Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
BIOCOMPÓSITOS DE AMIDO TERMOPLÁSTICO COM FIBRA DE VISCOSE E DIÓXIDO DE TITÂNIO
RENAN FERREIRA MENEGASSI DE SOUZA
DISSERTAÇÃO
18/02/2020

Neste trabalho foram caracterizados amido de milho, amido termoplástico (TPS), dióxido de titânio (TiO2) e rejeitos de fibras de viscose (FV) e foram preparados biocompósitos de TPS/FV e nanobiocompósitos de TPS reforçado com FV e TiO2 (TPS/FV/TiO2). O TiO2 foi adicionado a fim de atuar como reforço e agente antimicrobiano. Os filmes de TPS e TPS/FV com 10 a 40 % em massa (% m) de FV foram preparados por agitação mecânica (80 oC) e processados por moldagem por compressão (MC) e por extrusão-moldagem por compressão (EX) visando comparar a influência dos processos nas propriedades dos biocompósitos. O TPS, a FV e os biocompósitos de TPS/FV foram caracterizados por análises de difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TGA), teor de umidade, e ensaio de tração. O TiO2 e os nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2 foram caracterizados por análises de DRX, MEV, TGA, atividade antimicrobiana, microscopia de força atômica e ensaios de tração. A FV apresentou superfície lisa e é constituída de uma mistura de celulose I e II. As nanopartículas de TiO2 apresentaram estrutura do tipo rutilo. Os resultados dos ensaios de tração mostraram que o biocompósito de TPS/FV com 40 % m de FV do processamento EX apresentou o maior aumento da tensão máxima (336 %) comparado ao TPS-EX, indicando o processamento EX como o mais adequado. Os aumentos nas propriedades mecânicas indicam que a incorporação da FV no TPS resultou em forte interação entre a matriz e as fibras. No biocompósito de TPS com 40 % m de FV processado por EX foram incorporadas as nanopartículas de TiO2 com 3 a 5 % m. O nanobiocompósito (TPS/FV40TiO2) com 5 % m de TiO2 apresentou um aumento de cerca 479 % da tensão máxima comparado ao TPS-EX. Os resultados da atividade antimicrobiana mostraram que apesar das nanopartículas de TiO2 atuarem como reforço nos nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2, elas não inibiram o crescimento das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Comparando os resultados mecânicos do TPS com os biocompósitos de TPS/FV e nanobiocompósitos de TPS/FV/TiO2, verificou-se que estes materiais possuem potencial para aplicação direta na área da engenharia.

amido de milho termoplástico;celulose regenerada;fibra de viscose;biocompósito;nanopartícula de TiO2;nanobiocompósito.
In this work, corn starch, thermoplastic starch (TPS), titanium dioxide (TiO2) and viscose fiber waste (FV) were characterized and biocomposites of TPS/FV and nanobiocomposites of TPS reinforced with FV and TiO2 (TPS/FV/TiO2) were prepared. TiO2 was added as a reinforcement and antimicrobial agent. TPS and TPS/FV films with 10 to 40% by weight (% m) of FV were prepared by mechanical stirring (80 oC) and processed by compression molding (MC) and extrusion-compression molding (EX) aiming to compare the influence of the processes on the properties of the biocomposites. TPS, FV and biocomposites of TPS/FV were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry (TGA), moisture content, and tensile test. TiO2 and nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2 were characterized by XRD, SEM, TGA, antimicrobial activity, atomic force microscopy and tensile tests. FV showed smooth surface and is composed by a mixture of cellulose I and II. TiO2 nanoparticles presented a rutile type structure. The results of the tensile tests showed that biocomposite of TPS/FV with 40% m of FV from EX process presented the greatest increase in tensile strength (336%) compared to TPS-EX, indicating the EX process as the most appropriate. The increases in mechanical properties indicate that the incorporation of FV in TPS resulted in a strong interaction between the matrix and the fibers. TiO2 nanoparticles with 3 to 5% m were incorporated in the biocomposite with 40% m of FV from EX process. The nanobiocomposite (TPS/FV40/TiO2) with 5% m of TiO2 showed an increase of about 479% in the tensile strength compared to TPS- EX. The results of the antimicrobial activity showed that although TiO2 nanoparticles act as a reinforcement in the nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2, they did not inhibit the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. Comparing the mechanical results of TPS with biocomposites of TPS/FV and nanobiocomposites of TPS/FV/TiO2, it was found that these materials present potential application in engineering area.
thermoplastic corn starch;regenerated cellulose;viscose fiber;biocomposite;TiO2 nanoparticle;nanobiocomposite.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
POLÍMEROS
-

Banca Examinadora

MARCIA APARECIDA DA SILVA SPINACE
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
DANILO JUSTINO CARASTAN Docente - PERMANENTE
MARCIA APARECIDA DA SILVA SPINACE Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 24

Vínculo

Servidor Público
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Não