Obtenção e caracterização de bionanocompósitos de fécula de mandioca e argila bentonita organofilizada por mistura de tensoativos
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24018 |
Resumo: | Biofilmes e revestimentos comestíveis são camadas finas de materiais biodegradáveis aplicados sobre produtos alimentares que desempenham um papel importante na sua preservação, distribuição e comercialização. A fécula de mandioca é um dos melhores candidatos à preparação de revestimentos comestíveis, por ser um polímero completamente biodegradável no solo e na água e de fácil obtenção. No entanto, a fécula possui limitações em suas propriedades físico-químicas quando comparada aos polímeros sintéticos. Por sua vez, o melhoramento destas propriedades foi proposto neste estudo a partir da adição de 5%, em massa, de argila em relação à massa seca de biopolímero. A compatibilização superficial da argila com a matriz biopolimérica foi realizada por modificação superficial na presença de três tipos de tensoativos (brometo de cetiltrimetil amônio, dodecil sulfato de sódio e álcool laurílico etoxilado). O efeito de três modificações sequenciais e cumulativas na argila foi caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Transformada de Fourier por Radiação Infravermelha (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDS), Ângulo de Contato (AC), Potencial Zeta (ZETA) e Análise Termogravimétrica (TGA). A argila modificada sinergicamente na presenta dos três tensoativos evidenciou o maior distanciamento basal entre as camadas de silicato, cerca de 10 nm a mais em relação à argila natural. Os filmes de fécula de mandioca com argila natural e modificada foram caracterizados como bionanocompósito intercalado ou esfoliado através das análises de Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Óptica (MO), DRX, FTIR, MEV e AC. A influência da argila modificada e da natural na mudança das propriedades físico-químicas dos filmes de fécula original foi investigada quanto à permeabilidade ao vapor d’água, ductibilidade, opacidade, estabilidade térmica e solubilidade em água. Por fim, a argila modificada sinergicamente na presenta dos três tensoativos foi o material de reforço que mais contribuiu para o melhoramento das propriedades físico-químicas do filme de fécula controle, dentre as quais reduziu 90,6% da permeabilidade ao vapor d’água, bem como 77,43% da dissolução máxima. |
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A fécula de mandioca é um dos melhores candidatos à preparação de revestimentos comestíveis, por ser um polímero completamente biodegradável no solo e na água e de fácil obtenção. No entanto, a fécula possui limitações em suas propriedades físico-químicas quando comparada aos polímeros sintéticos. Por sua vez, o melhoramento destas propriedades foi proposto neste estudo a partir da adição de 5%, em massa, de argila em relação à massa seca de biopolímero. A compatibilização superficial da argila com a matriz biopolimérica foi realizada por modificação superficial na presença de três tipos de tensoativos (brometo de cetiltrimetil amônio, dodecil sulfato de sódio e álcool laurílico etoxilado). O efeito de três modificações sequenciais e cumulativas na argila foi caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Transformada de Fourier por Radiação Infravermelha (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDS), Ângulo de Contato (AC), Potencial Zeta (ZETA) e Análise Termogravimétrica (TGA). A argila modificada sinergicamente na presenta dos três tensoativos evidenciou o maior distanciamento basal entre as camadas de silicato, cerca de 10 nm a mais em relação à argila natural. Os filmes de fécula de mandioca com argila natural e modificada foram caracterizados como bionanocompósito intercalado ou esfoliado através das análises de Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Óptica (MO), DRX, FTIR, MEV e AC. A influência da argila modificada e da natural na mudança das propriedades físico-químicas dos filmes de fécula original foi investigada quanto à permeabilidade ao vapor d’água, ductibilidade, opacidade, estabilidade térmica e solubilidade em água. Por fim, a argila modificada sinergicamente na presenta dos três tensoativos foi o material de reforço que mais contribuiu para o melhoramento das propriedades físico-químicas do filme de fécula controle, dentre as quais reduziu 90,6% da permeabilidade ao vapor d’água, bem como 77,43% da dissolução máxima.Biofilms and edible coatings are thin layers of biodegradable materials applied to food products that play an important role in their preservation, distribution and commercialization. Cassava starch is one of the best candidates for the preparation of edible coatings, because it is a completely biodegradable polymer in soil and water and easy to obtain. However, the starch has limitations in its physical-chemical properties when compared to the synthetic polymers. In turn, the improvement of these properties was proposed in this research from the addition of 5%, by mass, of clay in relation to the dry mass of biopolymer. The surface compatibilization of the clay with the biopolymer matrix was performed by surface modification in the presence of three types of surfactants (cetyltrimethyl ammonium bromide, sodium dodecyl sulfate and ethoxylated lauryl alcohol). The effect of three sequential modifications on the clay was characterized by X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform by Infrared Radiation (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Lightning Spectroscopy (DLS), Contact Angle (AC), Zeta Potential (ZETA) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The clay modified synergistically in the presence of the three surfactants showed the greatest basal space between the silicate layers, about 10 nm more than the natural clay. The cassava starch films with natural and modified clay were characterized as bionanocomposite intercalated or exfoliated through Atomic Force Microscopy (AFM), Optical Microscopy (MO), XRD, FTIR, SEM and AC analyzes. The influence of modified and natural clay on the change in the physical-chemical properties of the original starch films was investigated for water vapor permeability, ductility, opacity, thermal stability and water solubility. Finally, the synergistically modified clay in the presence of the three surfactants was the reinforcing material that contributed the most to the physical-chemical properties of the control starch film, among which it reduced the permeability to water vapor by 90.6%, as well as 77.43% of the maximum dissolution.porCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAFilmes bionanocompósitosFécula de mandiocaArgilaTensoativosObtenção e caracterização de bionanocompósitos de fécula de mandioca e argila bentonita organofilizada por mistura de tensoativosObtention and Characterization of bionanocomposits of cassava starch and bentonite clay organophilized by mixing surfactantinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdfMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdfapplication/pdf5090879https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24018/1/MayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf8761e588268a5e876f85b1b887b17673MD51TEXTMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.txtMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.txtExtracted texttext/plain193630https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24018/4/MayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.txt6af4d460ca03af3c40d6a984e69faf77MD54THUMBNAILMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.jpgMayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4035https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24018/5/MayraKerollySalesMonteiro_DISSERT.pdf.jpg4cc474083ea4769cc3191973e8c22225MD55123456789/240182022-04-04 16:03:08.116oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/24018Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2022-04-04T19:03:08Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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