Caracterização reológica e térmica do poli(ácido lático) em compósitos com casca de ovo de galinha e óleo de copaíba
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/47252 |
Resumo: | Neste trabalho, foi utilizada a casca do ovo de galinha in natura (COI) e termicamente tratada (COTT) como fonte de carbonato de cálcio (CaCO3), cuja composição foi confirmada por difração de raios X (DRX), e efeito do tratamento térmico avaliado por análise termogravimétrica (TGA). O pó da casca do ovo de galinha foi misturado ao poli(ácido lático) (PLA) em diversos teores, sendo aos compósitos com 5% de COTT adicionados óleo essencial (OE) ou óleo vegetal (OV) de copaíba. Os compósitos foram processados em misturador interno sob diferentes temperaturas e velocidades de rotação e posteriormente caracterizados por reometria de torque para obtenção dos parâmetros reológicos. Foram determinados o índice de dependência da temperatura com a viscosidade para o PLA e o índice de pseudoplasticidade verificado para todos os sistemas estudados. A caracterização reológica também permitiu observar a influência da velocidade dos rotores na degradação dos compósitos. Foram verificadas as propriedades térmicas do polímero puro e compósitos, processados a 180°C e 60 rpm, por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por DSC, foram analisadas a cinética de fusão, a uma única taxa de aquecimento, e a cinética de cristalização a frio, sob quatro taxas de aquecimento, além do efeito do OV e OE na temperatura de transição vítrea. Os resultados indicaram que o tratamento térmico do pó da casca do ovo de galinha retirou materiais orgânicos sem que houvesse modificação da estrutura cristalina que é composta exclusivamente por calcita, um polimorfo do CaCO3. O PLA puro apresentou índice de pseudoplasticidade menor do que as outras composições. Foi observado que quanto maior a velocidade dos rotores, maior é a temperatura final de processamento. O PLA/COTT7 apresentou menor variação da massa molar média ponderal com o aumento da velocidade dos rotores. O OE reduziu a temperatura de transição vítrea (Tg) em até 5°C. As taxas de cristalização observadas para os compósitos contendo OE são maiores do que as encontradas nos outros sistemas. Os sistemas estudados apresentaram picos duplos de fusão. |
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O pó da casca do ovo de galinha foi misturado ao poli(ácido lático) (PLA) em diversos teores, sendo aos compósitos com 5% de COTT adicionados óleo essencial (OE) ou óleo vegetal (OV) de copaíba. Os compósitos foram processados em misturador interno sob diferentes temperaturas e velocidades de rotação e posteriormente caracterizados por reometria de torque para obtenção dos parâmetros reológicos. Foram determinados o índice de dependência da temperatura com a viscosidade para o PLA e o índice de pseudoplasticidade verificado para todos os sistemas estudados. A caracterização reológica também permitiu observar a influência da velocidade dos rotores na degradação dos compósitos. Foram verificadas as propriedades térmicas do polímero puro e compósitos, processados a 180°C e 60 rpm, por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por DSC, foram analisadas a cinética de fusão, a uma única taxa de aquecimento, e a cinética de cristalização a frio, sob quatro taxas de aquecimento, além do efeito do OV e OE na temperatura de transição vítrea. Os resultados indicaram que o tratamento térmico do pó da casca do ovo de galinha retirou materiais orgânicos sem que houvesse modificação da estrutura cristalina que é composta exclusivamente por calcita, um polimorfo do CaCO3. O PLA puro apresentou índice de pseudoplasticidade menor do que as outras composições. Foi observado que quanto maior a velocidade dos rotores, maior é a temperatura final de processamento. O PLA/COTT7 apresentou menor variação da massa molar média ponderal com o aumento da velocidade dos rotores. O OE reduziu a temperatura de transição vítrea (Tg) em até 5°C. As taxas de cristalização observadas para os compósitos contendo OE são maiores do que as encontradas nos outros sistemas. Os sistemas estudados apresentaram picos duplos de fusão.CAPESIn this work, in nature (COI) and heat treated (COTT) chicken eggshells were used as a source of calcium carbonate (CaCO3), whose composition was confirmed by X-ray diffraction (XRD), and the effect of heat treatment evaluated by thermogravimetric analysis (TGA). Chicken eggshell powder was mixed with poly(lactic acid) (PLA) at different levels, and essential oil (OE) or vegetable oil (OV) of copaiba were added to the composites with 5% of COTT. The composites were processed in an internal mixer under different temperatures and rotation speeds and later characterized by torque rheometry to obtain the rheological parameters. The temperature dependence index with viscosity for PLA was determined, the shear thinning index was verified for all studied systems. The rheological characterization also allowed observing the influence of rotor speed on the degradation of composites. The thermal properties of pure polymer and composites, processed at 180°C and 60 rpm, were verified by thermogravimetry and differential scanning calorimetry (DSC). By DSC, the fusion kinetics, at a single heating rate, and the cold crystallization kinetics, at four heating rates, were analyzed, in addition to the effect of OV and OE on the glass transition temperature. The results showed that the heat treatment of hen's eggshell powder removed organic materials without changing the crystalline structure, which is composed exclusively of calcite, a polymorph of CaCO3. Pure PLA had a lower shear plasticity index than the other compositions. It was observed that the higher the speed of the rotors, the higher the final processing temperature. The PLA/COTT7 showed less variation in weight average molar mass with increasing rotor speed. OE reduced the glass transition temperature (Tg) by up to 5°C. The crystallization rates observed for composites containing EO are higher than those found in other systems. The studied systems showed double melting peaks.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia químicaPoli(ácido lático)BiocompósitosCasca do ovoCaracterização reológicaCinética de cristalizaçãoDegradaçãoCaracterização reológica e térmica do poli(ácido lático) em compósitos com casca de ovo de galinha e óleo de copaíbainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/47252/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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