tese
Production, characterization and application of cellulose fibers and nanofibrils and its classification by near infrared spectroscopy
Carregando...
Notas
Data
Autores
Orientadores
Editores
Coorientadores
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Departamento de Ciências Florestais
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira
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
A existência de métodos alternativos, confiáveis e eficazes para caracterização de fibras e nanofibrilas de celulose permite que processos industriais sejam otimizados. A avaliação da consistência da polpa celulósica, qualidade das nanofibrilas e a aplicação desses materiais em papéis são assuntos pertinentes a serem estudados. Estudos têm indicado que as técnicas espectroscópicas são ferramentas promissoras para a caracterização de nanofibrilas, sobretudo no estado sólido. Entretanto, a caracterização de fibras/nanofibrilas celulósicas em meio aquoso ainda é um desafio na área espectrométrica. Assim, o objetivo deste estudo foi desenvolver uma solução rápida e confiável baseado em técnicas espectroscópicas para a avaliação das propriedades das fibras e nanofibrilas de celulose e desenvolver novos papéis utilizando a mistura desses materiais celulósicos. Para isso este estudo foi dividido em duas partes, sendo que a primeira parte apresenta o referencial teórico juntamente com as considerações gerais da tese e a segunda parte apresenta os artigos que dão suporte à tese. No primeiro artigo, regressões e redes neurais artificiais para estimar o teor de sólidos/consistência de polpa celulósica foram desenvolvidos com base em espectros no infravermelho próximo (NIR) (Artigo 1, publicado). O segundo artigo é dedicado à avaliação das nanofibrilas de celulose em suspensão para a estimativa da qualidade desse material por meio da espectroscopia no NIR (Artigo 2). O terceiro artigo teve por objetivo avaliar o desempenho físico e mecânico de folhas de papel com adição de diferentes proporções de nanofibrilas (Artigo 3, publicado). Os resultados indicaram que a técnica NIR possui grande potencial para avaliação de fibras e nanofibrilas de celulose de maneira rápida e confiável. Além disso concluiu-se que as nanofibrilas tiveram efeito relevante nas propriedades físicas e mecânicas dos papéis produzidos.
Abstract
The existence of alternative, reliable and effective methods for characterization of cellulose fibers and nanofibrils allows industrial processes to be optimized. The evaluation of the consistency of cellulose pulps, the quality of nanofibrils and the application of these materials in paper are relevant subjects to be studied. Studies have indicated that spectroscopic techniques are promising tools for the characterization of nanofibrils, especially in the solid state. However, the characterization of cellulosic fibers/nanofibrils in aqueous media is still a challenge in the spectrometric area. Thus, the aim of this study was to develop a fast and reliable solution based on spectroscopic techniques for evaluating the properties of cellulose fibers and nanofibrils and also to develop new papers using the mixture of these cellulosic materials. For this, this study was divided into two parts, the first part presenting the theoretical framework together with the general considerations of the thesis and the second part presents the articles that support the thesis. In the first article, regressions and artificial neural networks to estimate the solids content of cellulose pulps were developed based on near infrared (NIR) spectra (Article 1, published). The second article is dedicated to the evaluation of cellulose nanofibrils in suspension to estimate the quality of this material through NIR spectroscopy (Article 2). The third article aimed to evaluate the physical and mechanical performance of paper sheets with the addition of different proportions of nanofibrils (Article 3, published). The results indicated that the NIR technique has great potential for evaluating cellulose fibers and nanofibrils quickly and reliably. Furthermore, it is concluded that nanofibrils had a relevant effect on the physical and mechanical properties of the papers produced.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
COSTA, L. R. Production, characterization and application of cellulose fibers and nanofibrils and its classification by near infrared spectroscopy. 2021. 152 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.