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Previous issue date: 2014-11-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / This research project aimed to develop high value-added products such as
biodegradable composites reinforced with cellulose nanofibrils (CNF) making use of
Amazonian pioneer plant species, useful in restoration of degraded forest areas.
The initial objective was to obtain CNF from two pioneer species (Ochroma
pyramidale and Spathelia excelsa) using a friction milling process. The oxidation
effect of the bleached fibers mediated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl
(TEMPO) on the efficiency of the mechanical defibrillation process was studied.
CNF were successfully obtained and the oxidation process favored a higher degree
of defibrillation. The morphology analysis allowed the observation of CNF with
smaller diameter and more dispersed. The final crystalinity index of the oxidized
CNF was decreased, according to X-ray diffraction results, but its thermal stability
was not altered, as observed by thermogravimetry (TG). Another objective of this
study was to develop nanocomposites of a biodegradable poly(hydroxybutyrate-cohydroxyvalerate)
(PHBV) matrix reinforced with eucalyptus CNF through melt
processing. CNF were mixed in aqueous solution in the presence of poly(ethylene
oxide) (PEO), and then were freeze-dried and milled for feeding in a twin-screw
extruder, followed by injection molding. The influence of CNF and PEO on the
crystallinity index and crystallization rate of PHBV, as well as the mechanical,
thermal, dynamic-mechanical, rheological and morphological properties of the
nanocomposites were evaluated. A small increase in mechanical properties in the
presence of CNF was observed, limited by the agglomeration of CNF during the
drying process, even in the presence of PEO. From the thermal analysis, it can be
concluded that the CNF acted as a nucleating agent for PHBV, accelerating its
crystallization. The thermal stability of the PHBV did not change in the presence of
CNF and PEO, as revealed by TG. / Este trabalho buscou colaborar com a proposta de desenvolvimento de
produtos de alto valor agregado, como compósitos biodegradáveis reforçados
com nanofibrilas de celulose (NFC), que façam uso de espécies vegetais
pioneiras amazônicas úteis na recuperação de áreas florestais degradadas. O
objetivo inicial foi a obtenção de NFC de duas espécies pioneiras (Ochroma
pyramidale e Spathelia excelsa) utilizando moinho de fricção. O efeito da
oxidação das fibras branqueadas, mediada por catalisador 2,2,6,6-
tetrametilpiperidino-1-oxilo (TEMPO), na eficiência deste processo de
desfibrilação mecânica foi estudado. As NFC foram obtidas com sucesso e o
processo de oxidação permitiu a obtenção de maior grau de desfibrilação. A
análise de morfologia por Microscopia Eletrônica de Transmissão permitiu a
observação de fibrilas de menor diâmetro e mais dispersas. O índice de
cristalinidade final das mesmas foi diminuído, conforme resultados de Difração
de Raio-X, mas sua estabilidade térmica não foi alterada, conforme
termogravimetria. Outro objetivo deste trabalho foi desenvolver
nanobiocompósitos poliméricos no estado fundido de uma matriz biodegradável
poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) reforçada com NFC de eucalipto
disponíveis comercialmente. As NFC foram misturadas em solução aquosa na
presença de poli(óxido de etileno) (PEO), e foram então liofilizadas e moídas
para alimentação em extrusora de dupla rosca, seguido de moldagem por
injeção. Foram avaliadas a influência da presença de NFC e PEO no índice de
cristalinidade e cinética de cristalização do PHBV, e nas propriedades
mecânicas de tração e impacto, térmicas, dinâmico mecânicas, reológicas e
morfológicas dos nanobiocompósitos. Foi observado um incremento sutil nas
propriedades mecânicas na presença das NFC, limitado pela aglomeração das
mesmas durante o processo de secagem, mesmo na presença do PEO. A
partir da análise térmica conclui-se que as NFC atuaram como agente
nucleante na matriz de PHBV, acelerando sua cristalização. A estabilidade
térmica do PHBV não foi alterada na presença de NFC e PEO, conforme
termogravimetria realizada.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7105 |
| Date | 24 November 2014 |
| Creators | Uieda, Beatriz |
| Contributors | Lucas, Alessandra de Almeida |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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