Estudo das propriedades de misturas de triacetato de celulose e glicerol
Ano de defesa: | 2021 |
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Universidade Federal de Uberlândia
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Programa de Pós-graduação em Química
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Resumo: | Com as questões ambientais e a cobrança por parte da sociedade por modos de produção visando a sustentabilidade, neste trabalho teve-se como objetivo usar um resíduo de origem agroindustrial, a palha de milho (PM), como fonte de celulose para síntese de acetato de celulose (AC), com intuito de verificar as características, físicas e químicas, adquiridas pelos filmes elaborados de Triacetato de celulose (TAC) com diferentes concentrações de glicerol (0, 10, 20, 30 % m/m), usado como plastificante. A celulose, depois de extraída da palha do milho, foi acetilada. Determinou-se o grau de substituição (GS) por via química. Os filmes foram preparados usando o método casting, dissolvendo o triacetato de celulose em diclorometano. Os filmes elaborados foram caracterizados pelas seguintes metodologias: Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Análise térmica-termogravimetria (TGA), difratometria de Raio X, determinação de grupos funcionais foi feita através de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), cor, opacidade, ensaios de tração e de ruptura, transporte de fluxo de água com o método do copo de Payne, quanto a sua gramatura e espessuras. O acetato de celulose produzido obteve grau de substituição 2,77, caracterizando-o como TAC. A massa molar determinada foi de 127.175 g.mol-1. As imagens de microscopia eletrônica evidenciaram um aumento de poros nos filmes, à medida que se aumenta a concentração de glicerol. As análises de tração revelaram que os filmes TAC 0% e TAC 10% apresentaram semelhanças enquanto que os filmes TAC 20% e TAC 30% também apresentaram semelhanças entre si. Na cor e opacidade verificou-se que os filmes com TAC 0% foi o que apresentou maior transparência e os demais não apresentaram diferença significativas, mas com menor transparência que o filme sem glicerol. Quanto na opacidade, o filme TAC 30% foi o que teve maior valor (44,3 em Abs/600 nm-1). O glicerol influenciou o comportamento mecânico dos filmes nas forças de tração e de ruptura, reduzindo de 23,99 Mpa a 8,99 Mpa nos ensaios de tração e de 2,52 N para 1,45 N para ruptura. Observando estes valores pode-se dar um destino melhor de acordo com as características físicas, químicas e mecânicas que cada filme produzido apresenta. Os filmes produzidos mostraram potencial para liberação controlada, como exemplos, fármacos, dessalinização e purificação de água, embalagens alimentares, para componentes eletrônicos, entre outros. Conclui-se então que a concentração correta para filmes de TAC adicionado de glicerol irá depender das necessidades para cada produto a ser embalado e da sua destinação. |
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2021-12-16T17:38:35Z2021-12-16T17:38:35Z2021-07-29RIBEIRO, Erlon Alves da. Estudos das propriedades de misturas de triacetato de celulose e glicerol. 2021. 90 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.5552https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/33815http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.5552Com as questões ambientais e a cobrança por parte da sociedade por modos de produção visando a sustentabilidade, neste trabalho teve-se como objetivo usar um resíduo de origem agroindustrial, a palha de milho (PM), como fonte de celulose para síntese de acetato de celulose (AC), com intuito de verificar as características, físicas e químicas, adquiridas pelos filmes elaborados de Triacetato de celulose (TAC) com diferentes concentrações de glicerol (0, 10, 20, 30 % m/m), usado como plastificante. A celulose, depois de extraída da palha do milho, foi acetilada. Determinou-se o grau de substituição (GS) por via química. Os filmes foram preparados usando o método casting, dissolvendo o triacetato de celulose em diclorometano. Os filmes elaborados foram caracterizados pelas seguintes metodologias: Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Análise térmica-termogravimetria (TGA), difratometria de Raio X, determinação de grupos funcionais foi feita através de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), cor, opacidade, ensaios de tração e de ruptura, transporte de fluxo de água com o método do copo de Payne, quanto a sua gramatura e espessuras. O acetato de celulose produzido obteve grau de substituição 2,77, caracterizando-o como TAC. A massa molar determinada foi de 127.175 g.mol-1. As imagens de microscopia eletrônica