Elaboração de compósitos de poliéster e amido com palha de milho: caracterização e avaliação da biodegradabilidade
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/15641 |
Resumo: | The use of polymers and biodegradable composites is presented as a solution for the problem created by the discarding of a high amount of plastic residue in the environment. The conventional polymers, besides being non-biodegradable, have a non-renewable source: oil. The biodegradable polymers produced via renewable materials often present as downsides the high cost and not always satisfactory properties. In this context, the polymeric composites can be an alternative, due to the possibility of incorporation of fillers, both of vegetable and mineral origins, to alter properties, making them adequate to the destined use of this material. Other than that, there is the use of low cost fillers, such as agricultural residues, to make them economically viable. In this study, composites of poly (butylene adipate-co-terephthalate) and starch (Ecobras ) were elaborated, with corn husks, in different concentrations. Corn husks in natura, being an abundant agricultural residue, were used in order to lower costs and increase the proportion of natural materials utilized, considering Ecobras already has starch in its composition. The stress strength tests and DSC, TGA, FTIR, MO e MEV analysis were used to characterize and evaluate the properties of the composites. The polymer matrix and the composites were submitted to biodegradability trials through burying in simulated soil, according to the ASTM G 160-03 norm, for periods varying between 2, 4, 7, 12 and 17 weeks. After each trial period, the mass loss and morphology of each test subject were determined, and analysis of TGA, DSC and FTIR were made. The composites presented a higher resistance to stress strength tests than the polymer matrix. Yet still he had similar mechanical performance of biodegradable polymers such as polycaprolactone (PCL), enough to be used in artifacts. In the biodegradability trial, all composites were considered biodegradable, although the addition of corn husks increased the deterioration time. Microbial analyzes present in EcobrasTM samples free of corn straw and their composites after burial periods in simulated soil occurred in two culture media Sabouraud and Plate Count Agar (PCA) in order to observe fungi and bacteria, respectively. Moreover, the partial replacement was performed and the total carbon source of culture media, free of the EcobrasTM maize straw and their composites, which demonstrated that the micro-organism used the EcobrasTM and their composites as a source of energy. With the use of the clamping technique was observed by SEM analysis the presence of microbial colonies in the samples after 17 weeks in simulated soil burial |
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The conventional polymers, besides being non-biodegradable, have a non-renewable source: oil. The biodegradable polymers produced via renewable materials often present as downsides the high cost and not always satisfactory properties. In this context, the polymeric composites can be an alternative, due to the possibility of incorporation of fillers, both of vegetable and mineral origins, to alter properties, making them adequate to the destined use of this material. Other than that, there is the use of low cost fillers, such as agricultural residues, to make them economically viable. In this study, composites of poly (butylene adipate-co-terephthalate) and starch (Ecobras ) were elaborated, with corn husks, in different concentrations. Corn husks in natura, being an abundant agricultural residue, were used in order to lower costs and increase the proportion of natural materials utilized, considering Ecobras already has starch in its composition. The stress strength tests and DSC, TGA, FTIR, MO e MEV analysis were used to characterize and evaluate the properties of the composites. The polymer matrix and the composites were submitted to biodegradability trials through burying in simulated soil, according to the ASTM G 160-03 norm, for periods varying between 2, 4, 7, 12 and 17 weeks. After each trial period, the mass loss and morphology of each test subject were determined, and analysis of TGA, DSC and FTIR were made. The composites presented a higher resistance to stress strength tests than the polymer matrix. Yet still he had similar mechanical performance of biodegradable polymers such as polycaprolactone (PCL), enough to be used in artifacts. In the biodegradability trial, all composites were considered biodegradable, although the addition of corn husks increased the deterioration time. Microbial