Biocompósitos de amido termoplástico com fibra de viscose e dióxido de titânio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Renan Ferreira Menegassi de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123717
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Márcia Aparecida da Silva Spinacé
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spelling Biocompósitos de amido termoplástico com fibra de viscose e dióxido de titânioAMIDO DE MILHO TERMOPLÁSTICOCELULOSE REGENERADAFIBRA DE VISCOSEBIOCOMPÓSITONANOPARTÍCULA DE TiO2NANOBIOCOMPÓSITOTHERMOPLASTIC CORN STARCHREGENERATED CELLULOSEVISCOSE FIBERBIOCOMPOSITETiO2 NANOPARTICLENANOBIOCOMPOSITEPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS - UFABCOrientadora: Profa. Dra. Márcia Aparecida da Silva SpinacéDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2020.Neste trabalho foram caracterizados amido de milho, amido termoplástico (TPS), dióxido de titânio (TiO2) e rejeitos de fibras de viscose (FV) e foram preparados biocompósitos de TPS/FV e nanobiocompósitos de TPS reforçado com FV e TiO2 (TPS/FV/TiO2). O TiO2 foi adicionado a fim de atuar como reforço e agente antimicrobiano. Os filmes de TPS e TPS/FV com 10 a 40 % em massa (% m) de FV foram preparados por agitação mecânica (80 ºC) e processados por moldagem por compressão (MC) e por extrusão-moldagem por compressão (EX) visando comparar a influência dos processos nas propriedades dos biocompósitos. O TPS, a FV e os biocompósitos de TPS/FV foram caracterizados por análises de difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TGA), teor de umidade, e ensaio de tração. O TiO2 e os nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2 foram caracterizados por análises de DRX, MEV, TGA, atividade antimicrobiana, microscopia de força atômica e ensaios de tração. A FV apresentou superfície lisa e é constituída de uma mistura de celulose I e II. As nanopartículas de TiO2 apresentaram estrutura do tipo rutilo. Os resultados dos ensaios de tração mostraram que o biocompósito de TPS/FV com 40 % m de FV do processamento EX apresentou o maior aumento da tensão máxima (336 %) comparado ao TPS-EX, indicando o processamento EX como o mais adequado. Os aumentos nas propriedades mecânicas indicam que a incorporação da FV no TPS resultou em forte interação entre a matriz e as fibras. No biocompósito de TPS com 40 % m de FV processado por EX foram incorporadas as nanopartículas de TiO2 com 3 a 5 % m. O nanobiocompósito (TPS/FV40TiO2) com 5 % m de TiO2 apresentou um aumento de cerca 479 % da tensão máxima comparado ao TPS-EX. Os resultados da atividade antimicrobiana mostraram que apesar das nanopartículas de TiO2 atuarem como reforço nos nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2, elas não inibiram o crescimento das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Comparando os resultados mecânicos do TPS com os biocompósitos de TPS/FV e nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2, verificou-se que estes materiais possuem potencial para aplicação direta na área da engenharia.In this work, corn starch, thermoplastic starch (TPS), titanium dioxide (TiO2) and viscose fiber waste (FV) were characterized and biocomposites of TPS/FV and nanobiocomposites of TPS reinforced with FV and TiO2 (TPS/FV/TiO2) were prepared. TiO2 was added as a reinforcement and antimicrobial agent. TPS and TPS/FV films with 10 to 40% by weight (% m) of FV were prepared by mechanical stirring (80 ºC) and processed by compression molding (MC) and extrusion-compression molding (EX) aiming to compare the influence of the processes on the properties of the biocomposites. TPS, FV and biocomposites of TPS/FV were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TGA), moisture content, and tensile test. TiO2 and nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2 were characterized by XRD, SEM, TGA, antimicrobial activity, atomic force microscopy and tensile tests. FV showed smooth surface and is composed by a mixture of cellulose I and II. TiO2 nanoparticles presented a rutile type structure. The results of the tensile tests showed that biocomposite of TPS/FV with 40% m of FV from EX process presented the greatest increase in tensile strength (336%) compared to TPS-EX, indicating the EX process as the most appropriate. The increases in mechanical properties indicate that the incorporation of FV in TPS resulted in a strong interaction between the matrix and the fibers. TiO2 nanoparticles with 3 to 5% m were incorporated in the biocomposite with 40% m of FV from EX process. The nanobiocomposite (TPS/FV40/TiO2) with 5% m of TiO2 showed an increase of about 479% in the tensile strength compared to TPS-EX. The results of the antimicrobial activity showed that although TiO2 nanoparticles act as a reinforcement in the nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2, they did not inhibit the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. Comparing the mechanical results of TPS with biocomposites of TPS/FV and nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2, it was found that these materials present potential application in engineering area.Spinacé, Márcia Aparecida da SilvaCarastan, Danilo JustinoBonvent, Jean JacquesSouza, Renan Ferreira Menegassi de2020info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf100 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123717http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123717&midiaext=80614http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123717&midiaext=80615Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=123717porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-01-18T11:20:47Zoai:BDTD:123717Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-01-18T11:20:47Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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