Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, Larissa Moreira
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7041
Resumo: The growing environmental appeal is triggering more and more studies to replace petrochemical products with biodegradable products from renewable sources, in order to seek the sustainable development of the planet. With this, the use of natural plastic materials, such as starch and chitosan, has been encouraged and improved to obtain a better performance. One way to increase the performance of natural plastics is to use natural fibers in polymeric composite materials to modify their mechanical properties. In this work, a biocomposite from cassava starch and sisal fiber was developed, where the mechanical properties of limit of tensile strength, elongation and modulus of elasticity were analyzed. First, a study of the drying conditions of the material was carried out, analyzing the interference of the drying temperature modification in relation to the properties. An experimental design was also carried out, DIC (Fully Randomized Design), varying the starch and fiber content to choose the best composition according to the mechanical properties. Finally, the sisal fiber was chemically treated, with sodium hydroxide in a concentration of 5% and physically, with plasma type DBS (barrier dielectric discharge) at atmospheric pressure and using atmospheric gases. The biocomposites made up of cassava starch and sisal fiber were produced and then mechanical and morphological tests were carried out to observe the change in the mechanical properties and the interaction of the fiber with the matrix. The results showed that only the modulus of elasticity has a significant change in relation to the temperature variation. Within the analysis of the experimental design it was observed that the proportion 85% of cassava starch, 5% of sisal fiber and 10% of glycerol obtained better properties. The treatment of the fiber with plasma was the most adequate, due to the improvements in its mechanical properties; on the other hand, the composite with fiber treated with NaOH had no relevant changes in its properties in comparison with the natural fiber, leaving the material more fragile
id UFER_fbe3ae02b4944cbe5515967a8b35d30f
oai_identifier_str oai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/7041
network_acronym_str UFER
network_name_str Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
repository_id_str
spelling Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandiocaTratamento com NaOHTratamento com plasmaCondições de secagemPropriedades mecânicasNaOH treatmentPlasma treatmentDrying conditionsMechanical propertiesENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAThe growing environmental appeal is triggering more and more studies to replace petrochemical products with biodegradable products from renewable sources, in order to seek the sustainable development of the planet. With this, the use of natural plastic materials, such as starch and chitosan, has been encouraged and improved to obtain a better performance. One way to increase the performance of natural plastics is to use natural fibers in polymeric composite materials to modify their mechanical properties. In this work, a biocomposite from cassava starch and sisal fiber was developed, where the mechanical properties of limit of tensile strength, elongation and modulus of elasticity were analyzed. First, a study of the drying conditions of the material was carried out, analyzing the interference of the drying temperature modification in relation to the properties. An experimental design was also carried out, DIC (Fully Randomized Design), varying the starch and fiber content to choose the best composition according to the mechanical properties. Finally, the sisal fiber was chemically treated, with sodium hydroxide in a concentration of 5% and physically, with plasma type DBS (barrier dielectric discharge) at atmospheric pressure and using atmospheric gases. The biocomposites made up of cassava starch and sisal fiber were produced and then mechanical and morphological tests were carried out to observe the change in the mechanical properties and the interaction of the fiber with the matrix. The results showed that only the modulus of elasticity has a significant change in relation to the temperature variation. Within the analysis of the experimental design it was observed that the proportion 85% of cassava starch, 5% of sisal fiber and 10% of glycerol obtained better properties. The treatment of the fiber with plasma was the most adequate, due to the improvements in its mechanical properties; on the other hand, the composite with fiber treated with NaOH had no relevant changes in its properties in comparison with the natural fiber, leaving the material more fragileO crescente apelo ambiental desencadeia cada vez mais estudos para a substituição de produtos petroquímicos por produtos biodegradáveis e oriundos de fontes renováveis, de forma a buscar o desenvolvimento sustentável do planeta. Com isso, o uso de materiais plásticos naturais, como o amido e a quitosana, vem sendo incentivado e aperfeiçoado para se obter um melhor desempenho. Uma forma de aumentar o desempenho dos plásticos naturais é o uso de fibras naturais em materiais compósitos poliméricos para modificar suas propriedades mecânicas. Neste trabalho foi desenvolvido um biocompósito proveniente de fécula de mandioca e de fibra de sisal, onde as propriedades mecânicas de limite de resistência a tração, alongamento e módulo de elasticidade foram analisadas. Foi realizado, primeiramente, um estudo das condições de secagem do material, analisando a interferência da modificação da temperatura de secagem em relação as propriedades. Foi realizado também um planejamento experimental, DIC (Delineamento Inteiramente Casualizado), variando o teor de fécula e de fibra para escolher a melhor composição de acordo com as propriedades mecânicas. E por último, a fibra de sisal foi tratada de forma química, com hidróxido de sódio em uma concentração de 5% e de forma física, com plasma tipo DBS (descarga dielétrica de barreira) em uma pressão atmosférica e utilizando os gases atmosférico. Os biocompósitos constituídos de fécula de mandioca e fibra de sisal foram produzidos e em seguida foram realizados ensaios mecânicos e morfológicos para observar a alteração das propriedades mecânicas e a interação da fibra com a matriz. Os resultados mostraram que apenas o módulo de elasticidade tem mudança significativa em relação a variação de temperatura. Dentro da análise do planejamento