Obtenção e caracterização de nanofibras de celulose a partir de biomassas lignocelulósicas e estudo da aplicação em matriz polimérica biodegradável

• Autor(a) principal: Souza, Mariana Costa
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFBA
• Texto Completo: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/39638
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::POLIMEROS; nanofibras de celulose; espuma de amido; nanocompósitos; cellulose nanofibers; starch foams; nanocomposites

Na busca por viabilizar a utilização de materiais que atendam quesitos ambientais, como origem da matéria-prima e biodegradabilidade, mantendo desempenho satisfatório, quando comparado a materiais convencionalmente utilizados, pesquisas que visam a utilização de celulose em diferentes escalas têm se intensificado. As nanofibras de celulose se mostram presentes neste contexto, sendo amplamente investigadas para utilização como carga em matrizes diversas e demonstram capacidade para suprir as necessidades técnicas e ambientais apresentadas pelos novos materiais. Neste sentido, o presente estudo utilizou de fontes celulósicas para obtenção de nanofibras de celulose através de moagem por fricção ultrafina de fibras do mesocarpo do dendê, eucalipto e celulose microcristalina para avaliar as diferenças promovidas na celulose de diferentes fontes a partir dos tempos de moagem (30 minutos, 2,5 horas e 5 horas) e as características inerentes às cargas produzidas. As caracterizações morfológica, térmica e estrutural realizadas revelaram que a moagem nos tempos estudados conduziu a alterações nos materiais, a exemplo da diminuição da dimensão e aumento e/ou diminuição do índice de cristalinidade. Após a obtenção e caracterização das nanoestruturas de celulose, foi realizado o estudo da aplicação das nanofibras em uma matriz polimérica termoexpandida elaborada a partir de amido pelo processo de expansão térmica. Para tal, utilizou-se algumas das nanofibras obtidas para a inserção em espumas de amido de mandioca. As avaliações físicas forneceram dados sobre o comportamento e potencial de utilização dessas nanofibras de celulose como material de reforço para a matriz polimérica em questão. Constatou-se que o maior tempo de moagem, embora conduza a maior desfibrilação da celulose, não necessariamente colaborou para uma melhora significativa em termos de resistência à flexão quando compara-se formulação controle e os nanocompósitos com teor de 0,5% de nanofibras de celulose. Além disso, detectou-se a pequena interferência das nanofibras de celulose na densidade das espumas. A espuma elaborada através da inserção de nanofibras de celulose de dendê após 2,5 horas de moagem (ESP-DND230) foi também avaliada quanto a resistência ao impacto e índice de cristalinidade, permitindo o estudo da influência das nanofibras que compõe essa formulação nestes parâmetros. Desta forma, pode-se inferir o potencial de utilização das nanofibras de celulose na matriz avaliada, visando o setor de embalagens.