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Compósitos de nanofibrilas de celulose de bagaço de cana-de-açúcar e nanopartículas lamelares: caracterização de dispersões, filmes e filamentos
dc.contributor.author | Pessan, Cibele Carneiro | |
dc.date.accessioned | 2023-09-21T18:56:45Z | |
dc.date.available | 2023-09-21T18:56:45Z | |
dc.date.issued | 2023-02-27 | |
dc.identifier.citation | PESSAN, Cibele Carneiro. Compósitos de nanofibrilas de celulose de bagaço de cana-de-açúcar e nanopartículas lamelares: caracterização de dispersões, filmes e filamentos. 2023. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18596. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18596 | |
dc.description.abstract | Cellulosic materials have great importance for industry and scientific research due to their availability, thermomechanical properties, biocompatible aspects and advantages for circular economy strategies and prioritization of renewable sourced materials. The ability of nanofibrillated cellulose to suspend inorganic materials in water sheds light to its potential to produce sensors, flexible optoelectronics and nanostructured films with high value. As a natural material with different sourcing possibilities, there are several methods for isolating and processing cellulose, which determine the morphological and mechanical properties of the material. With this in mind, this intended to respond to some hypotheses: (i) that the processing parameter (number of microfluidization cycles) for the production of cellulosic dispersions would affect their morphology; (ii) that the presence of inorganic particles would affect the rheological behavior of the dispersions; (iii) that the film production method would be able to induce orientation in the material; (iv) that using different shear rates in the production of filaments would change the level of orientation in the material. Thus, the doctoral thesis project consisted of the development of polymeric composites of nanocellulose with different concentrations and types of lamellar nanoparticles: graphite, graphene oxide and lamellar clay. In addition to obtaining a good dispersion of nanoparticles in the matrix, this work also aimed to prepare films and structured filaments, in which the nanocellulose fibrils and lamellar nanoparticles present preferential orientation. The nanostructured systems were characterized by rheological and mechanical testing and morphological analysis. These results were correlated to the microstructural characteristics of their respective dispersions. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Celulose | por |
dc.subject | Compósitos | por |
dc.subject | Reologia | por |
dc.subject | Propriedades mecânicas | por |
dc.title | Compósitos de nanofibrilas de celulose de bagaço de cana-de-açúcar e nanopartículas lamelares: caracterização de dispersões, filmes e filamentos | por |
dc.title.alternative | Composites of cellulose nanofibers from sugar-cane bagasse and lamellar nanoparticles: characterization of dispersions, films and filaments | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Leite, Edson Roberto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1025598529469393 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Bettini, Sílvia Helena Prado | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3687551763124327 | por |
dc.description.resumo | Materiais celulósicos têm grande relevância para indústria e pesquisa cientifica por conta de sua abundância, propriedades termomecânicas, aspecto biocompatível e vantagens para estratégias de economia circular e priorização materiais de fonte renovável. A capacidade da celulose nanofibrilada em estabilizar suspensões de materiais inorgânicos em água desperta seu potencial para fabricação de sensores, optoeletrônica flexível e filmes nanoestruturados de alto valor agregado. Por se tratar de um material natural de diversas fontes disponíveis, há diversos métodos para seu isolamento e processamento, que determinam as propriedades morfológicas e mecânicas do material. Com isto em mente, neste trabalho, buscamos responder à algumas hipóteses levantadas: (i) o parâmetro de processamento (número de ciclos de microfluidização) na produção das dispersões celulósicas afetaria sua morfologia; (ii) a presença de partículas inorgânicas afetaria o comportamento reológico das dispersões; (iii) o método de produção de filmes seria capaz de induzir orientação no material; (iv) utilizar diferentes taxas de cisalhamento na produção de filamentos alteraria o nível orientação no material. Assim, foram desenvolvidos compósitos de nanocelulose com diferentes concentrações e tipos de nanopartículas lamelares: grafite, óxido de grafeno e argila lamelar. Foi possível produzir filmes autossustentados pelo método de espalhamento por lâmina. Contudo, não foi possível produzir filmes com orientação preferencial. Os filmes contendo óxido de grafeno apresentaram aumento em módulo elástico e tensão de ruptura, enquanto os compósitos de grafite apresentaram redução das propriedades. Também foi possível produzir filamentos celulósicos por meio de fiação contínua com diversas taxas de cisalhamento. Os resultados mostraram que a incorporação de cargas e a taxa de cisalhamento do processo influenciam nas propriedades mecânicas do material, resultando no aumento de módulo elástico e resistência à tração, até um ponto ótimo. Estes resultados foram correlacionados às características microestruturais das dispersões precursoras e dos filamentos produzidos. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | Processo número 140459/2018-9, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/3926293902735747 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0001-8131-4797 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0002-0513-9939 | por |
dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0001-6549-2980 | por |