analyzes present in EcobrasTM samples free of corn straw and their composites after burial periods in simulated soil occurred in two culture media Sabouraud and Plate Count Agar (PCA) in order to observe fungi and bacteria, respectively. Moreover, the partial replacement was performed and the total carbon source of culture media, free of the EcobrasTM maize straw and their composites, which demonstrated that the micro-organism used the EcobrasTM and their composites as a source of energy. With the use of the clamping technique was observed by SEM analysis the presence of microbial colonies in the samples after 17 weeks in simulated soil burialO uso de polímeros e de compósitos biodegradáveis se apresenta como uma solução para o problema gerado pelo descarte de grandes quantidades de resíduos plásticos no ambiente. Os polímeros convencionais, além de não biodegradáveis, tem como fonte um material não-renovável, o petróleo. Os polímeros biodegradáveis, produzidos a partir de materiais renováveis, frequentemente apresentam como desvantagem o alto custo e propriedades nem sempre satisfatórias. Neste contexto, os compósitos poliméricos se apresentam como uma alternativa, pela possibilidade de incorporar cargas, tanto de origem vegetal como mineral, para alterar propriedades, adequando-as à finalidade do material. Além disso, para viabilizá-los economicamente, há o uso de cargas de baixo custo, como resíduos agrícolas. Neste estudo foram elaborados compósitos de Ecobras (poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e amido) com palha de milho, em diferentes concentrações. Foi utilizada a palha de milho in natura, resíduo agrícola abundante, como forma de reduzir os custos e aumentar a proporção de produtos naturais usados, considerando que o Ecobras já possui amido em sua composição. O ensaio de tração e análises de DSC, TGA, FTIR, MO e MEV foram utilizadas para caracterizar e avaliar as propriedades dos compósitos. A matriz polimérica e os compósitos foram submetidos ao ensaio de biodegradabilidade através do enterro em solo simulado, segundo a norma ASTM G 160-03, por períodos variando de 2, 4, 7, 12 e 17 semanas. Após cada período de enterro, foram determinadas a perda de massa e a morfologia dos corpos de prova e foram realizadas análises de TGA, DSC e FTIR. Os compósitos apresentaram menor resistência à tração que o EcobrasTM. Porém mesmo assim teve desempenho mecânico semelhante a polímeros biodegradáveis comerciais, o suficiente para ser usado em artefatos. No ensaio de biodegradabilidade, todos os compósitos foram considerados biodegradáveis, embora o acréscimo de palha tenha aumentado o tempo de degradação. A analise microbiana presente nas amostras de EcobrasTM isento de palha de milho e seus compósitos após os períodos de enterro em solo simulado ocorreram em dois meios de cultura o Sabouraud e Agar Plate Count (PCA) com o intuito de observar fungos e bactérias, respectivamente. Além disso, foi realizada a substituição parcial e total da fonte de carbono dos meios de cultura, pelo EcobrasTM isento de palha de milho e seus compósitos, o que comprovou que o micro-organismo utilizou o EcobrasTM e seus compósitos como fonte de energia. Com a utilização da técnica de fixação foi possível observar através de análise por MEV a presença de colônias microbianas nas amostras após 17 semanas de enterro em solo simuladoSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T18:58:36Z No. of bitstreams: 1 Luciana Oliveira de Paiva.pdf: 10363565 bytes, checksum: f74e44f7cd1216de49292a224c4c3a9c (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-07T18:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Oliveira de Paiva.pdf: 10363565 bytes, checksum: f74e44f7cd1216de49292a224c4c3a9c (MD5) Previous issue date: 2015-12-15Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de QuímicaPolymeric compositesbiodegradabilitycorn husksECOBRASTMCompósitos poliméricosbiodegradabilidadepalha de milhoECOBRASTMCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDESElaboração de compósitos de poliéster e amido com palha de milho: caracterização e avaliação da biodegradabilidadeElaboration of composites of polyester and starch with corn husks: characterization and evaluation of biodegradabilityinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALLuciana Oliveira de Paiva.pdfapplication/pdf10363565http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/15641/1/Luciana+Oliveira+de+Paiva.pdff74e44f7cd1216de49292a224c4c3a9cMD511/156412024-02-27 14:47:43.561oai:www.bdtd.uerj.br:1/15641Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:47:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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