Funcionalização de nanocristais de celulose para o desenvolvimento de nanocompósitos biodegradáveis PBAT/CNC

• Processo: 16/09588-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Liliane Maria Ferrareso Lona
• Beneficiário: Filipe Vargas Ferreira
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/16851-3 - Espumas de nanocelulose preenchidas com Bioglass® 45S5: um scaffold ambientalmente amigável tridimensional para engenharia de tecidos ósseos, BE.EP.DR
• Assunto(s): Nanocompósitos Nanocristais de celulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: nanocompósito | Nanocristais de celulose | Poli(adipato de butileno-co-tereftalato) | Nanocompósitos

Resumo

Os nanocristais de celulose (CNCs), em especial os funcionalizados, são utilizados como nanocarga para a produção de nanocompósitos biodegradáveis devido à sua abundância, biodegradabilidade e boas propriedades térmicas e mecânicas. A incorporação dos CNCs na matriz de poli (adipato de butileno-co-tereftalato) (PBAT), como reforço, pode influenciar as propriedades finais do polímero. Entretanto, as propriedades finais dos compósitos podem ser melhores ou piores que as propriedades do polímero puro, dependendo do tipo de funcionalização. Desta forma, o objetivo deste projeto é estudar a influência da funcionalização dos nanocristais na biodegradabilidade e nas propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos PBAT/CNC. Para isso, duas variáveis de processo que podem influenciar nas propriedades dos compósitos serão estudadas: o tipo de funcionalização do CNC e teor de CNC no compósito. Os CNCs serão isolados a partir do bagaço da cana-de-açúcar, e funcionalizados com dodecilamina (DDA) e etilenodiamina (EDA). Os nanocompósitos PBAT/CNC serão preparados in situ pelo método de policondensação, com porcentagem de CNCs variando de 0,2 a 10 %massa. A biodegradabilidade, as propriedades mecânicas e térmicas dos compósitos e do polímero puro serão sistematicamente estudadas. A correlação entre a presença de CNC, a natureza do grupo funcional anexado à superfície dos CNCs funcionalizados e as propriedades finais dos compósitos permitirá entender a interação entre o CNC e o PBAT, além de esclarecer como os CNCs podem alterar as propriedades do nanocompósito.

Publicações científicas

(24)

(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)

FERREIRA, F. V.; PINHEIRO, I. F.; GOUVEIA, R. F.; THIM, G. P.; LONA, L. M. F.. Functionalized cellulose nanocrystals as reinforcement in biodegradable polymer nanocomposites. Polymer Composites, v. 39, n. 1, SI, p. E9-E29, APR 2018. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE V.; PINHEIRO, IVANEI F.; MARIANO, MARCOS; CIVIDANES, LUCIANA S.; COSTA, JOAO C. M.; NASCIMENTO, NAYRA R.; KIMURA, SOLENISE P. R.; NETO, JOSE C. M.; LONA, LILIANE M. F.. Environmentally friendly polymer composites based on PBAT reinforced with natural fibers from the amazon forest. Polymer Composites, v. 40, n. 8, p. 3351-3360, AUG 2019. (16/09588-9, 16/08595-1)

PINHEIRO, I. F.; FERREIRA, F. V.; ALVES, G. F.; RODOLFO, A.; MORALES, A. R.; MEI, L. H. I.. Biodegradable PBAT-Based Nanocomposites Reinforced with Functionalized Cellulose Nanocrystals from Pseudobombax munguba: Rheological, Thermal, Mechanical and Biodegradability Properties. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 27, n. 4, p. 757-766, APR 2019. (16/09588-9)

FERREIRA, V, F.; MARIANO, M.; LEPESQUEUR, L. S. S.; PINHEIRO, I. F.; SANTOS, L. G.; BURGA-SANCHEZ, J.; SOUZA, D. H. S.; KOGA-ITO, C. Y.; TEIXEIRA-NETO, A. A.; MEI, I, L. H.; et al. Silver nanoparticles coated with dodecanethiol used as fillers in non-cytotoxic and antifungal PBAT surface based on nanocomposites. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 98, p. 800-807, MAY 2019. (16/09588-9, 16/08595-1)

PINHEIRO, I. F.; FERREIRA, F. V.; SOUZA, D. H. S.; GOUVEIA, R. F.; LONA, L. M. F.; MORALES, A. R.; MEI, L. H. I.. Mechanical, rheological and degradation properties of PBAT nanocomposites reinforced by functionalized cellulose nanocrystals. EUROPEAN POLYMER JOURNAL, v. 97, p. 356-365, DEC 2017. (16/09588-9)

