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Produção e modificação de microfibras e nanofibras de eucalipto para reforço de nanocompósitos poliméricos

Processo: 09/10734-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2010
Vigência (Término): 31 de agosto de 2010
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Luiz Henrique Capparelli Mattoso
Beneficiário:Gustavo Henrique Denzin Tonoli
Instituição-sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Celulose   Nanofibras   Fibras lignocelulósicas   Polímeros biodegradáveis   Nanocristais   Nanocompósitos

Resumo

O interesse por nanofibras de celulose provenientes de fontes renováveis tem crescido principalmente por causa das excepcionais características mecânicas desses materiais. Vários estudos vêm sendo reportados na literatura empregando fibras e nanofibras celulósicas em diversas matrizes poliméricas para obtenção de nanocompósitos. Entretanto, na maioria das vezes esses compósitos reforçados com fibras e/ou nanofibras ainda não possuem desempenho adequado em ambientes com alta umidade relativa, devido, principalmente, ao caráter hidrofílico dos polissacarídeos empregados. Os problemas relacionados à dispersão e incorporação das fibras e nanofibras na matriz polimérica também devem ser mais bem investigados. O presente estudo tem como objetivo a obtenção, caracterização e modificação superficial de microfibras e nanofibras de eucalipto com tratamentos físico-químicos para produção de compósitos e nanocompósitos poliméricos biodegradáveis, mas com considerável resistência à absorção de água. Na primeira etapa do projeto, as fibras celulósicas de eucalipto serão moídas (microfibras) ou refinadas para aumentar sua fibrilação e melhorar sua dispersão na matriz polimérica. Nanofibras serão produzidas por meio da hidrólise ácida da polpa branqueada de eucalipto. Os produtos finais (microfibras e nanofibras) desta primeira etapa do projeto serão caracterizados por termogravimetria (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), microscopia de força atômica (AFM), difração de Raios-X (DRX) e quanto à energia de superfície ou molhabilidade (ângulo de contato). Na segunda etapa do projeto, compósitos e nanocompósitos serão produzidos com matrizes poliméricas de diferentes constituições (amido, e blendas amido/látex/PVA) a partir de duas rotas de produção (extrusão + termo-prensagem e evaporação de soluções líquidas - casting). Atenção especial será dada ao adequado processamento dos compósitos / nanocompósitos, principalmente à otimização da dispersão das micro / nanofibras. Os compósitos / nanocompósitos serão avaliados quanto à estabilidade térmica (TG), análise térmica-dinâmico-mecânica (DMTA), desempenho mecânico em diferentes condições de temperatura e umidade, resistência a absorção de água e molhabilidade (ângulo de contato), rugosidade de superfície (AFM), cristalinidade (DRX) e interface fibras/matriz polimérica (MEV). Espera-se com os resultados obtidos contribuir ao conhecimento dos métodos de produção das nanofibras de celulose de eucalipto e obter compósitos / nanocompósitos biodegradáveis com desempenho mecânico adequado e maior resistência à água.

Publicações científicas
(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)
TONOLI, G. H. D.; TEIXEIRA, E. M.; CORREA, A. C.; MARCONCINI, J. M.; CAIXETA, L. A.; PEREIRA-DA-SILVA, M. A.; MATTOSO, L. H. C. Cellulose micro/nanofibres from Eucalyptus kraft pulp: Preparation and properties. Carbohydrate Polymers, v. 89, n. 1, p. 80-88, JUN 5 2012. Citações Web of Science: 123.

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