Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITOS DE AMIDO TERMOPLÁSTICO COM FIBRAS DE BAGAÇO DE CANA-DE- AÇÚCAR
BRUNO HENRIQUE DOS SANTOS
DISSERTAÇÃO
18/02/2020

O Brasil é um grande gerador de resíduos lignocelulósicos provenientes da agroindústria. Consequentemente, vêm aumentando as pesquisas visando destinar de forma ambientalmente aceitável esses resíduos. Uma alternativa é substituir as fibras sintéticas como fase dispersa em biocompósitos poliméricos. Nesse projeto, foram preparados os compósitos de TPS e resíduos de bagaço de cana de açúcar por extrusão e moldagem por compressão. Foram avaliados o efeito do uso de fibras com diferentes faixas de tamanho e do tratamento alcalino das fibras com hidróxido de sódio e sulfito de sódio nas propriedades dos compósitos. As faixas de tamanho usadas foram: < 0,595 mm, 0,595 - 0,297 mm, 0,297 - 0,250 mm e > 0,250 mm; e as fibras foram tratadas por 30, 60, 120 e 240 min. As fibras, o TPS e os compósitos foram caracterizados por meio de análises químicas, mecânicas, térmicas e morfológicas. As fibras com diferentes faixas de tamanho apresentaram a mesma composição química e propriedades térmicas similares. Porém, os valores de índice de cristalinidade e a razão de aspecto são maiores para as fibras com maior tamanho, e os valores de absorção e teor de umidade são maiores para as fibras menores. A variação do período de tratamento alcalino não alterou significativamente as propriedades térmicas, morfologia, teor de umidade ou composição química das fibras. Verificou-se que 30 min de tratamento foram suficientes para remover 56 % de hemicelulose e 73 % de lignina indicando a eficiência do tratamento alcalino, e não foi verificado aumento da remoção destes componentes após esse período. Os compósitos de TPS com 10 % em massa (m/m) de fibras de bagaço de cana com diferentes tamanhos apresentaram propriedades mecânicas similares às do TPS. No entanto, o compósito com fibras com menor tamanho (< 595 mm) apresentou tendência a obter melhores propriedades mecânicas. O compósito com 10 % m/m de fibra (< 595 mm) e tratada por 30 min apresentou propriedade semelhante ao compósito usando fibra sem tratamento. Foram preparados compósitos com 20, 30 e 40% m/m de fibra (< 595 mm) sem tratamento e compósitos com 20 e 30 % m/m com fibras (< 595 mm) tratadas por 30 min. O compósito com 30 % m/m de fibra (< 595 mm) tratada por 30 min. apresentou um aumento de 135 % na tensão máxima, aumento de 770 % no módulo elástico comparado ao TPS e estabilidade térmica de aproximadamente 20 °C superior ao TPS puro.

Compósitos poliméricos;amido termoplástico;bagaço de cana-de- açúcar
Brazil is a major generator of lignocellulosic waste from agribusiness. Consequently, research has been increasing in order to dispose of these residues in an environmentally acceptable way. An alternative is to replace synthetic fibers as a dispersed phase in polymeric biocomposites. In this project, composites of TPS and sugarcane bagasse residues were prepared by extrusion and compression molding. The effect of using fibers with different size ranges and the alkaline treatment of fibers with sodium hydroxide and sodium sulfite on the properties of the composites were evaluated. The size ranges used were: < 0.595 mm, 0.595 - 0.297 mm, 0.297 - 0.250 mm and > 0.250 mm; and the fibers were treated for 30, 60, 120 and 240 min. The fibers, TPS and composites were characterized by chemical, mechanical, thermal and morphological analysis. The fibers with different size ranges showed the same chemical composition and similar thermal properties. However, the crystallinity index values and the aspect ratio are higher for the fibers with larger size, and the absorption values and moisture content are higher for the smaller fibers. The variation in the alkaline treatment period did not significantly change the thermal properties, morphology, moisture content or chemical composition of the fibers. It was found that 30 min of treatment was sufficient to remove 56 % of hemicellulose and 73 % of lignin indicating the efficiency of the alkaline treatment, and there was no increase in the removal of these components after this period. TPS composites with 10 % by weight (wt%) of sugarcane bagasse fibers with different sizes showed similar mechanical properties to those of TPS. However, the composite with smaller fibers (<595 mm) tended to obtain better mechanical properties. The composite with 10 wt% fiber (<595 mm) and treated for 30 min showed similar properties to the composite using untreated fiber. Composites with 20, 30 and 40 wt% fiber (<595 mm) were prepared without treatment and composites with 20 and 30 wt% fiber (<595 mm) treated for 30 min. The composite with 30 wt% fiber (<595 mm) treated for 30 min. presented an increase of 135 % in the maximum tension, 770 % increase in the elastic modulus compared to TPS and thermal stability of 20 °C superior to pure TPS.
Polymeric composites;thermoplastic starch;sugarcane bagasse
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho não possui divulgação autorizada

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
POLÍMEROS
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Banca Examinadora

MARCIA APARECIDA DA SILVA SPINACE
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
MATHILDE JULIENNE GISELE CHAMPEAU FERREIRA Participante Externo
BALTUS CORNELIS BONSE Participante Externo
MARCIA APARECIDA DA SILVA SPINACE Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 2
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 22

Vínculo

Servidor Público
Instituição de Ensino e Pesquisa
Pesquisa
Não