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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de blendas de PLA e polímeros do glicerol e nanocompósitos com nanowhiskers de celulose
metadata.dc.creator: Silva, Amanda Vieira da
metadata.dc.contributor.advisor1: Medeiros, Eliton Souto de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Amélia Severino Ferreira e
metadata.dc.description.resumo: Polímeros biodegradáveis têm sido amplamente estudados devido à busca por diminuir a dependência de produtos derivados fósseis. Assim, o poli(ácido lático) - PLA, ganha destaque por ser biodegradável e possuir elevado módulo de elasticidade e rigidez, todavia a baixa estabilidade térmica, flexibilidade e resistência ao impacto limitam seu uso em algumas aplicações. Neste trabalho foram preparadas blendas com PLA e polímeros de glicerol, bem como nanocompósitos com nanowhiskers de celulose (NWC) com a finalidade de avaliar o efeito da formação de blendas e nanocompósitos nas propriedades térmicas e mecânicas do PLA. Foram sintetizados polímeros de glicerol à base de anidrido maleico e ácido adípico, gerando poli(glicerol maleato) - PGM, poli(glicerol adipato) - PGA e o copolímero poli(glicerol maleato-co-adipato), e foram adicionados aos PLA nas concentrações de 2,5%, 5% e 10% em massa. Além disso, nanowhikers de celulose foram obtidos por hidrólise ácida e incorporados a 3% em massa às blendas contendo 5% de polímero de glicerol. As amostras foram processadas num misturador interno, posteriormente moídas e injetadas. As blendas e os nanocompósitos foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises térmicas indicaram que houve diminuição na temperatura de degradação das amostras, mesmo para os nanocompósitos, e houve formação de uma segunda fase com maior organização dos cristais, fragilizando as amostras. As análises de superfície de fratura mostraram materiais com elevada porosidade, assim, a presença de poros e as diferentes temperaturas de injeção afetaram as propriedades mecânicas, e só foi possível observar que a presença de NWC no PLA permitiu ligeira deformação. De maneira geral, a não padronização de temperaturas na injeção, bem como a formação de blendas com polímeros de glicerol como forma de compatibilizar a matriz de PLA e NWC, não gerou resultados satisfatórios quanto às propriedades mecânicas, todavia, incentiva a continuidade de pesquisa acerca da degradação dos materiais envolvidos.
Abstract: Biodegradable polymers have been widely studied due to the social quest to reduce the dependence of fossil products. Poly(lactic acid) - PLA is highlighted because it is biodegradable and has a high modulus of elasticity and stiffness, however low thermal stability, flexibility and impact resistance that limit its use. In this work, blends with PLA and glycerol polymers, and nanocomposites with cellulose nanowhiskers (CNW) were prepared to evaluate the blending effect and nanocomposite formation on the thermal and mechanical properties of PLA. Glycerol polymers based on maleic anhydride and adipic acid were synthesized to generate poly(glycerol maleate) - PGM, poly (glycerol adipate) - PGA and the copolymer poly (glycerol maleate - co - adipate). These polymers were added to PLA at concentrations of 2.5%, 5% and 10 wt.%. In addition, cellulose nanowhiskers were extracted by acid hydrolysis and added at 3 wt.% to blends containing 5% glycerol polymer. Samples were mixed in an internal mixer , then milled and injected. The blends and nanocomposites were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), tensile tests and scanning electron microscopy (SEM). Thermal analysis indicated that there was a decrease in the degradation temperature of the samples, even for the nanocomposites, and there was formation of a second phase with greater crystalline organization and higher porosity. Porosity and processing conditions affected the mechanical properties, and it was only possible to observe that the presence of NWC in PLA allowed a slight deformation. In general, the different injection temperatures as well as the formation of blends with glycerol polymers are a way of compatibilizing PLA and CNW. Despite our results not being satisfactory in terms of mechanical properties, they encourage the pursuit for the development of new biidegradable materials.
Keywords: Poli(ácido lático)
Polímeros de glicerol
Nanowhiskers de celulose
Nanocompósitos
Poly(lactic acid)
Biodegradable polymer
Nanocomposites
Glycerol-based polymers
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Paraíba
metadata.dc.publisher.initials: UFPB
metadata.dc.publisher.department: Engenharia de Materiais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13409
Issue Date: 29-May-2018
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