃncia de Materiais, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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