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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação das propriedades de polietileno de baixa densidade (PEBD), poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e de suas misturas com torta de mamona
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the low density polyethylene (LDPE), poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) and mixtures with castor cake
Autor: Burlein, Gustavo André Dias 
Primeiro orientador: Rocha, Marisa Cristina Guimarães
Primeiro membro da banca: Rosa, Derval dos Santos
Segundo membro da banca: Leite, Marcia Christina Amorim Moreira
Resumo: A procura por novos materiais que possam substituir parcial ou totalmente os derivados do petróleo, representa um desafio para os pesquisadores na área de ciências dos materiais. Dentro deste contexto, o desenvolvimento de materiais biodegradáveis surge como uma das opções viáveis. A introdução de biopolímeros ou aditivos naturais nas formulações de poliolefinas, utilizadas na indústria de embalagens, tem sido objeto de estudo de vários trabalhos de pesquisa. Acelerar a degradação desses materiais, de modo que a razão custo/benefício de sua produção seja favorável, é um dos objetivos desses estudos. Tem sido relatado que a adição de polidroxibutirato (PHB) à poliolefinas pode contribuir para acelerar a degradação desses materiais. Neste trabalho, misturas de polietileno (PEBD) e PHB foram preparadas em extrusora de rosca dupla, utilizando como carga, a torta de mamona, subproduto do biodiesel. Há um número muito escasso de trabalhos versando sobre a utilização da torta de mamona como aditivo na indústria de plásticos. Há, entretanto, necessidade de se encontrar maiores aplicações para esse resíduo, de forma a tornar a cadeia produtiva do biodiesel mais viável. A avaliação da biodegradação dos produtos obtidos é um dos objetivos específicos deste trabalho. A processabilidade dos materiais e as propriedades mecânicas foram avaliadas por meio dos ensaios convencionais prescritos pelas normas ASTM.. As metodologias de planejamento de experimentos: planejamento fatorial e modelagem de misturas foram utilizadas, respectivamente, para determinação das melhores condições de processamento e para avaliar o efeito da proporção dos componentes das misturas nas propriedades obtidas. O software Minitab foi usado com esta finalidade. A morfologia das misturas foi avaliada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A biodegradação foi avaliada em solo simulado por diferentes períodos de tempo através de determinações de perda de massa das amostras. Os resultados obtidos demonstraram que a adição do PHB e da mamona ao PEBD levam a obtenção de propriedades superiores de flexão e ao aumento de Módulo de Young. A resistência à tração e as propriedades de impacto do PEBD se deterioraram com a adição do PHB, assim como com a adição da carga. As misturas ternárias com maior teor de PHB apresentaram biodegradação mais acentuada. A mistura com a composição polietileno, poli(3-hidroxibutirato) e torta de mamona ( 70%/20%/10%) sofreu degradação mais acelerada que as misturas binárias. Este fato sugere que a torta de mamona catalisa a degradação dos materiais, fato este que pode ser atribuído à morfologia da mistura ternária.
Abstract: The search for new materials that can replace partially or totally polymers from petroleum has been a challenge for researchers in the field of materials science. Recently, a series of research has been undertaken for the development of biodegradable materials.The introduction of biopolymers or natural additives in the formulation of polyolefins used in the packaging industry, to accelerate the degradation of these materials and to obtain favorable cost / benefit ratio.. Castor cake is a lignocellulosic by-product of biodiesel production. Finding more applications for this material is mandatory in order to make the production chain of biodiesel viable. The aim of this study is to evaluate the effect of the addition of castor cake in the properties of mixtures of low density polyethylene (LDPE) and poly (3 hydroxybutyrate) PHB. The evaluation of biodegradation of the products obtained is one of the specific objectives of this work. To achieve the proposed objectives, mixtures of LDPE, PHB, and castor cake in different concentrations were processed in a co-rotating twin-screw extruder. The processability and the mechanical properties of the materials were evaluated by using standard tests. A statistical modeling of mixtures was used in order to evaluate the effect of the proportion of the blends components on the mechanical properties. An experimental design was performed in order to obtain the best processing conditions. Both methodologies were implemented by using Minitab software. The morphology of the blends was evaluated by scanning electron microscopy. Biodegradation was evaluated in simulated soil for different periods of time through determination of mass loss of samples. The results showed that the addition of PHB and castor oil cake to LDPE promotes the increasing of flexural strength and Young's modulus. The tensile and impact properties became poor with the addition of PHB and castor cake as well. The ternary mixtures with higher content of PHB degradation showed more pronounced biodegradation. Under the experimental conditions studied, there was no degradation of polyethylene and castor oil cake blends. The LDPE/PHB/castor oil cake (70/ 20 / 10 wt %) suffered more intense degradation than the binary blends. This fact suggests that the castor oil cake acts as a catalyzer for the blends degradation.
Palavras-chave: Polymers - Biodegradation
Polymers - Mixtures
Biopolymers
Castor bean
Polyethylene
PHB
HDPE
castor cake
Polímeros Biodegradação
Polímeros Misturas
Biopolímeros
Mamona
Polietileno
poli(3-hidroxibutirato)
torta de mamona
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
Citação: BURLEIN, Gustavo André Dias. Avaliação das propriedades de polietileno de baixa densidade (PEBD), poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e de suas misturas com torta de mamona. 2010. 126 f. Dissertação (Mestrado em Materiais não-metálicos; Física e mecânica dos materiais) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2010.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/8046
Data de defesa: 5-Fev-2010
Aparece nas coleções:Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais

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