Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose (2015)
- Authors:
- Autor USP: CORREIA, CARLA ALMÊDA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMT
- Subjects: CELULOSE; NANOPARTÍCULAS; BIOPOLÍMEROS; NANOCOMPOSITOS; REOLOGIA
- Language: Português
- Abstract: A celulose é o polímero natural renovável disponível em maior abundância atualmente. Por possuir estrutura semicristalina, é possível extrair seus domínios cristalinos através de algum procedimento que destrua sua fase vítrea, como o ataque ácido, obtendo-se assim partículas cristalinas chamadas nanopartículas de celulose (NCs). Estas partículas têm atraído enorme interesse científico, uma vez que possuem propriedades mecânicas semelhantes a várias cargas inorgânicas utilizadas na fabricação de compósitos. Além disso, possuem dimensões nanométricas, o que contribui para menor adição de carga à matriz polimérica, com maior área de superfície, quando comparada às cargas micrométricas. Nanocompósitos formados pela adição destas cargas em matrizes poliméricas podem apresentar propriedades comerciais atraentes, como barreira a gases, melhores propriedades térmicas e baixa densidade, quando comparados aos compósitos tradicionais. Como se trata de uma nanocarga, obtida de fontes renováveis, uma das principais áreas de interesse para aplicação deste reforço é em biopolímeros biodegradáveis. O poli(ácido lático) (PLA), é um exemplo de biopolímero com propriedades mecânicas, térmicas e de processamento superiores a de outros polímeros biodegradáveis comerciais. No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de celulose (NCs), por meio de hidrólise ácida, utilizando-se três métodos distintos, com o objetivo de estudar o método mais eficiente para a obtenção de NCs adequadas à aplicação em compósitos de PLA. Os Métodos I e II empregam extração das NCs por meio do H₂SO₄, diferenciando-se apenas pela neutralização, a qual envolve diálise ou neutralização com NaHCO3, respectivamente. No Método III a extração das NCs foi realizada através do H₃PO₄.As NCs foram caracterizadas por diferentes técnicas, como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados de caracterização das NCs indicaram que a partir de todos os métodos utilizados há formação de nanocristais de celulose (NCCs), entretanto, apenas os NCCs obtidos pelos Métodos II e III apresentaram estabilidade térmica suficiente para serem empregados em compósitos. A incorporação das NCs em matriz de PLA foi realizada em câmara de mistura, no estado fundido, com posterior moldagem por prensagem a quente. Os compósitos obtidos pelo Método III apresentaram grande aglomeração de partículas de NCs, ao contrário dos compósitos obtidos pelo Método II. Deste modo, os compósitos obtidos por adição de NCs obtidas pelo Método II foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), TG, microscopia óptica, análises reológicas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição de nanopartículas de celulose, extraídas pelo Método II, em matriz de PLA afeta o processo de cristalização do polímero, resultando em um compósito com maior grau de cristalinidade. Além disso, a adição de 3% em massa de NCs no PLA foi suficiente para alterar seu comportamento reológico. Os resultados reológicos indicaram que a morfologia do compósito é composta, predominantemente, por uma dispersão homogênea e fina da carga na fase matriz. Nas micrografias obtidas por MEV foram observadas partículas finas e a presença de pequenos aglomerados de NCs.
- Imprenta:
- Data da defesa: 15.04.2015
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ABNT
CORREIA, Carla Almeda. Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose. 2015. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2015. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-22062016-082528/. Acesso em: 26 abr. 2024. -
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Correia, C. A. (2015). Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-22062016-082528/ -
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Correia CA. Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-22062016-082528/ -
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Correia CA. Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose [Internet]. 2015 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-22062016-082528/ - Efeito da fibra de juta na forma bruta, branqueada ou de nanocelulose sobre as propriedades reológicas, mecânicas e de vulcanização da borracha natural
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