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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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unesp.br:11449/153984 |
| Date | 23 April 2018 |
| Creators | Silva, Jhonatan Miguel |
| Contributors | Universidade Estadual Paulista (UNESP), Ribeiro, Sidney José Lima [UNESP] |
| Publisher | Universidade Estadual Paulista (UNESP) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNESP, instname:Universidade Estadual Paulista, instacron:UNESP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 600 |
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