ROSA, RAPHAEL P.; FERREIRA, FILIPE V.; LONA, LILIANE M. F.. Modeling of Ring Opening Polymerization: A short review with insights on how to develop the method of moments. Chemical Engineering Science, v. 246, DEC 31 2021. (18/12831-8, 16/09588-9, 16/19847-1)

FERREIRA, V, FILIPE; OTONI, CAIO G.; DE FRANCE, KEVIN J.; BARUD, HERNANE S.; LONA, LILIANE M. F.; CRANSTON, EMILY D.; ROJAS, ORLANDO J.. Porous nanocellulose gels and foams: Breakthrough status in the development of scaffolds for tissue engineering. MATERIALS TODAY, v. 37, p. 126-141, JUL-AUG 2020. (16/09588-9, 18/16851-3, 18/12831-8, 18/25512-8)

CAETANO, IZABELLA W. I. A.; FERREIRA, FILIPE V. V.; DOS SANTOS, DANILO M. M.; PINHEIRO, IVANEI F. F.; LONA, LILIANE M. F.. Water-Dependent Upcycling of Eco-Friendly Multifunctional Nanocompartmentalized Films. ADVANCED SUSTAINABLE SYSTEMS, v. N/A, p. 9-pg., 2023-01-08. (20/02050-9, 21/09341-1, 16/09588-9, 17/20973-4)

FERREIRA, FILIPE V.; CIVIDANES, LUCIANA S.; GOUVEIA, RUBIA F.; LONA, LILIANE M. F.. An overview on properties and applications of poly(butylene adipate-co-terephthalate)-PBAT based composites. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, v. 59, p. 9-pg., 2019-03-01. (16/09588-9)

FERREIRA, F. V.; PINHEIRO, I. F.; GOUVEIA, R. F.; THIM, G. P.; LONA, L. M. F.. Functionalized cellulose nanocrystals as reinforcement in biodegradable polymer nanocomposites. Polymer Composites, v. 39, p. 21-pg., 2018-04-01. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE V.; MARIANO, MARCOS; PINHEIRO, IVANEI F.; CAZALINI, ELISA M.; SOUZA, DIEGO H. S.; LEPESQUEUR, LAURA S. S.; KOGA-ITO, CRISTIANE Y.; GOUVEIA, RUBIA F.; LONA, LILIANE M. F.. Cellulose nanocrystal-based poly(butylene adipate-co-terephthalate) nanocomposites covered with antimicrobial silver thin films. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, v. 59, n. 2, p. E356-E365, MAR 2019. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE V.; CIVIDANES, LUCIANA S.; GOUVEIA, RUBIA F.; LONA, LILIANE M. F.. An overview on properties and applications of poly(butylene adipate-co-terephthalate)-PBAT based composites. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, v. 59, n. 2, p. E7-E15, MAR 2019. (16/09588-9)

DE MENEZES, B. R. C.; FERREIRA, F. V.; SILVA, B. C.; SIMONETTI, E. A. N.; BASTOS, T. M.; CIVIDANES, L. S.; THIM, G. P.. Effects of octadecylamine functionalization of carbon nanotubes on dispersion, polarity, and mechanical properties of CNT/HDPE nanocomposites. Journal of Materials Science, v. 53, n. 20, p. 14311-14327, OCT 2018. (16/09588-9, 14/17492-6)

FERREIA, F. V.; TRINDADE, G. N.; LONA, L. M. F.; BERNARDES, J. S.; GOUVEIA, R. F.. LDPE-based composites reinforced with surface modified cellulose fibres: 3D morphological and morphometrical analyses to understand the improved mechanical performance. EUROPEAN POLYMER JOURNAL, v. 117, p. 105-113, AUG 2019. (16/09588-9, 16/04514-7)

FERREIRA, F. V.; MARIANO, M.; RABELO, S. C.; GOUVEIA, R. F.; LONA, L. M. F.. Isolation and surface modification of cellulose nanocrystals from sugarcane bagasse waste: From a micro- to a nano-scale view. Applied Surface Science, v. 436, p. 1113-1122, APR 1 2018. (16/09588-9)

