dissertação
Propriedades físicas de filmes de nanocelulose produzidos com resíduos madeireiros da Amazônia
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Faculdade, Instituto ou Escola
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Programa de Pós-Graduação
DCF - Programa de Pós-graduação
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 utilização de resíduos madeireiros para o desenvolvimento de filmes de nanocelulose de boa qualidade apresenta-se como uma alternativa interessante no que diz respeito às atuais questões da sustentabilidade. Cada vez mais as indústrias vêm buscando nos materiais renováveis a possibilidade de substituição de produtos derivados do petróleo. Em termos de mercado, a principal limitação desses materiais é que possuem moderada permeabilidade ao oxigênio, baixa barreira à umidade e baixa resistência mecânica. O objetivo principal deste trabalho foi produzir filmes nanocelulósicos utilizando-se madeiras de três espécies amazônicas e eucalipto. Foram avaliadas quatro espécies, sendo elas: amapá (Brosimum parinarioides), faveira (Parkia gigantocarpa), freijó (Cordia goeldiana) e, para fins comparativos, o eucalipto (Eucalyptus grandis). Também foram avaliados diferentes números de passes das fibras pelo moinho desfibrilador, sendo eles: 0, 10, 20, 30 e 40, totalizando 20 tratamentos. Em virtude da alta degradação, algumas propriedades não puderam ser avaliadas nos filmes produzidos com 0 passagens das fibras pelo grinder. As matérias-primas para a produção dos filmes consistiram de lâminas de baixa qualidade para a produção de compensados que foram coletadas, moídas e selecionadas para a obtenção da serragem in natura. Para a obtenção de fibras de madeira e remoção de componentes não celulósicos foi realizado tratamento alcalino sob pressão e subsequente branqueamento sob agitação mecânica. Os filmes de nanocelulose, provenientes das quatro espécies estudadas e quatro ciclos diferentes, foram formados pelo método casting. Avaliou-se, também, a influência do número de passes das fibras pelo grinder sobre as propriedades físicas dos filmes. Os filmes foram acondicionados em sala climatizada, sendo posteriormente destinados à confecção dos corpos-de-prova. Os ensaios físicos realizados foram: umidade, espessura, gramatura, densidade aparente, absorção (água e vapor), absorção cobb60 e permeabilidade. Os resíduos de Parkia gigantocarpa apresentaram remoção mais efetiva de lignina e hemiceluloses. A espécie Cordia goeldiana exibiu maior teor de lignina residual e dificuldade de isolamento de celulose. Observou-se que os filmes produzidos com E. grandis obtiveram melhores resultados para as propriedades físicas de permeabilidade e degradação. Dentre as espécies amazônicas, a Cordia goeldiana mereceu destaque quanto a essas propriedades.
Abstract
The use of wood residue for the development of good quality nanocellulose films is presented as an interesting alternative regarding current sustainability issues. Industries are ever more seeking the possibility of substituting petroleum originating products for renewable materials. In terms of market, the main limitation of these products is their moderate permeability to oxygen, low humidity barrier and low mechanical resistance. The main objective of this work was to produce nanocellulose films using wood from three amazon and eucalyptus species. We evaluated four species, being them: amapá (Brosimum parinarioides), faveira (Parkiagi gantocarpa), freijó (Cordia goeldiana) and, for comparative purposes, the eucalyptus (Eucalyptus grandis). We also evaluated the different number of passes of the fiber through the defibrillator mill, being 0, 10, 20, 30 and 40, totalizing 20 treatments. In virtue of high degradation, a few of the properties could not be evaluated in the films produced with zero passes of the fiber through the grinder. The raw materials for the production of the films consisted of low quality slats for the production of plywood, which were collected, ground and selected for the obtaining of in natura sawdust. In order to obtain wood fibers and removing non-cellulose components, we conducted an under pressure alkaline treatment and subsequent whitening under mechanic agitation. The nanocellulose films, originated from the four studied species and four different cycles, were formed by the casting method. We also evaluated the influence of the number of passes of the fibers through the grinder over the physical properties of the films. The films were conditioned in acclimatized room and posteriorly destined for the confection of samples. The physical trials conducted were humidity, thickness, weight, apparent density, absorption (water and vapor), cobb60 absorption and permeability. The Parkiagi gantocarpa residues presented a more effective removal of lignin and hemicellulose. The Cordia goeldiana species exhibited higher content of residual lignin and difficulties in the isolation of cellulose. We observed that the films produced with E. grandis obtained better results for the physical properties of permeability and degradation. Among the amazon species, Cordia goeldiana deserved to be highlighted regarding these properties.
Descrição
Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós- Graduação em Ciência e Tecnologia da Madeira, área de concentração em Processamento e Utilização da Madeira, para a obtenção do título de Mestre.
Área de concentração
Processamento e Utilização da Madeira
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
SCATOLINO, M. V. Propriedades físicas de filmes de nanocelulose produzidos com resíduos madeireiros da Amazônia. 2015. 77 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.