experimental observou-se que a proporção 85% de fécula de mandioca, 5% de fibra de sisal e 10% de glicerol obteve melhores propriedades. O tratamento da fibra com plasma foi o mais adequado, devido às melhorias em suas propriedades mecânicas; em contrapartida, o compósito com fibra tratada com NaOH não teve alterações relevantes em suas propriedades em comparação com a fibra in-natura, deixando o material mais frágilConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisLeite, Ricardo Henrique de Limahttp://lattes.cnpq.br/3801476460958779Santos, Francisco Klebson Gomes doshttp://lattes.cnpq.br/0273000754120553Santos, Andarair Gomes doshttp://lattes.cnpq.br/3470634368296605Fraga, Francisco Edson Nogueirahttp://lattes.cnpq.br/0858331193248993Barbosa, Renatahttp://lattes.cnpq.br/4917843873626040Barbosa, Larissa Moreira2022-05-16T21:15:01Z2022-01-312022-05-16T21:15:01Z2021-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBarbosa (2021) (BARBOSA, 2021)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7041porBARBOSA, Larissa Moreira. Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca. 2021. 39 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2021.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-12-20T21:31:31Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/7041Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-12-20T21:31:31Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
dc.title.none.fl_str_mv Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
title Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
spellingShingle Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
Barbosa, Larissa Moreira
Tratamento com NaOH
Tratamento com plasma
Condições de secagem
Propriedades mecânicas
NaOH treatment
Plasma treatment
Drying conditions
Mechanical properties
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
title_full Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
title_fullStr Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
title_full_unstemmed Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
title_sort Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca
author Barbosa, Larissa Moreira
author_facet Barbosa, Larissa Moreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Leite, Ricardo Henrique de Lima
http://lattes.cnpq.br/3801476460958779
Santos, Francisco Klebson Gomes dos
http://lattes.cnpq.br/0273000754120553
Santos, Andarair Gomes dos
http://lattes.cnpq.br/3470634368296605
Fraga, Francisco Edson Nogueira
http://lattes.cnpq.br/0858331193248993
Barbosa, Renata
http://lattes.cnpq.br/4917843873626040
dc.contributor.author.fl_str_mv Barbosa, Larissa Moreira
dc.subject.por.fl_str_mv Tratamento com NaOH
Tratamento com plasma
Condições de secagem
Propriedades mecânicas
NaOH treatment
Plasma treatment
Drying conditions
Mechanical properties
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
topic Tratamento com NaOH
Tratamento com plasma
Condições de secagem
Propriedades mecânicas
NaOH treatment
Plasma treatment
Drying conditions
Mechanical properties
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description The growing environmental appeal is triggering more and more studies to replace petrochemical products with biodegradable products from renewable sources, in order to seek the sustainable development of the planet. With this, the use of natural plastic materials, such as starch and chitosan, has been encouraged and improved to obtain a better performance. One way to increase the performance of natural plastics is to use natural fibers in polymeric composite materials to modify their mechanical properties. In this work, a biocomposite from cassava starch and sisal fiber was developed, where the mechanical properties of limit of tensile strength, elongation and modulus of elasticity were analyzed. First, a study of the drying conditions of the material was carried out, analyzing the interference of the drying temperature modification in relation to the properties. An experimental design was also carried out, DIC (Fully Randomized Design), varying the starch and fiber content to choose the best composition according to the mechanical properties. Finally, the sisal fiber was chemically treated, with sodium hydroxide in a concentration of 5% and physically, with plasma type DBS (barrier dielectric discharge) at atmospheric pressure and using atmospheric gases. The biocomposites made up of cassava starch and sisal fiber were produced and then mechanical and morphological tests were carried out to observe the change in the mechanical properties and the interaction of the fiber with the matrix. The results showed that only the modulus of elasticity has a significant change in relation to the temperature variation. Within the analysis of the experimental design it was observed that the proportion 85% of cassava starch, 5% of sisal fiber and 10% of glycerol obtained better properties. The treatment of the fiber with plasma was the most adequate, due to the improvements in its mechanical properties; on the other hand, the composite with fiber treated with NaOH had no relevant changes in its properties in comparison with the natural fiber, leaving the material more fragile
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-02-27
2022-05-16T21:15:01Z
2022-01-31
2022-05-16T21:15:01Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv Barbosa (2021) (BARBOSA, 2021)
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7041
identifier_str_mv Barbosa (2021) (BARBOSA, 2021)
url https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/7041
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv BARBOSA, Larissa Moreira. Efeito do tratamento alcalino e a plasma das fibras de sisal nas propriedades de tração de biocompósitos a base de fécula de mandioca. 2021. 39 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2021.
dc.rights.driver.fl_str_mv CC-BY-SA
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv CC-BY-SA
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal Rural do Semi-Árido
Brasil
Centro de Engenharias - CE
UFERSA
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal Rural do Semi-Árido
Brasil
Centro de Engenharias - CE
UFERSA
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)
instacron:UFERSA
instname_str Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)
instacron_str UFERSA
institution UFERSA
reponame_str Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
collection Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
repository.name.fl_str_mv Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.br
_version_ 1809747454514429952