MENDES, LARISSA G.; FERREIRA, V, FILIPE; SIELSKI, MICHELI S.; LIVI, SEBASTIEN; ROCCO, SILVANA A.; SFORCA, MAURICIO L.; BURGA-SANCHEZ, JONNY; VICENTE, CRISTINA P.; MEI, I, LUCIA H.. Electrospun Nanofibrous Architectures of Thrombin-Loaded Poly(ethylene oxide) for Faster in Vivo Wound Clotting. ACS APPLIED BIO MATERIALS, v. 4, n. 6, p. 5240-5250, JUN 21 2021. (16/09588-9)

FERREIRA, V, FILIPE; SOUZA, LUCAS P.; MARTINS, THAIS M. M.; LOPES, JOAO H.; MATTOS, BRUNO D.; MARIANO, MARCOS; PINHEIRO, IVANEI F.; VALVERDE, THALITA M.; LIVI, SEBASTIEN; CAMILLI, JOSE A.; et al. Nanocellulose/bioactive glass cryogels as scaffolds for bone regeneration. NANOSCALE, v. 11, n. 42, p. 19842-19849, NOV 14 2019. (18/12831-8, 18/16851-3, 16/09588-9, 10/05394-9)

BONI, FELIPE R.; FERREIRA, FILIPE V.; PINHEIRO, IVANEI F.; ROCCO, SILVANA A.; SFORCA, MAURICIO L.; LONA, LILIANE M. F.. Synthesis and analysis of phase segregation of polystyrene-block-poly(methyl methacrylate) copolymer obtained by Steglich esterification from semitelechelic blocks of polystyrene and poly(methyl methacrylate). Journal of Applied Polymer Science, v. 137, n. 45, MAY 2020. (16/09588-9, 18/12831-8, 16/08595-1)

ROSA, RAPHAEL P.; FERREIRA, FILIPE V.; SARAVIA, ANA PAOLA K.; ROCCO, SILVANA A.; SFORCA, MAURICIO L.; GOUVEIA, RUBIA F.; LONA, LILIANE M. F.. A Combined Computational and Experimental Study on the Polymerization of epsilon-Caprolactone. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 57, n. 40, p. 13387-13395, OCT 10 2018. (16/19847-1, 16/09588-9)

FERREIRA, F. V.; DUFRESNE, A.; PINHEIRO, I. F.; SOUZA, D. H. S.; GOUVEIA, R. F.; MEI, L. H. I.; LONA, L. M. F.. How do cellulose nanocrystals affect the overall properties of biodegradable polymer nanocomposites: A comprehensive review. EUROPEAN POLYMER JOURNAL, v. 108, p. 274-285, NOV 2018. (16/09588-9)

BOTAN, R.; PINHEIRO, I. F.; FERREIRA, V, F.; LONA, L. M. F.. Correlation between water absorption and mechanical properties of polyamide 6 filled with layered double hydroxides (LDH). MATERIALS RESEARCH EXPRESS, v. 5, n. 6, JUN 2018. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE V.; OTONI, CAIO G.; LOPES, JOAO H.; DE SOUZA, LUCAS P.; MEI, LUCIA H. I.; LONA, LILIANE M. F.; LOZANO, KAREN; LOBO, ANDERSON O.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Ultrathin polymer fibers hybridized with bioactive ceramics: A review on fundamental pathways of electrospinning towards bone regeneration. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, v. 123, APR 2021. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE V.; MARIANO, MARCOS; PINHEIRO, IVANEI F.; CAZALINI, ELISA M.; SOUZA, DIEGO H. S.; LEPESQUEUR, LAURA S. S.; KOGA-ITO, CRISTIANE Y.; GOUVEIA, RUBIA F.; LONA, LILIANE M. F.. Cellulose nanocrystal-based poly(butylene adipate-co-terephthalate) nanocomposites covered with antimicrobial silver thin films. POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, v. 59, p. 10-pg., 2019-03-01. (16/09588-9)

FERREIRA, FILIPE, V; PINHEIRO, IVANEI E.; DE SOUZA, SIVONEY E.; MEI, LUCIA H., I; LONA, LILIANE M. F.. Polymer Composites Reinforced with Natural Fibers and Nanocellulose in the Automotive Industry: A Short Review. JOURNAL OF COMPOSITES SCIENCE, v. 3, n. 2, p. 17-pg., 2019-06-01. (16/09588-9)

Publicações acadêmicas

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

FERREIRA, Filipe Vargas. Environmentally friendly high-performance nanomaterials for active packaging and bone tissue engineering. 2020. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.