Dispersão de celulose nanocristalina em blenda da PBAT/PLA sob fluxo elongacional em canal hiperbólico

• Autor(a) principal: Amadei, Emiliano
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
• Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3122
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Nanocompósitos; Nanocelulose; Biopolímeros; Biocompósitos; Nanocomposites; Nanocellulose; Biopolymers; Biocomposites.

O objetivo foi avaliar o efeito da mistura por deformação elongacional na dispersão de celulose nanocristalina (CNC) em matriz polimérica biodegradável. A matriz polimérica usada foi a blenda comercial de poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) com polilactídeo (PLA) ecovio® F2224, da BASF, e como reforço, a CNC comercializada pela CelluForce®. Para a incorporação e dispersão do reforço na matriz fundida, foi projetado e construído um dispositivo protótipo, composto de seções hiperbólicas convergentes e divergentes capazes de gerar taxas de deformação elongacionais constantes durante o fluxo de processamento. Para produção dos nanocompósitos, duas proporções em massa de CNC foram selecionadas: 2% e 5%. Duas taxas de deformação elongacional uniaxial foram avaliadas: 3,47 e 17,34 s-1. As análises foram efetuadas a partir de dados coletados durante a produção dos nanocompósitos e a partir de caracterizações térmicas, reológicas e morfológicas. Os dados obtidos a partir da produção dos nanocompósitos demonstraram a confiabilidade do dispositivo construído, perceptíveis na reprodutibilidade das pressões desenvolvidas no pistão durante os processamentos. As condições de produção dos nanocompósitos não resultaram em degradação termo-oxidativa do CNC, porém houve degradação térmica do PLA, identificada durante a avaliação térmica. As avaliações térmicas indicaram também a formação de domínios orientados nas regiões amorfas do PLA, aparentes na forma de relaxações entálpicas. Os resultados reológicos mostraram aumento da viscosidade complexa ∗(̇) com o aumento da fração de CNC presente no nanocompósito. Não foram encontradas alterações significativas no módulo de armazenamento (G’) e no módulo de perda (G’’) com a incorporação de CNC no ecovio. Os resultados encontrados para as avaliações morfológicas demonstraram o efeito aditivo de seções hiperbólicas convergentes e divergentes dispostas em sequência, na esfoliação e dispersão de aglomerados de CNC na matriz fundida, para as 4 condições estudadas. A partir dos resultados obtidos para a razão de área, número de aglomerados por unidade de área e tamanho médio dos aglomerados de CNC, foi observado que, para uma mesma proporção mássica, quanto maior a pressão desenvolvida durante o processamento, melhor a dispersão obtida.