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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23853
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Avaliação dos processos de incorporação da lignina em composições de borracha nitrílica |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of lignin incorporation processes in nitrile rubber compositions |
Autor: | Costa, Nicoly Rosario da ![]() |
Primeiro orientador: | Sousa, Ana Maria Furtado de |
Segundo orientador: | Rocha, Elisson Brum Dutra da |
Primeiro membro da banca: | Alberton, André Luís |
Segundo membro da banca: | Linhares, Felipe Nunes |
Terceiro membro da banca: | Barbosa, Rafael |
Resumo: | A busca por materiais sustentáveis e com viabilidade econômica têm estimulado o desenvolvimento de soluções que fazem uso de recursos naturais e renováveis para diversas aplicações tecnológicas. No setor das borrachas, uma das principais preocupações é a substituição de cargas de reforço à base de petróleo em compósitos e a incorporação de matérias-primas renováveis e biodegradáveis em suas formulações. Nesse cenário, a lignina, considerada o segundo biopolímero mais abundante da Terra, ficando atrás apenas da celulose, tem se destacado como uma possível alternativa devido à sua disponibilidade, biodegradabilidade, propriedades mecânicas, baixa densidade e baixo custo. No presente trabalho foram estudadas formulações à base de NBR/Lignina e XNBR/Lignina contendo 40 phr (partes por cem de borracha) de lignina kraft e sendo utilizado o processo de co-coagulação do látex e mistura tradicional para adicionar a carga à matriz elatomérica. A borracha nitrílica carboxilada (XNBR) da formulção tem como objetivo promover a interação da carga com a borracha nitrílica (NBR), uma vez que a diferença de polaridade e afinidade entre a lignina e a NBR torna difícil a interação eficiente entre os dois materiais. As formulações obtidas foram avaliadas quanto as suas propriedades reológicas, reométricas, mecânicas e morfológicas a fim de avaliar se a interação da lignina com a borracha nitrílica produz vantagem técnica com relação às propriedades dos compósitos produzidos. A análise morfológica indicou uma melhora da dispersão da carga na matriz elastomérica com a presença da XNBR e com o uso do processo de mistura por co-coagulação (produção de masterbatches). O uso da lignina contribuiu de maneira geral para melhorias nas propriedades de resistência à tração, alongamento, modulo à 100% e viscosidade Mooney, sendo tais resultados mais expressivos na presença da XNBR. Com os resultados obtidos foi possível concluir que a borracha nitrílica carboxilada pode funcionar como um compatibilizante entre a borracha nitrílica e a lignina, indicando uma melhora da interação quando se utiliza XNBR nas formulações. |
Abstract: | The search for sustainable materials with economic viability has driven the development of solutions that utilize natural and renewable resources for various technological applications. In the rubber industry, one of the main concerns is the replacement of petroleum-based reinforcing fillers in composites and the incorporation of renewable and biodegradable raw materials into their formulations. In this context, lignin stands out as the second most abundant biopolymer on Earth, surpassed only by celulose, and has emerged as a potential alternative due to its availability, biodegradability, mechanical properties, low density, and low cost. In this study, formulations based on NBR/Lignin and XNBR/Lignin with 40 phr (parts per hundred of rubber) of kraft lignin were investigated, using both latex co-coagulation and traditional mixing processes to incorporate the filler into the elastomeric matrix. Carboxylated nitrile rubber (XNBR) in the formulation aims to enhance interaction between the filler and nitrile rubber (NBR), as the difference in polarity and affinity between lignin and NBR makes efficient interaction challenging. The formulations were evaluated for their rheological, rheometric, mechanical, and morphological properties to assess whether the interaction of lignin with nitrile rubber provides technical advantages in composite properties. Morphological analysis indicated improved filler dispersion in the elastomeric matrix with the presence of XNBR and the use of the co-coagulation mixing process (masterbatch production). Overall, the use of lignin contributed to improvements in tensile strength, elongation at break, modulus at 100%, and Mooney viscosity, with more significant results observed in formulations with XNBR. Based on the results obtained, it was possible to concluded that carboxylated nitrile rubber can act as a compatibilizer between nitrile rubber and lignin, indicating enhanced interaction when XNBR is used in the formulations. |
Palavras-chave: | Borracha nitrílica Borracha nitrílica carboxilada Lignina Compósito Nitrile rubber Carboxylated nitrile rubber Lignin |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA |
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 Engenharia Química |
Citação: | COSTA, Nicoly Rosario da. Avaliação dos processos de incorporação da lignina em composições de borracha nitrílica. 2024. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23853 |
Data de defesa: | 19-Set-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
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