| Summary: | Orientadora: Profª. Drª. Márcia Aparecida da Silva Spinacé === Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. === Na atualidade, tem aumentado o debate e interesse por processos de produção limpos e
economicamente viáveis de celulose nanoestruturada, devido a sua importância em diversas
áreas, notoriamente, nos ramos automobilístico e aeronáutico. Um dos processos que vem
ganhando destaque é o método de sonificação, de forma alternativa à extração por meio de
hidrólise ácida. As fibras oriundas de resíduos agroindustriais podem ser submetidas ao
processo de sonificação em diferentes condições de temperatura, quantidades e tempos, as
quais também podem ser funcionalizadas, a fim de seu uso como reforço de matrizes
poliméricas.
Neste trabalho, estudou-se as condições de sonificação em meio aquoso para obtenção
de celulose nanoestruturada, com base no resíduo têxtil. Para essa finalidade, foram
preparados compósitos com o uso do polietileno de baixa densidade como matriz 3, 6 e 9 %
em massa de celulose nanoestruturada com alta cristalinidade, que foi obtida por sonificação
ou celulose nanoestruturada com alta cristalinidade obtida por sonificação + poli (óxido de
etileno), adicionando-se o óleo mineral puro, a fim de otimizar o processamento durante a
moldagem. O poli (óxido de etileno) foi usado na proporção 1:10 em função da celulose
nanoestruturada com alta cristalinidade obtida por sonificação + poli (óxido de etileno), para
melhorar a interação fibra-matriz.
Os resultados mostraram que foi possível a obtenção da celulose nanoestruturada, por
meio do método de sonificação, que é um método sem a geração de resíduos. Portanto, a
celulose nanoestruturada apresentou picos cristalinos característicos dos cristais polimórficos
de uma mistura de celulose I e celulose II, evidenciando um valor de cristalinidade superior a
celulose nanoestruturada obtida via química, que, por sua vez, demonstrou a importância do
estudo das condições de otimização desse processo mecânico.
Nessa direção, a análise por espectroscopia, na região do infravermelho, indicou que
não há mudanças na estrutura química da celulose nanoestruturada, após a sonificação. A
análise térmica mostrou estabilidade da celulose nanoestruturada sonificada superior à fibra
sem tratamento e à fibra obtida via hidrólise química, indicando a possibilidade de uso como
matriz em polímeros com temperaturas de fusão superiores às poliolefinas. Já a análise
morfológica mostrou a redução nas dimensões da fibra e boa dispersão das fibras após ciclos
de moldagem por compressão. Sendo assim, os resultados mecânicos de tração são
comparáveis aos verificados na literatura para compósitos similares obtidos por processo de
ix extrusão o qual permite uma melhor mistura e dispersão dos compósitos. A celulose
nanoestruturada obtida mostrou ser interessante para aplicação em compósitos poliméricos. === At the present time, it has increased the debate and interest in cleaner production
processes and economically viable nanostructured cellulose, due to its importance in several
areas, notably in the automotive and aeronautical branches. One process that has been gaining importance is the sonication method, the extraction alternatively by acid hydrolysis. The fibers coming from agro-industrial waste can be subjected to sonification process in different conditions of temperature, amounts and times, which can also be functionalized, in order of their use as reinforcing polymeric matrices.
In this study, we studied the conditions of sonication in an aqueous medium to obtain
nanostructured cellulose-based textile residue. For this purpose, composites were prepared by using low density polyethylene as the matrix 3, 6 and 9 mass% of nanostructured cellulose
with high crystallinity, which was obtained by sonication or nanostructured cellulose having
high crystallinity obtained by sonification + poly (oxide ethylene), adding pure mineral oil in
order to optimize the processing during molding. The poly (ethylene oxide) was used at 1:10
depending on the nanostructured cellulose having high crystallinity obtained by sonification + poly (ethylene oxide) to improve fiber-matrix interactions.
The results showed that it was possible to obtain nanostructured cellulose, by means of
sonication method, a method that is without generating waste. Therefore, the nanostructured cellulose was characteristic peaks of crystalline polymorphic crystals of a mixture of cellulose I and cellulose II, showing a higher value crystallinity cellulose obtained via the nanostructured chemical which, in turn, has demonstrated the importance of studying
optimization conditions this mechanical process.
In this sense, the analysis by spectroscopy in the infrared region, indicated that no
changes in the structure of the nanostructured chemical pulp, after sonication. Thermal
analysis showed stability of nanostructured sonicated above the pulp fiber and untreated fiber obtained via chemical hydrolysis, indicating the possibility of use as matrix polymers with
melting temperatures higher than those polyolefins. Since the morphological analysis showed a reduction in fiber dimensions and good dispersion of the fibers after compression molding cycles. Thus, the mechanical traction results are comparable to those observed in the literature for similar composites obtained by the extrusion process which allows better mixing and dispersion of the composite. The nanostructured cellulose obtained proved to be interesting for application in polymeric composites.
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