dissertação

Modificação de microfibrilas de celulose e sua aplicação com látex de borracha natural no recobrimento de papel kraftliner

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Arquivo retido a pedido da autoria, até maio de 2027.

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Universidade Federal de Lavras

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Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)

Departamento

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais

Agência de fomento

Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG)

Tipo de impacto

Tecnológico
Econômicos
Outros

Áreas Temáticas da Extensão

Meio ambiente
Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 4: Educação de qualidade
ODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 12: Consumo e produção responsáveis

Dados abertos

Resumo

O acúmulo de resíduos plásticos, especialmente de embalagens, tem impulsionado a busca por alternativas sustentáveis. Nesse contexto, o setor de celulose e papel se destaca, embora ainda enfrente limitações como alta hidrofilidade e baixa resistência a gases. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da modificação química de microfibrilas de celulose (MFCs) com ácidos graxos provenientes da cera de carnaúba, em combinação com látex de borracha natural, no recobrimento de papel kraftliner. As microfibrilas foram submetidas à troca de solvente e posteriormente modificadas com cera de carnaúba em meio ácido, sendo então incorporadas a formulações contendo látex de borracha natural. Os recobrimentos foram aplicados com uso de uma máquina de recobrimento, resultando em papéis compostos por duas camadas de recobrimento, com gramatura total de 15 g/m². As MFCs modificadas foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TGA) e as suspensões de recobrimento quanto ao teor de sólidos, pH, viscosidade e reologia. Já os papéis recobertos, foram submetidos às seguintes análises: gramatura, microscopia eletrônica de varredura (MEV), resistência a óleos, dureza à lápis, capacidade de absorção de água (Cobb 120), taxa de permeabilidade ao vapor de água (TPVA) e permeabilidade ao vapor de água (PVA) e ângulo de contato/molhabilidade. Os resultados indicaram que a modificação das MFCs, aliada à incorporação de látex de borracha natural, resultou no aprimoramento das propriedades físico-mecânicas e de barreira à umidade, gases e óleo do papel Kraftliner. Dessa forma, a combinação de microfibrilas de celulose modificadas e látex de borracha natural mostrou-se uma estratégia promissora para o desenvolvimento de recobrimentos sustentáveis, com potencial aplicação na substituição de materiais plásticos em embalagens.

Abstract

The accumulation of plastic waste, especially from packaging, has driven the search for sustainable alternatives. In this context, the pulp and paper sector stands out, although it still faces limitations such as high hydrophilicity and low gas resistance. This study aimed to evaluate the effect of the chemical modification of cellulose microfibrils (MFCs) with fatty acids derived from carnauba wax, in combination with natural rubber latex, on the coating of kraftliner paper. The microfibrils were subjected to solvent exchange and subsequently modified with carnauba wax under acidic conditions, and then incorporated into formulations containing natural rubber latex. The coatings were applied using a coating machine, resulting in papers composed of two coating layers with a total basis weight of 15 g/m². The modified MFCs were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA), while the coating suspensions were evaluated for solids content, pH, viscosity, and rheology. The coated papers were subjected to analyses including basis weight, scanning electron microscopy (SEM), oil resistance, pencil hardness, water absorption capacity (Cobb 120), water vapor transmission rate (WVTR), water vapor permeability (WVP), and contact angle/wettability. The results indicated that the modification of MFCs, combined with the incorporation of natural rubber latex, improved the physicalmechanical properties and barrier performance against moisture, gases, and oil of kraftliner paper. Therefore, the combination of modified cellulose microfibrils and natural rubber latex proved to be a promising strategy for the development of sustainable coatings, with potential application in replacing plastic materials in packaging.

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Bioprodutos e Bioprocessos

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Bioprodutos e Bioprocessos

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SANTOS, Matheus Lucas. Modificação de microfibrilas de celulose e sua aplicação com látex de borracha natural no recobrimento de papel kraftliner. 2026. 78 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Biomateriais) - Universidade Federal de Lavras, Lavras.

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