Prof. Dr. Derval dos Santos Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2016. / A grande quantidade de resíduos provenientes da agroindústria que são descartados no meio ambiente tem despertado o interesse de pesquisadores que os veem como fonte de matéria prima para aplicações em diversas áreas da ciência, como por exemplo a utilização como reforço de compósitos poliméricos biodegradáveis. Devido ao alto teor de celulose contido nesses resíduos, com várias formas de processamento e tamanho de partícula, é viável o estudo de novas metodologias de obtenção de nanocristais de celulose (CNC). Estes são muito versáteis nas diferentes aplicações em nanocompósitos. O desenvolvimento de metodologia de obtenção de CNC será o foco deste estudo, onde buscará obter partículas com dimensões em escala nanométrica. Os resíduos de folha de bananeira e palha de milho foram utilizados como matéria-prima do estudo. Inicialmente os resíduos foram submetidos ao processo 1, com apenas uma etapa de cada tratamento químico (mercerização, branqueamento e hidrólise) e diferentes concentrações de ácido sulfúrico (H2SO4) na hidrólise final, onde verificou-se a necessidade de melhorias nesse processo, gerando o processo 2, com várias etapas de branqueamento para cada resíduo e apenas uma concentração de H2SO4. Após todos os processos de tratamento aos quais foram submetidos, os cristais foram caracterizados por meio de análise de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica e sua derivada (TGA e DTG), difração de raio-X (DRX), determinação de teores de celulose, hemicelulose e lignina, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espalhamento de luz dinâmico (DLS) e microscopia de força atômica (AFM), buscando verificar as suas composições, índice de cristalinidade, sua morfologia e o tamanho das partículas obtidas. Os resultados obtidos no processo 1, foram essenciais para a determinação da concentração de 30% v/v para a hidrólise ácida. Através dos resultados
obtidos no processo 2, observou-se que a extração de hemicelulose e lignina foi mais eficaz com o segundo processo aplicado, assim como o uso de partículas virgens em tamanho milimétrico melhorou a ação dos tratamentos químicos. Os cristais de celulose obtidos apresentaram tamanho de partícula em escala nanométrica, embora a metodologia tenha se mostrado inviável para a aplicação em folha de bananeira, visto que há a necessidade de mais etapas de tratamento, gerando muito resíduo de processo. / The large amount of waste from the agricultural industry that discarded in the environment has aroused the researchers interest on it as a source of raw materials for
applications on a wide science fields, for example, the use as biodegradable polymer composites reinforcement. Due to the high cellulose content contained in these residues, with various processing forms and particle sizes, is viable the cellulose nanocrystals (CNC). These are very versatile in the different applications in nanocomposites. The development of CNC obtaining methodology will be the focus of this study, which will seek to obtain particles with dimensions on the nanoscale. The banana leaf and corn stover residues used as raw materials of this study. Initially the waste subjected to process 1, with one stage for each treatment (mercerizing, bleaching and hydrolysis) and different concentrations of sulfuric acid (H2SO4) in the final hydrolysis, where there is a need for improvements in the process, generating the process 2, with various bleaching stages for each residue and only a concentration of H2SO4. After all treatment processes to which it was subjected, the crystals were characterized by the Fourier Transform Infrared Spectroscopy Analysis (FTIR), Thermogravimetric Analysis and its derived (TGA e DTG), X-ray Diffraction (XRD), determining of cellulose, hemicellulose and lignin, Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamic Light Scattering (DLS) and Atomic Force Microscopy (AFM), seeking to verify their compositions, crystallinity index, morphology and size of the particles obtained. The results obtained in process 1, were essential for determining the concentration of 30% v/v to acid hydrolysis. By the results obtained in process 2, it observed that the hemicellulose and lignin extraction was more effective in the second process as well as the use of virgin particles millimeter size improved the action of chemical treatments. The obtained cellulose crystals had particle size in the nano-scale, although the method has proved impracticable for use in banana leaves, since there is the need for further processing steps, generating a lot of waste process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:106079 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Hernandez, Cécile Chaves |
| Contributors | Rosa, Derval dos Santos, Santos Júnior, Arnaldo Rodrigues dos, Lucas, Alessandra de Almeida |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 120 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106079&midiaext=74295, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106079&midiaext=74294, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=106079 |
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