Campo DC | Valor | Idioma |
dc.contributor.advisor | Luz, Sandra Maria da | - |
dc.contributor.author | Fialho, Michaella Socorro Bruce | - |
dc.date.accessioned | 2024-07-09T16:32:47Z | - |
dc.date.available | 2024-07-09T16:32:47Z | - |
dc.date.issued | 2024-07-09 | - |
dc.date.submitted | 2024-02-05 | - |
dc.identifier.citation | FIALHO, Michaella Socorro Bruce. Filmes biodegradáveis de hemicelulose de juta/ poli(ácido lático): uma alternativa sustentável para embalagens. 2024. 101 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48637 | - |
dc.description | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2024. | pt_BR |
dc.description.abstract | Os filmes de hemicelulose apresentam desafios em termos de aplicabilidade devido à
sua difícil processabilidade, caráter hidrofílico e baixa resistência mecânica. Diante
dessas limitações, a combinação com o poli(ácido lático) (PLA) pode contribuir com o
melhoramento dessas propriedades. Assim, o objetivo desta pesquisa foi produzir filmes
de blendas poliméricas mais resistentes e otimizar a aplicabilidade da hemicelulose em
embalagens. Neste trabalho, a hemicelulose foi obtida a partir da fibra de juta por meio
de um processo de tratamento alcalino com KOH (Hidróxido de potássio) e as principais
análises para a caracterização dos filmes foram o FTIR (Espectroscopia de
Infravermelho com Transformada de Fourier), TGA (Análise Termogravimétrica), DSC
(Calorimetria Exploratória Diferencial), MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura),
ângulo de contato, propriedades mecânicas e DMA (Análise Dinâmico-Mecânica). Além
disso, o efeito do ácido cítrico para a compatibilização entre os polímeros nas blendas
também foi um dos focos deste estudo. Adicionalmente, avaliou-se a interação dos
filmes com água e produtos sanitizantes (sabão diluído ou concentrado), observando as
taxas de absorção de água, mudanças na morfologia e alterações nas propriedades
térmicas e dinâmico-mecânicas após 240 horas de imersão. A degradabilidade dos
filmes em solo foi estudada durante 10, 50 e 90 dias de exposição, analisando as taxas
de perda de massa, mudanças morfológicas e variações nas propriedades térmicas e
dinâmico-mecânicas. Com relação aos aspectos químicos das blendas, os espectros de
FTIR indicaram possíveis reações de esterificação entre os grupos hidroxila da
hemicelulose e os grupos carboxila do ácido cítrico. A estabilidade térmica das blendas
puras e quando submetidas à exposição à água, sabão e ao período de enterramento
em solo foi inferior em comparação com os polímeros puros. Observou-se ainda a
diminuição em ~40% na 𝑇𝑔 do filme de PLA (67,1 °C) após a imersão em água (37,1 °C),
sabão diluído (44,8 °C) e sabão concentrado (42,4 °C). Essa diminuição pode ser
atribuída ao efeito plastificante da água sobre o PLA. Sobre a morfologia das blendas
puras, esta se apresentou parcialmente homogênea, enquanto após a imersão e
enterramento em solo foi possível identificar à degradação da parcela de hemicelulose
contida no PLA. A taxa de perda de massa das blendas após 90 dias foi de
aproximadamente 35%, enquanto a perda de massa do PLA puro foi de apenas 7%.
