Uso de biomassas não refinadas no desenvolvimento de espumas renováveis

dc.contributor.advisor-co1Ferreira, Elisa Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/9042749986031620
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3614-5012
dc.contributor.advisor1Baron, Daniel
dc.contributor.advisor1Lattesttp://lattes.cnpq.br/2054014705484176
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9542-9413
dc.contributor.authorSilva, Victória Barros Pinheiro da
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/2632116113083582
dc.date.accessioned2025-10-08T16:50:03Z
dc.date.issued2025-01-27
dc.description.abstractAs plastic waste continues to accumulate on our planet, it is essential to explore sustainable alternatives that can match the performance of non-renewable polymeric materials. In order to replace lightweight materials such as plastic foams, the aim of this study is to use a sustainable and economical route to produce foams, with the application of plant biomass in the form of unrefined lignocellulosic particles of sugarcane bagasse (SB) and eucalyptus industrial waste (EIW), incorporated with biopolymers (starch and pectin), using a heat-drying technique (oven drying). The incorporation of biopolymers is intended to reinforce the structure of aqueous and solid foams, helping their stability and adhesion between particles. In order to confirm the good performance of the foams, the study characterized the material in terms of density, mechanical strength and general structure. To this end, the materials were prepared using aqueous dispersions of solubilized biopolymers, swollen lignocellulosic particles and the surfactant sodium dodecyl sulfate. The systems were subjected to mechanical agitation to incorporate air bubbles, producing aqueous foams with shape stability to be dried in ovens, forming solid foams. In this process, the bubbles promote the formation of pores, the anatomy of which influences the density and mechanical properties of the solid foams. The results show that the foams had a low density (0.07 to 0.26 g.cm-3) and mechanical resistance to compression compatible with the performance of plastic foams (0.08 to 0.27 MPa). The properties of these structures varied according to the type of biopolymer and biomass and the ratio between particles and biopolymers, with the foam with SB particles and starch in the particle/biopolymer ratio four being the most resistant (0.27 MPa). In addition, it was observed that particle size influences the formation of bubble scaffolds, with a tendency to reduce bubble size using smaller particles, such as from SB (0.04 to 0.05 mm). Thus, the study shows that it is possible to develop solid foams, starting from a sustainable route, with the use of unrefined plant biomass and drying in an oven. These promising results support the development of a more sustainable route to produce renewable lightweight materials, aimed at the replacement of plastic foams in packaging.eng
dc.description.resumoCom o aumento gradual dos resíduos plásticos descartados em nosso planeta, surge a necessidade de buscar materiais sustentáveis que atinjam o desempenho de materiais poliméricos de fontes não-renováveis. Para a substituição de materiais leves como as espumas plásticas, o presente estudo tem como objetivo utilizar uma rota sustentável e econômica para produção de espumas, com a aplicação da biomassa vegetal, na forma de partículas lignocelulósicas não refinadas de bagaço de cana-de-açúcar (BC) e e resíduo industrial de eucalipto (RIE), incorporados com os biopolímeros (amido e pectina), com técnica de secagem por aquecimento (secagem em estufa). A incorporação dos biopolímeros tem como intuito reforçar a estrutura de espumas aquosas e sólidas, auxiliando sua estabilidade e a adesão entre as partículas. Visando atestar o bom desempenho das espumas, o estudo caracterizou o material quanto à densidade, resistência mecânica e estrutura geral. Para isso, os materiais foram preparados com dispersões aquosas de biopolímeros solubilizados, partículas lignocelulósicas intumescidas e o surfactante dodecil sulfato de sódio. Os sistemas foram submetidos à agitação mecânica para incorporar bolhas de ar reproduzir espumas aquosas com estabilidade para serem secas em estufas gerando espumas sólidas. Nesse processo, as bolhas promovem a formação dos poros, anatomia essa que influencia a densidade e as propriedades mecânicas das espumas sólidas. Os resultados mostram que as espumas apresentaram baixa densidade (0,07 a 0,26g.cm-3) e resistência mecânica à compressão compatível com o desempenho de espumas plásticas (0,08 a 0,27 MPa). As propriedades dessas estruturas variaram de acordo com os tipos de biopolímeros e das biomassas, em que a razão massica entre esses componentes, resultaram em espuma com partículas de BC e amido na razão partículas/biopolímero quatro (1:4) é a mais resistente (0,27 MPa). Além disso, observamos que o tamanho de partículas influencia a formação dos arcabouços de bolhas, com a tendência de redução do tamanho de bolhas usando partículas menores, por exemplo, BC (0,04 a 0,05 mm). Assim, o estudo mostra que é possível desenvolver espumas sólidas, partindo de uma rota sustentável, com a utilização de biomassa vegetal não-refinada e secagem em estufa. Esses resultados promissores viabilizam o desenvolvimento de uma rota mais sustentável para a produção de materiais leves renováveis destinados à substituição de espumas plásticas em embalagens.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 2023/14118-5, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.identifier.citationSILVA, Victória Barros Pinheiro da. Uso de biomassas não refinadas no desenvolvimento de espumas renováveis. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Biológicas) – Universidade Federal de São Carlos, Lagoa do Sino, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22877.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22877
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Lagoa do Sino
dc.publisher.courseCiências Biológicas - CBio-LS
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectBagaço de cana-de-açúcarpor
dc.subjectBiomassa vegetalpor
dc.subjectEspumaspor
dc.subjectResíduo industrial de eucaliptopor
dc.subjectRenovávelpor
dc.subjectEucalyptus industrial wasteeng
dc.subjectFoamseng
dc.subjectSugarcane bagasseeng
dc.subjectRenewableeng
dc.subjectPlant biomasseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::BOTANICA APLICADA
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
dc.titleUso de biomassas não refinadas no desenvolvimento de espumas renováveispor
dc.title.alternativeUse of unrefined plant biomass for the development of renewable foamseng
dc.typeTCC

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