Síntese e caracterização de fibras de zeína produzidas via rotofiação

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Brum, Darwin de Oliveira
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12827
Resumo: O acúmulo de plásticos no meio-ambiente representa um dos maiores desafios contemporâneos, ameaçando diretamente não só a natureza, mas também a saúde humana. Ações globais de curto prazo visam estimular o reuso dos plásticos, enquanto medidas de longo prazo buscam a gradual substituição desses materiais por alternativas naturais. Nesse contexto, a zeína, uma proteína do endosperma do milho, surge como um promissor substituto para os plásticos sintéticos, sendo segura para consumo, biodegradável e proveniente de fonte renovável. Quando processada no formato de fibras, a zeína revela características únicas, tornando-se uma opção promissora para aplicações de complexidade variada. O método de rotofiação, uma técnica eficiente e recente, destaca-se ao permitir a produção de fibras de maneira simples, rápida e em larga escala. Assim, no presente estudo, foram desenvolvidas fibras de zeína via rotofiação, visando avaliar o potencial desse método para transformar a zeína em um material funcional para a engenharia. A viscosidade da solução polimérica de zeína foi medida, visando determinar seu comportamento reológico de acordo com a variação da concentração do polímero. As fibras resultantes foram caracterizadas por diversas técnicas, incluindo Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ângulo de Contato e testes para avaliar sua propriedade antioxidante. Os resultados indicaram que o processamento da zeína por meio da rotofiação foi eficaz, resultando em fibras hidrofílicas com diâmetros em escala micrométrica e com propriedades antioxidantes. Não foi observada diferença significativa no diâmetro entre as amostras produzidas com diferentes parâmetros de concentração de zeína na solução e velocidade de rotação. Por fim, esta pesquisa abre caminho para futuros estudos explorando a aplicação dessas fibras na fabricação de bioplásticos.
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spelling 2024-04-23T21:17:51Z2024-04-222024-04-23T21:17:51Z2023-11-30BRUM, Darwin de Oliveira. Síntese e caracterização de fibras de zeína produzidas via rotofiação. Orientadora: Cristiane Wienke Raubach. 2023. 59 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12827O acúmulo de plásticos no meio-ambiente representa um dos maiores desafios contemporâneos, ameaçando diretamente não só a natureza, mas também a saúde humana. Ações globais de curto prazo visam estimular o reuso dos plásticos, enquanto medidas de longo prazo buscam a gradual substituição desses materiais por alternativas naturais. Nesse contexto, a zeína, uma proteína do endosperma do milho, surge como um promissor substituto para os plásticos sintéticos, sendo segura para consumo, biodegradável e proveniente de fonte renovável. Quando processada no formato de fibras, a zeína revela características únicas, tornando-se uma opção promissora para aplicações de complexidade variada. O método de rotofiação, uma técnica eficiente e recente, destaca-se ao permitir a produção de fibras de maneira simples, rápida e em larga escala. Assim, no presente estudo, foram desenvolvidas fibras de zeína via rotofiação, visando avaliar o potencial desse método para transformar a zeína em um material funcional para a engenharia. A viscosidade da solução polimérica de zeína foi medida, visando determinar seu comportamento reológico de acordo com a variação da concentração do polímero. As fibras resultantes foram caracterizadas por diversas técnicas, incluindo Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Ângulo de Contato e testes para avaliar sua propriedade antioxidante. Os resultados indicaram que o processamento da zeína por meio da rotofiação foi eficaz, resultando em fibras hidrofílicas com diâmetros em escala micrométrica e com propriedades antioxidantes. Não foi observada diferença significativa no diâmetro entre as amostras produzidas com diferentes parâmetros de concentração de zeína na solução e velocidade de rotação. Por fim, esta pesquisa abre caminho para futuros estudos explorando a aplicação dessas fibras na fabricação de bioplásticos.The accumulation of plastics in the environment represents one of the biggest contemporary challenges, directly threatening not only nature, but also human health. Short-term global initiatives aim to promote plastic reuse, while long-term measures seek the gradual replacement of these materials with natural alternatives. In this context, zein, a protein derived from corn endosperm, emerges as a promising sub stitute for synthetic plastics, being considered safe for consumption, biodegradable, and sourced from renewable origins. Processed into fibers, zein exhibits unique characteristics, making it a promising option for applications of varying complexity. The centrifugal spinning method, an efficient and recent technique, stands out for enabling the simple, rapid, and large-scale production of zein fibers. Thus, in this study, zein fibers were developed via centrifugal spinning to assess the potential of this method in transforming zein into a functional material for engineering. The viscosity of the zein polymeric solution was measured, in order to determine its rheological behavior according to the variation in polymer concentration. The resulting fibers were characterized by several techniques, including Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Contact Angle and tests to evaluate their antioxidant properties. The results indicated that the processing of zein through centrifugal spinning was effective, resulting in hydrophilic fibers with micrometer-scale diameters and antioxidant properties. No significant difference in diameter was observed between samples produced with different parameters of zein concentration in the solution and rotation speed. Finally, this research paves the way for future studies exploring the application of these fibers in the manufacture of bioplastics.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIASENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICABioplásticosFibrasZeínaRotofiaçãoBioplasticsFibersZeinCentrifugal spinningSíntese e caracterização de fibras de zeína produzidas via rotofiaçãoSynthesis and characterization of centrifugally spun zein fibersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCarreño, Neftali Lenin VillarrealRatmann, Cristiane Wienke RaubachBrum, Darwin de Oliveirareponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdfDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdfapplication/pdf27475299http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12827/1/Dissertacao_Darwin%20de%20Oliveira%20Brum.pdfe9a195760d67ae7ad4892339e22ea07bMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81960http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12827/2/license.txta963c7f783e32dba7010280c7b5ea154MD52open accessTEXTDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdf.txtDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdf.txtExtracted texttext/plain92196http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12827/3/Dissertacao_Darwin%20de%20Oliveira%20Brum.pdf.txtabec6d4b60f308fb98a977abb492338bMD53open accessTHUMBNAILDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdf.jpgDissertacao_Darwin de Oliveira Brum.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1236http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12827/4/Dissertacao_Darwin%20de%20Oliveira%20Brum.pdf.jpga2efa2d9a6168afbcd636f0b27a4c7c0MD54open accessprefix/128272024-10-07 21:44:05.395open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2024-10-08T00:44:05Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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