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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23209
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Biocompósitos à base de PBAT/PLA e fibras naturais beneficiadas por refinador de discos |
Título(s) alternativo(s): | Biocomposites based on PBAT/PLA and natural fibers processed by a disc refiner |
Autor: | Correia, Thiago Ramos ![]() |
Primeiro orientador: | Sousa, Ana Maria Furtado de |
Primeiro coorientador: | Gonçalves, Marcos Vinícius Colaço |
Primeiro membro da banca: | Calderari, Mônica Regina da Costa Marques |
Segundo membro da banca: | Sirqueira, Alex da Silva |
Terceiro membro da banca: | Marçal, Luísa Luz |
Quarto membro da banca: | Corrêa, Harrison Lourenço |
Resumo: | As fibras naturais vêm sendo amplamente estudadas na busca de encontrar destinos industriais que favoreçam o desenvolvimento sustentável. A celulose é a macromolécula vegetal mais abundante no planeta e confere melhoras nas propriedades mecânicas quando utilizada como reforço em compósitos. A bucha vegetal (Luffa Cylindrica) é um resíduo da agroindústria com elevado teor de celulose e que possui grande potencial para o uso em compósitos e biocompósitos. Polímeros biodegradáveis como o poli(ácido lático) (PLA) e o poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) são polímeros biodegradáveis que podem dar origem a biocompósitos quando reforçados por fibras naturais como a celulose. O processo de refino é um processo físico que busca modificar fibras de celulose para aprimorar sua resistência à tração. Neste trabalho, fibras naturais como a bucha vegetal e a celulose de pinho foram submetidas ao processo de refino para posterior aplicação em biocompósitos. As técnicas de SEM, FTIR, TGA e XRD mostraram que, para a bucha vegetal, o processo de refino foi efetivo para remover parte dos componentes de hemiceluloses, aumentar o teor celulósico, conferir aumento da área superficial e modificar sua cristalinidade. Para a celulose de pinho, o refino foi capaz de causar fibrilação interna e externa nas fibras além de causar corte e formação de finos. Os compósitos de PBAT/PLA produzidos com bucha vegetal mostraram boa dispersão de cargas e compatibilização entre fibra e matriz, além de não apresentarem mudanças significativas nas propriedades térmicas. Os compósitos de PBAT/PLA/Celulose mostraram resultados semelhantes, com destaque para as propriedades mecânicas onde a adição e aumento do teor de fibra elevaram os valores de módulo elástico e tensão no escoamento, além de aumentar a resistência ao impacto dos materiais. |
Abstract: | The study about natural fibers have been widely considered for new industrial applications favoring sustainable development. Cellulose is the most abundant plant fiber on the planet and provides improvements in mechanical properties when used as reinforcement in composites. The vegetable loofah (Luffa Cylindrica) is an agribusiness residue with a high cellulose content which has great potential for composites and biocomposites applications. Biodegradable polymers such as poly(lactic acid) (PLA) and poly(butylene adipate co-terephthalate) (PBAT) are two biodegradable polymers that can serve as a matrix in biocomposites when reinforced with natural fibers such as cellulose. The refining process is a physical process that aims to modify cellulose fibers to improve their mechanical properties. In this work, natural fibers such as vegetable loofah and pine cellulose were submitted to a refining process for later application in biocomposites. The characterization techniques demonstrated that, for the vegetable loofah, the refining process was effective in removing part of the hemicellulose components, increasing the cellulosic content and the fiber surface area, and modifying its crystallinity. For the pine pulp, refinement performed the expected morphological changes. The PBAT/PLA composites produced with vegetable loofah revealed good load dispersion and compatibilization between fiber and matrix, and not performing significant changes in thermal properties. The PBAT/PLA/Cellulose composites revealed similar results, highlighting the mechanical properties in which the increase of the fiber content raised the values of elastic modulus and flow stress, in addition to increasing the impact resistance of the materials. |
Palavras-chave: | Polímeros Compósitos Refinador de discos Bucha vegetal Celulose modificada Polymers Composites Mechanical disc refiner Sponge gourd Modified cellulose |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Citação: | CORREIA, Thiago Ramos. Biocompósitos à base de PBAT/PLA e fibras naturais beneficiadas por refinador de discos. 2023. 113 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23209 |
Data de defesa: | 27-Set-2023 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Química |
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