dissertação
Papel kraft revestido com colágeno, glúten de trigo e nanofibrilas de celulose
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
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Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O papel é altamente higroscópico e poroso, influenciando nas propriedades de barreira e limitando sua utilização. Polímeros naturais, como o colágeno, glúten de trigo e nanofibrilas de celulose (NFC) apresentam potencial para revestir papel, possibilitando aumento das propriedades de barreira. Os papéis não possuem propriedades suficientes de barreira para preservar as mercadorias da deterioração. Diante disso, o objetivo deste trabalho produzir papéis revestidos e avaliar o efeito do revestimento de duas camadas no papel kraft com suspensões de colágeno, colágeno com nanofibrilas de celulose (C/NFC) com teores de 2 e 4%, glúten de trigo e glúten de trigo com nanofibrilas de celulose (G/NFC) com teores de 2 e 4%. Obteve-se as gramaturas de recobrimento 5, 10, 15, 20 e 25 g/m2. Avaliou-se a gramatura, a espessura, a resistência a óleo, absorção de água (COBB), a molhabilidade, a taxa de transmissão de vapor de água (TPVA) e a morfologia (MEV) dos papéis revestidos, que foram comparados ao papel kraft de referência (80 g/m2). As imagens do microscópio eletrônico de varredura (MEV) dos papéis revestidos mostraram uma redução significativa dos espaços vazios presentes no papel kraft de referência sem revestimento. A resistência a óleo aumentou para os papéis revestidos com colágeno e colágeno com nanofibrilas de celulose (2 e 4%) em relação ao papel sack kraft de referência, aumentou para os papéis revestidos com glúten de trigo com gramaturas de 20 e 25 g/m² e para o papel revestido com glúten de trigo com nanofibrilas de celulose 2% de gramatura 25 g/m². A absorção de água (COBB) diminuiu para os papéis revestidos com colágeno e colágeno com nanofibrilas de celulose (2 e 4%), porém para os papéis revestidos com glúten de trigo e glúten de trigo com nanofibrilas de celulose (2 e 4%) a absorção de água aumentou em relação ao papel kraft de referência. A molhabilidade aumentou para todos os revestimentos, pois seus ângulos de contato foram menores que o do papel de referência (106,18°), ficando abaixo de 90°, demonstrando que todos os revestimentos são hidrofílicos. Ocorreu a redução de TPVA e PVA em todos os papéis revestidos em comparação com o papel kraft de referência (80 g/m²). Os melhores resultados de TPVA e PVA foram observados para o revestimento de colágeno com gramatura 20 g/m² e para o glúten de trigo com nanofibrilas de celulose (G/NFC) 2% de gramatura 25 g/m², o que ocasionou uma diminuição na permeação de gases. Pode-se concluir que o revestimento de colágeno apresentou os melhores resultados na diminuição da absorção de água e aumento da resistência ao óleo, podendo então atuar como material de revestimento de papéis.
Abstract
Paper is highly hygroscopic and porous, influencing barrier properties and limiting its use. Natural polymers such as collagen, wheat gluten and cellulose nanofibrils (NFC) have the potential to coat paper, enabling increased barrier properties. Papers do not have sufficient barrier properties to preserve goods from spoilage. Therefore, the objective of this work is to produce coated papers and evaluate the effect of two-layer coating on kraft paper with collagen suspensions, collagen with cellulose nanofibrils (C/NFC) with contents of 2 and 4%, wheat gluten and gluten. of wheat with cellulose nanofibrils (G/NFC) with contents of 2 and 4%. Coating weights of 5, 10, 15, 20 and 25 g/m2 were obtained. The weight, thickness, oil resistance, water absorption (COBB), wettability, water vapor transmission rate (TPVA) and morphology (MEV) of coated papers were evaluated, which were compared to paper reference kraft (80 g/m2). Scanning electron microscope (SEM) images of the coated papers showed a significant reduction in voids present in the uncoated reference kraft paper. Oil resistance increased for papers coated with collagen and collagen with cellulose nanofibrils (2 and 4%) compared to reference sack kraft paper, increased for papers coated with wheat gluten with weights of 20 and 25 g/m² and for paper coated with wheat gluten with cellulose nanofibrils 2% of grammage 25 g/m². Water absorption (COBB) decreased for papers coated with collagen and collagen with cellulose nanofibrils (2 and 4%), but for papers coated with wheat gluten and wheat gluten with cellulose nanofibrils (2 and 4%) the water absorption increased in relation to the reference kraft paper. The wettability increased for all coatings, as their contact angles were smaller than that of the reference paper (106.18°), staying below 90°, demonstrating that all coatings are hydrophilic. There was a reduction in TPVA and PVA in all coated papers compared to the reference kraft paper (80 g/m²). The best results of TPVA and PVA were observed for the collagen coating with a weight of 20 g/m² and for wheat gluten with cellulose nanofibrils (G/NFC) 2% of weight of 25 g/m², which caused a decrease in the gas permeation. It can be concluded that the collagen coating showed the best results in reducing water absorption and increasing oil resistance, which can then act as a coating material for papers.
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Citação
OLIVEIRA, W. de. Papel kraft revestido com colágeno, glúten de trigo e nanofibrilas de celulose. 2022. 65 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.