Fibras e fibrilas de celulose: processo de isolamento a partir do sisal e avaliação das características dos compósitos com matriz de quitosana

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soares, Fernanda Coutinho
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167694
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.
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spelling Fibras e fibrilas de celulose: processo de isolamento a partir do sisal e avaliação das características dos compósitos com matriz de quitosanaCiência dos materiaisEngenharia de materiaisSisalQuitosanaCeluloseTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.No presente estudo, fibras e fibrilas de celulose foram obtidas a partir de resíduo de sisal e incorporadas em matriz de quitosana, para tanto, o trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira etapa, as fibras de celulose foram isoladas de resíduos de fibras de sisal utilizando dois tratamentos, em meio ácido e em meio básico. Na segunda etapa, as fibras de celulose foram submetidas à hidrólise enzimática e ultrassonicação a fim de reduzir o tamanho para obtenção de fibrilas de celulose. Na terceira etapa, as fibras e fibrilas obtidas na primeira e segunda etapa, respectivamente, foram dispersas em solução de quitosana para formação de filmes por casting. As fibras foram caracterizadas com relação à cor, morfologia, tamanho, composição química, comportamento térmico e cristalinidade. Os tratamentos ácido e básico produziram fibras menores, de coloração branca e com maior grau de cristalinidade do que as fibras de sisal. O tratamento ácido foi mais efetivo na desfibrilação e redução de tamanho das fibras em comparação com o tratamento básico. As fibrilas obtidas na segunda etapa foram caracterizadas quimicamente e avaliadas com relação à estabilidade em suspensão, morfologia, tamanho, cristalinidade e comportamento térmico. As fibrilas apresentaram dimensões menores (em escala micro e nanométrica), com aumento no índice de cristalinidade e alteração no comportamento térmico quando comparadas às fibras de origem. Na terceira etapa, os filmes de quitosana, quitosana/fibras e quitosana/fibrilas foram caracterizados com relação ao aspecto visual, rugosidade superficial, morfologia, propriedades mecânicas e de barreira à água. Os filmes com fibras e fibrilas apresentaram-se mais opacos que os filmes de quitosana, além da presença das mesmas alterar o perfil de rugosidade superficial dos filmes. A presença de fibras e fibrilas na matriz de quitosana, nas condições estudadas, não mostraram efetivas mudanças nas propriedades mecânicas e de barreira à água.<br>Abstract: In the present study cellulose fibers and fibrils were obtained from sisal residue and incorporated in chitosan films. The study was divided into three stages. In the first step, the cellulose fibers were isolated from sisal fiber waste using two treatments in acidic and basic medium. In the second step, the cellulose fibers were subjected to enzymatic hydrolysis and ultrasonication to reduce the size to obtain cellulose fibrils. In the third step, the fibers and fibrils were dispersed in chitosan solution for forming films by casting. In the first step the fiber properties were evaluated with respect to color, morphology, size, chemical composition, crystallinity and thermal behavior. The acidic and basic treatments produced smaller fibers, white coloration and with a higher degree of crystallinity than the sisal fibers. The acidic treatment was more effective for defibrillation and fiber size reduction compared to the basic treatment. The fibrils obtained in the second stage were characterized chemically and evaluated the suspension stability, morphology, size, crystallinity and thermal behavior. The fibrils presented smaller dimensions (in micro and nano-scale), increased crystallinity index and change in thermal performance when compared to fibers. In the third step, the chitosan films and chitosan/cellulose fibers or fibrils were characterized with respect to visual appearance, surface roughness, morphology, mechanical properties and water barrier. The films with fibers and fibrils showed to be more opaque than the chitosan films and the presence of the fibers and fibrils changed the surface roughness profile of the film. The presence of cellulose fibers or fibrils in the chitosan matrix, under the conditions studied, showed no effective change in the mechanical properties and barrier to water.Pires, Alfredo Tiburcio NunesMüller, Carmen Maria OliveraUniversidade Federal de Santa CatarinaSoares, Fernanda Coutinho2016-09-20T04:11:25Z2016-09-20T04:11:25Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis116 p.| il., tabs., grafs.application/pdf340639https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167694porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-09-20T04:11:25Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/167694Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-09-20T04:11:25Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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