1. RI UFLA
  2. Programas de Pós-Graduação - Teses e Dissertações
  3. Ciência e Tecnologia da Madeira - Doutorado (Teses)
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dc.creatorMascarenhas, Adriano Reis Prazeres-
dc.date.accessioned2022-10-05T20:27:56Z-
dc.date.available2022-10-05T20:27:56Z-
dc.date.issued2022-10-05-
dc.date.submitted2022-09-02-
dc.identifier.citationMASCARENHAS, A. R. P. Associação de micro/nanofibrilas celulósicas e silicatos: estudo da suspensão, filmes e performance no revestimento de papel cartão. 2022. 171 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/55263-
dc.description.abstractChemical pretreatments facilitate the production of cellulosic micro/nanofibrils (MFC/NFC) and expand the possibilities of using these materials in coatings and packaging films. The objective was to evaluate the effect of pretreatment with sodium silicate (Na2SiO3) on the chemical and morphological properties of Eucalyptus sp. and Pinus sp. pulps and energy consumption during MFC/NFC production using an ultra-refiner. We also evaluated the chemical, morphological, physical-mechanical properties and the quality index (QI) of the produced MFC/NFC. We also aimed to evaluate and apply MFC/NFC produced from Eucalyptus sp. pulps pretreated with magnesium silicate (MgO3Si) and calcium silicate (Ca2O4Si) as paperboard coatings regarding barrier, surface and mechanical properties. Eucalyptus sp. pulp pretreated with 10% Na2SiO3 showed the highest water retention. The lowest energy consumptions during fibrillation were obtained for Eucalyptus sp. pulp pretreated with 5% Na2SiO3 (~4100 kWh/t). The pretreated MFC/NFC showed higher frequency of diameters below 45 nm. The zeta potential indicated moderate stability of the suspensions (-24 ~ -18 mV). Pretreatments with Na2SiO3 reduced the transparency of the films by ~25% for Eucalyptus sp. and ~20% for Pinus sp. The films showed adequate barrier to UVC radiation, water vapor and oil. The tensile strength of the films was increased by 20% using 10% Na2SiO3. This concentration of Na2SiO3 resulted in IQ of ~70 for the MFC/NFC of Eucalyptus sp. Pretreatments with Ca2O4Si and MgO3Si reduced energy consumption by ~30% in MFC/NFC production. MFC/NFC layers added to paperboard reduced water vapor permeability, especially for MFC/NFC pretreated with 5% MgO3Si (~98 g mm/kPa -1 -day m2). MFC/NFC suspensions with 5% and 10% Ca2O4Si increased the dispersion of liquids and printing ink on the paper surface. The coatings increased the formability of the paper. Na2SiO3 showed efficiency for MFC/NFC production due to reduced energy consumption and allowed to obtain films with properties suitable for packaging. The suspensions have compatible characteristics for application as stabilizer of colloidal systems and reinforcement of composites. Optimization of application and drying techniques for MFC/NFC formulations and silicate coating can improve the mechanical and barrier properties of coated papers for multilayer packaging.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectBiopolímerospt_BR
dc.subjectBarreira à umidadept_BR
dc.subjectBarreira à gasespt_BR
dc.subjectConsumo energéticopt_BR
dc.subjectCelulose Microfibriladapt_BR
dc.subjectNanotecnologiapt_BR
dc.subjectPolissacarídeospt_BR
dc.subjectEmbalagens secundáriaspt_BR
dc.subjectBiopolymerspt_BR
dc.subjectMoisture barrierpt_BR
dc.subjectGas barrierpt_BR
dc.subjectEnergy consumptionpt_BR
dc.subjectMicrofibrillated Cellulosept_BR
dc.subjectNanotechnologypt_BR
dc.subjectPolysaccharidespt_BR
dc.subjectSecondary packagingpt_BR
dc.titleAssociação de micro/nanofibrilas celulósicas e silicatos: estudo da suspensão, filmes e performance no revestimento de papel cartãopt_BR
dc.title.alternativeAssociation of cellulosic micro/nanofibrils and silicates: study of suspension, films and performance in paperboard coatingpt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeirapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Tonoli, Gustavo Henrique Denzin-
dc.contributor.referee1Lengowski, Elaine Cristina-
dc.contributor.referee2Moreira, Francys Kley Vieira-
dc.contributor.referee3Fardim, Pedro-
dc.contributor.referee4Cademartori, Pedro Henrique Gonzalez de-
dc.description.resumoPré-tratamentos químicos facilitam a produção de micro/nanofibrilas celulósicas (MFC/NFC) e ampliam as possibilidades de utilização deste material em filmes e revestimento de embalagens. Objetivou-se avaliar o efeito do pré-tratamento com silicato de sódio (Na2SiO3) nas propriedades químicas e morfológicas de polpas de Eucalyptus sp. e Pinus sp. e o consumo energético durante a produção das MFC/NFC utilizando ultra-refinador. Ainda, foram avaliadas as propriedades químicas, morfológicas, físico-mecânicas e índice de qualidade (IQ) das MFC/NFC produzidas. Também objetivou-se avaliar e aplicar MFC/NFC produzidas a partir de polpas de Eucalyptus sp. pré-tratadas com silicato de magnésio (MgO3Si) e silicato de cálcio (Ca2O4Si) como revestimentos de papel cartão quanto as propriedades de barreira, superfície e mecânicas. A polpa de Eucalyptus sp. pré-tratada com 10% de Na2SiO3 apresentou a maior retenção de água. Os menores consumos de energia durante a fibrilação foram obtidos para polpa de Eucalyptus sp. pré-tratada com 5% de Na2SiO3 (~4100 kWh/t). As MFC/NFC pré- tratadas apresentaram maior frequência de diâmetros abaixo de 45 nm. O potencial zeta indicou estabilidade moderada das suspensões (-24 ~ -18 mV). Os pré-tratamentos com Na2SiO3 reduziram a transparência dos filmes em ~25% para Eucalyptus sp. e ~20% para Pinus sp. Os filmes apresentaram barreira adequada à radiação UVC, vapor de água e óleo. A resistência à tração dos filmes foi aumentada em 20% usando 10% de Na2SiO3. Esta concentração de Na2SiO3 resultou em IQ de ~70 para as MFC/NFC de Eucalyptus sp. Os pré-tratamentos com Ca2O4Si e MgO3Si reduziram o consumo de energia em ~30% na produção de MFC/NFC. As camadas de MFC/NFC adicionadas ao papel cartão reduziram a permeabilidade ao vapor de água, especialmente para as MFC/NFC pré-tratadas com 5% de MgO3Si (~98 g mm/kPa-1 dia m2). As suspensões de MFC/NFC com 5% e 10% de Ca2O4Si aumentaram a dispersão de líquidos e tinta de impressão na superfície do papel. Os revestimentos aumentaram a formabilidade do papel. O Na2SiO3 mostrou eficiência para a produção de MFC/NFC devido ao reduzido consumo de energia e permitiu obter filmes com propriedades adequadas para embalagens. As suspensões têm características compatíveis para aplicação como estabilizador de sistemas coloidais e reforço de compósitos. A otimização da aplicação e das técnicas de secagem para formulações de MFC/NFC e revestimento de silicato pode melhorar as propriedades mecânicas e de barreira dos papéis revestidos para embalagens multicamadas.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciências Florestaispt_BR
dc.subject.cnpqTecnologia de Celulose e Papelpt_BR
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