Compósitos de nanocelulose/PHBV: manta microfibrílica por eletrofiação

• Processo: 11/14153-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Herman Jacobus Cornelis Voorwald
• Beneficiário: Kelly Cristina Coelho de Carvalho Benini
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletrofiação Materiais compósitos Nanofibras
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compósitos naturais | eletrofiação | nanofibras | Phbv | Compósitos

Resumo

O desenvolvimento de compósitos feitos a partir de matérias primas renováveis e biodegradáveis tem sido alvo de pesquisas tanto em instituições científicas como em indústrias devido a fatores como o aumento da conscientização ambiental e a necessidade de desenvolver produtos levando em consideração a sustentabilidade.Reforçar matrizes biodegradáveis com fibras lignocelulósicas é uma das alternativas viáveis para melhorar as propriedades mecânicas destas matrizes sem a necessidade de utilizar fibras sintéticas. Porém muitas vezes essas fibras não conferem a resistência mecânica e as propriedades necessárias para muitas aplicações de polímeros convencionais.Desta forma o uso de fibras de celulose em escala nanométrica torna-se interessante uma vez que estas nanofibras possuem propriedades superiores quando comparada a outras fibras micrométricas tanto naturais como sintéticas. Dentre estas propriedades pode-se destacar sua elevada área superficial, boas propriedades mecânicas, incluindo módulo de Young e resistência à tração e baixo coeficiente de expansão térmica.Neste trabalho,whiskers de celulose serão obtidas a partir da fibra de capim-sapé através de tratamentos químicos como mercerização, branqueamento e hidrólise ácida, seguido por ultrasonificação que quebra as cadeias de celulose através do processo de cavitação. As nanofibras obtidas serão caracterizadas quanto às suas propriedades térmicas e morfológicas com o intuito de avaliar o efeito do método de obtenção nas propriedades das nanofibras e em seguida serão misturadas em uma solução de poli(3-hidroxibutirato) PHB, para a obtenção de mantas nanofibrílicas pelo processo de eletrofiação. Neste trabalho, nanofibras de celulose serão obtidas a partir da fibra de capim-sapé através de tratamentos químicos como mercerização, branqueamento e hidrólise ácida. Posteriormente essas nanofibras serão misturadas em uma solução de PHB (poli-3-hidroxibutirato), para a obtenção de mantas nanofibrílicas através do processo de eletrofiação.Essas mantas nanofibrílicas de nanofibras de celulose/PHB serão utilizadas como reforço para a obtenção de compósitos via moldagem por compressão a quente.Em cada etapa do processo serão utilizadas técnicas de caracterização física, mecânica, térmica e morfológica para definir parâmetros de processamento e propriedades dos materiais obtidos.

Publicações científicas

(11)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA COELHO; ORNAGHI, JR., HEITOR L.; PEREIRA, PAULO HENRIQUE FERNANDES; MASCHIO, LEANDRO JOSE; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO. Survey on chemical, physical, and thermal prediction behaviors for sequential chemical treatments used to obtain cellulose fromImperata Brasiliensis. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, JAN 2020. (11/14153-8, 15/10386-9)

COELHO DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA; ORNAGHI JR, HEITOR LUIZ; DE MEDEIROS, NICOLE MORABITO; FERNANDES PEREIRA, PAULO HENRIQUE; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. Thermal characterization and lifetime prediction of the PHBV/nanocellulose biocomposites using different kinetic approaches. Cellulose, v. 27, n. 13, JUL 2020. (15/10386-9, 11/14153-8)

DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA COELHO; ORNAGHI, JR., HEITOR L.; PEREIRA, PAULO HENRIQUE FERNANDES; MASCHIO, LEANDRO JOSE; VOORWALD, HERMAN JACOBUS CORNELIS; CIOFFI, MARIA ODILA HILARIO. Survey on chemical, physical, and thermal prediction behaviors for sequential chemical treatments used to obtain cellulose fromImperata Brasiliensis. JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, v. 143, n. 1, p. 73-85, JAN 2021. (11/14153-8, 15/10386-9)

COELHO DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; MILANESE, ANDRESSA CECILIA; ORNAGHI, JR., HEITOR L.. . JOURNAL OF NATURAL FIBERS, v. 14, n. 1, p. 112-125, 2017. (11/14153-8)

DE CARVALHO BENINI, KELLY C. C.; BROCKS, THATIANE; MONTORO, SERGIO R.; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS. Effect of Fiber Chemical Treatment of Nonwoven Coconut Fiber/Epoxy Composites Adhesion Obtained by RTM Process. Polymer Composites, v. 38, n. 11, p. 2518-2527, NOV 2017. (06/02121-6, 11/11311-1, 11/14153-8)

BENINI, KELLY C. C. C.; ORNAGHI JUNIOR, HEITOR L.; BIANCHI, OTAVIO; DE MAGALHAES, WELINGTON FERREIRA; HENRIQUES, FERNANDO FULGENCIO; WINDMOLLER, DARIO; VOORWALD, HERMAN J. C.; CIOFFI, MARIA O. H.. Novel biodegradable composites based on PHBV: Effect of nanocellulose incorporation on the non-isothermal crystallization kinetic and structural parameters. Polymer Composites, v. 40, n. 8, p. 3156-3165, AUG 2019. (11/14153-8)

AVILA DIAS MACIEL, MAISA MILANEZ; COELHO DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA. Obtainment and characterization of nanocellulose from an unwoven industrial textile cotton waste: Effect of acid hydrolysis conditions. International Journal of Biological Macromolecules, v. 126, p. 496-506, APR 1 2019. (11/14153-8)

KELLY C. C. DE CARVALHO BENINI; MARIA ODILA HILÁRIO CIOFFI; HERMAN JACOBUS CORNELIS VOORWALD. PHBV/cellulose nanofibrils composites obtained by solution casting and electrospinning process. MATERIA-RIO DE JANEIRO, v. 22, n. 2, 2017-07-20. (11/14153-8)

COELHO DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; ARANTES, VALDEIR. Preparation of nanocellulose from Imperata brasiliensis grass using Taguchi method. Carbohydrate Polymers, v. 192, p. 337-346, JUL 15 2018. (15/02862-5, 11/14153-8)

DE CARVALHO BENINI, KELLY C. C.; PEREIRA, PAULO H. F.; CIOFFI, MARIA ODILA H.; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; FANGUEIRO, R. Effect of acid hydrolysis conditions on the degradation properties of cellulose from Imperata brasiliensis fibers. X INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL DYNAMICS (EURODYN 2017), v. 200, p. 8-pg., 2017-01-01. (11/14153-8)

COELHO DE CARVALHO BENINI, KELLY CRISTINA; CORNELIS VOORWALD, HERMAN JACOBUS; HILARIO CIOFFI, MARIA ODILA; MILANESE, ANDRESSA CECILIA; ORNAGHI, HEITOR L., JR.. Characterization of a New Lignocellulosic Fiber from Brazil: Imperata brasiliensis (Brazilian Satintail) as an Alternative Source for Nanocellulose Extraction. JOURNAL OF NATURAL FIBERS, v. 14, n. 1, p. 14-pg., 2017-01-01. (11/14153-8)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BENINI, Kelly Cristina Coelho de Carvalho. Compósitos de nanocelulose / PHBV: manta microfibrilica por eletrofiação. 2015. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Engenharia. Guaratinguetá Guaratinguetá.