Após o período de imersão e degradação em solo, observou-se que a 𝑇𝑔 e a 𝑇𝑚 das
blendas não foram afetadas. No entanto, houve um aumento significativo na
cristalinidade das blendas, que atingiu um valor máximo de aproximadamente 23% após
90 dias. A taxa de absorção de água e sabão pelas blendas aumentaram e os valores
de ângulo de contato diminuíram, de acordo com a concentração de hemicelulose na
blenda, o que demonstra o caráter hidrofílico dos filmes. As propriedades de tração
mostraram que as blendas apresentaram resistência à tração melhorada em
comparação com o PLA puro e o filme de hemicelulose. A elongação até a ruptura das
blendas foi substancialmente menor que o do PLA puro. O teor de hemicelulose diminuiu
o módulo de elasticidade e de armazenamento dos filmes. As propriedades dinâmicomecânicas dos filmes após o período de imersão em água e nos produtos sanitizantes
variam com o aumento da temperatura, sendo mais sensível nas blendas com menor
teor de ácido cítrico. E diminuíram drasticamente conforme o tempo de enterramento no
solo. Os resultados revelaram alterações substanciais nas propriedades finais dos
filmes das blendas em relação aos filmes puros de PLA e hemicelulose. Isso indica um
potencial significativo para aplicações em embalagens, dada a variedade de
propriedades que podem ser obtidas ao ajustar a concentração dos polímeros nas
blendas. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF). | pt_BR |
dc.language.iso | por | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.title | Filmes biodegradáveis de hemicelulose de juta/ poli(ácido lático) : uma alternativa sustentável para embalagens | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.subject.keyword | Hemicelulose | pt_BR |
dc.subject.keyword | Ácido lático | pt_BR |
dc.subject.keyword | Ácido cítrico | pt_BR |
dc.subject.keyword | Polímeros | pt_BR |
dc.rights.license | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | pt_BR |
dc.description.abstract1 | Hemicellulose films pose challenges in terms of their applicability due to their difficult
processability, hydrophilic nature, and low mechanical strength. Given these limitations,
combining with poly(lactic acid) (PLA) can enhance these properties. Therefore, this
research aimed to produce more resilient polymeric blend films and optimize the use of
hemicellulose in packaging. In this study, hemicellulose was obtained from jute fibers
through an alkaline treatment process with KOH (Potassium Hydroxide). The primary
analyses for film characterization included FTIR (Fourier Transform Infrared
Spectroscopy), TGA (Thermogravimetric Analysis), DSC (Differential Scanning
Calorimetry), SEM (Scanning Electron Microscopy), contact angle measurements,
mechanical properties assessment, and DMA (Dynamic Mechanical Analysis). In
addition, the impact of citric acid on polymer compatibility within the blends was also a
focus of this investigation. Furthermore, the interaction of the films with water and
sanitizing products (diluted or concentrated soap) was evaluated, observing water
absorption rates, changes in morphology, and alterations in thermal and dynamicmechanical properties after 240 hours of immersion. The degradability of the films in soil
was studied over 10, 50, and 90 days of exposure, analyzing mass loss rates,
morphological changes, and variations in thermal and dynamic-mechanical properties.
Concerning the chemical aspects of the blends, FTIR spectra indicated potential
esterification reactions between the hydroxyl groups of hemicellulose and the carboxyl
groups of citric acid. The thermal stability of the pure blends and their behavior when
exposed to water, soap, and burial in soil was lower compared to pure polymers. There
was also a decrease of approximately 40% in the 𝑇𝑔 of the PLA film (67.1 °C) after water
immersion (37.1 °C), diluted soap (44.8 °C), and concentrated soap (42.4 °C), which can
attributed to the plasticizing effect of water on PLA. The morphology of pure
blends appeared partially homogeneous, while after immersion and burial in soil was
possible to identify the degradation of the portion of hemicellulose contained in the
PLA. The mass loss rate of the blends after 90 days was approximately 35%, whereas
the mass loss of pure PLA was only 7%. After the immersion and degradation period in
the soil, it was observed that the 𝑇𝑔 and 𝑇𝑚 of the blends were unaffected. However,
there was a significant increase in the crystallinity of the blends, reaching a maximum
value of approximately 23% after 90 days. The water and soap absorption
rates resulted from the blends incresead and contact angle values decreased with the
hemicellulose concentration in the blend, demonstrating the hydrophilic nature of the
films. Tensile properties showed that the blends exhibited improved tensile strength
compared to pure PLA and hemicellulose films. The elongation at the break of the blends
was substantially lower than that of pure PLA. The hemicellulose content decreased the
elasticity and storage modulus of the films. The dynamic-mechanical properties of
the films after the immersion in water and sanitizing products varied with the temperature
increase, being more sensitive in blends with lower citric acid content and decreased
significantly with the burial time in soil. The results revealed substantial changes in the
final properties of blend films compared to pure PLA and hemicellulose
films. This indicates significant potential for packaging applications, given the variety of
properties that can be obtained by adjusting the polymer concentrations in the blends. | pt_BR |
dc.description.unidade | Faculdade de Tecnologia (FT) | pt_BR |
dc.description.unidade | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | pt_BR |
dc.description.ppg | Programa de Pós-Graduação em Ciências Mecânicas | pt_BR |
Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado
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