Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
Engenharia e Ciência de Materiais (33009015080P8)
OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE EMBALAGEM BIODEGRADÁVEL E ANTIESTÁTICA PARA COMPONENTES ELETRÔNICOS DE COMPÓSITOS DE POLI(ÁCIDO LÁTICO)/LIGNINA/NEGRO DE FUMO
THAIS FERREIRA DA SILVA
DISSERTAÇÃO
31/10/2018

Em virtude do crescimento econômico e do consumo de bens e serviços, o setor de embalagens apresenta um panorama bastante favorável, devido à grande necessidade de transporte e armazenamento de produtos em condições adequadas e satisfatórias, buscando não comprometer as características e propriedades desses produtos. Embalagens antiestáticas para componentes eletrônicos é um setor muito importante uma vez que a descarga eletrostática dos produtos eletrônicos pode danificar e/ou inutilizar esses produtos. Apesar do uso de embalagens antiestáticas serem comuns, não existem estudos sobre a biodegradabilidade desse tipo de embalagem. O objetivo deste trabalho foi desenvolver embalagens antiestáticas e biodegradáveis utilizando compósitos de poli(L-ácido lático), PLLA, lignina Kraft e negro de fumo condutor. A lignina foi utilizada visando a diminuição no tempo de biodegradabilidade e o negro de fumo visando melhorias na propriedade antiestática. Neste estudo, o PLLA foi misturado com a lignina Kraft e o negro de fumo condutor em diferentes composições. Os compósitos foram preparados utilizando um homogeneizador termocinético de alta rotação (3000 rpm) em que a fusão do PLLA e a mistura com lignina e negro de fumo ocorreu por atrito, seguida por prensagem a quente de corpos de prova. As composições foram caracterizadas por testes de resistência ao impacto Izod, microscopia eletrônica de varredura, propriedades térmicas, caracterização elétrica e testes de biodegradação em solo de jardim. Os corpos de prova para testes de impacto de todas as composições foram submetidos ao ensaio de biodegradação em um aparato com solo de jardim e mantidos à temperatura ambiente e com umidade controlada. Amostras de todas as composições foram retiradas aos 30, 60, 90 e 180 dias, e após cada intervalo de tempo, as amostras foram submetidas a testes de impacto Izod, microscopia eletrônica de varredura e determinação da massa após o ensaio. Os resultados obtidos mostram que a lignina é uma ótima opção para acelerar a biodegradação do PLLA em solo do jardim. O negro de fumo atuou como agente antiestático reduzindo a resisitividade elétrica dos compósitos e não interferiu no processo de biodegradação do PLLA. De todas as composições preparadas, os compósitos de PLLA/lignina/negro de fumo (80/10/10) e (75/15/10) foram as melhores opções para a fabricação de uma embalagem antiestática e biodegradável, pois apresentaram características de materiais dissipativos, que é uma opção para a produção de embalagens antiestáticas e perda de massa significativa. O compósito de PLLA/lignina/negro de fumo (80/10/10) perdeu cerca de 4,6% de sua massa e o compósito (75/10/15) perdeu cerca de 4,8% de massa após 180 dias no teste de biodegradação em solo de jardim, sendo boas opções para a produção de embalagens biodegradáveis.

Embalagem antiestática, poli(ácido lático), negro de fumo condutor, biodegradação, lignina Kraft.
Due to the economic growth and the consumption of goods and services, the packaging sector presents a very favorable scenario, due to the great necessity of transportation and storage of products in adequate and satisfactory conditions, seeking not to compromise their characteristics and properties. Antistatic packaging for electronic components is a very important sector since the electrostatic discharge of electronic products can damage and/or disable these products. Although the use of antistatic packaging is common, there are no studies on the biodegradability of this type of packaging. The objective of this study was to develop antistatic and biodegradable packaging using poly(L-Lactic acid), PLLA, Kraft lignin and conductor carbon black composites. Lignin was used in order to reduce the time of biodegradability and the carbon black for improvements in the antistatic property. In this study, PLLA was mixed with Kraft lignin and consuctor carbon black in different compositions. The composites were prepared using a high-speed thermokinetic homogenizer (3000 rpm) where the melting of the PLLA and the blend with lignin and carbon black occurred by friction, followed by hot pressing of specimens. The compositions were characterized by Izod impact tests, scanning electron microscopy, thermal properties, electrical characterization and biodegradation tests in garden soil. The specimens for impact testing of all compositions were buried in the aquarium apparatus and kept at controlled ambient humidity and at room temperature. Samples of all compositions were removed at 30, 60, 90 and 180 days, and after each time interval, the samples were subjected to Izod impact tests, scanning electron microscopy, and measurements of loss of mass. The results show that lignin is a great option to accelerate the biodegradation of PLLA in the garden soil. The carbon black acts as an antistatic agent reducing the electrical resistivity of the composites and not interfering with the biodegradation process of PLLA. Composites of PLLA/lignin/carbon black (80/10/10) and (75/15/10) were the best options for the manufacture of an antistatic and biodegradable package since they presented characteristics of dissipative materials, which is an option for the production of an antistatic package and showed a significant mass loss. The PLLA/lignin/carbon black composite (80/10/10) lost about 4.6% of its mass and the composite (75/10/15) lost about 4.8% mass after 180 days in the biodegradation test in garden soil, is a good option for the production of biodegradable packaging.
Antistatic package, poly(lactic acid), conductor carbon black, biodegradation, Kraft lignin.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

CIÊNCIA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA DE MATERIAIS
MATERIAIS E PROCESSOS PARA APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
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Banca Examinadora

FABIO ROBERTO PASSADOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
LILIA MULLER GUERRINI Docente - PERMANENTE
CRISTIANE REIS MARTINS Docente - PERMANENTE
JULIANO MARINI Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 24

Vínculo

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Não