evidenciaram um aumento de poros nos filmes, à medida que se aumenta a concentração de glicerol. As análises de tração revelaram que os filmes TAC 0% e TAC 10% apresentaram semelhanças enquanto que os filmes TAC 20% e TAC 30% também apresentaram semelhanças entre si. Na cor e opacidade verificou-se que os filmes com TAC 0% foi o que apresentou maior transparência e os demais não apresentaram diferença significativas, mas com menor transparência que o filme sem glicerol. Quanto na opacidade, o filme TAC 30% foi o que teve maior valor (44,3 em Abs/600 nm-1). O glicerol influenciou o comportamento mecânico dos filmes nas forças de tração e de ruptura, reduzindo de 23,99 Mpa a 8,99 Mpa nos ensaios de tração e de 2,52 N para 1,45 N para ruptura. Observando estes valores pode-se dar um destino melhor de acordo com as características físicas, químicas e mecânicas que cada filme produzido apresenta. Os filmes produzidos mostraram potencial para liberação controlada, como exemplos, fármacos, dessalinização e purificação de água, embalagens alimentares, para componentes eletrônicos, entre outros. Conclui-se então que a concentração correta para filmes de TAC adicionado de glicerol irá depender das necessidades para cada produto a ser embalado e da sua destinação.With environmental issues and society's demand for modes of production aimed at sustainability, this work aimed to use a residue of agribusiness origin, corn straw (PM), as a cellulose source for the synthesis of acetate. cellulose (CA), in order to verify the physical and chemical characteristics, acquired by films made of cellulose triacetate (TAC) with different concentrations of glycerol (0, 10, 20, 30% m/m), used as a plasticizer. The cellulose, after being extracted from the corn straw, was acetylated. The degree of substitution (DS) was determined chemically. The films were prepared using the casting method, dissolving the cellulose triacetate in dichloromethane. The films produced were characterized by the following methodologies: Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermal-thermogravimetry (TGA), X-ray diffraction, determination of functional groups was performed using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), electron microscopy scanning (SEM), color, opacity, tensile and rupture tests, water flow transport with the Payne cup method, in terms of grammage and thickness. The cellulose acetate produced obtained a 2.77 degree of substitution, characterizing it as TAC. The molar mass determined was 127,175 g.mol-1. Electron microscopy images showed an increase in pores of the films, as the glycerol concentration increased. Tensile analysis revealed that the TAC 0% and TAC 10% films showed similarities while the TAC 20% and TAC 30% films showed similarities. In terms of color and opacity, it was found that the films with 0% TAC showed greater transparency, and the others did not show significant differences, but with less transparency than the film without glycerol. As for opacity, the 30% TAC film had the highest value (44.3 in Abs/600 nm -1). Glycerol influenced the mechanical behavior of the films in tensile and rupture forces, reducing from 23.99 Mpa to 8.99 Mpa in the tensile tests and from 2.52 N to 1.45 N for rupture. With the values observed, it is possible to give a better destination according to the physical, chemical, and mechanical characteristics that each produced film presents. The films produced showed potential for controlled release, for example, pharmaceuticals, desalination and water purification, food packaging, and electronic components, among others. It concluded then that the correct concentration for TAC films added with glycerol depends on the needs for each product to be packaged and its destination.Tese (Doutorado)porUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em QuímicaBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRACNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAQuímicaBiopolímerosPalhabiopolímerosfilmespalha de milhoplastificantebiopolymersfilmscorn strawplasticizerEstudo das propriedades de misturas de triacetato de celulose e glicerolStudy of the properties of cellulose triacetate and glycerol mixturesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisMuñoz, Rodrigo Alejandro Abarzahttp://lattes.cnpq.br/0884149595277368Cristovan, Fernando Henriquehttp://lattes.cnpq.br/5410652307562354Otaguro, Harumihttp://lattes.cnpq.br/7038311554713172Souza, Danilo Rodrigues dehttp://lattes.cnpq.br/8853392184208830Silva, Leandro Gustavo dahttp://lattes.cnpq.br/9800991170794637http://lattes.cnpq.br/4925309649574735Ribeiro, Erlon Alves90104890117info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUORIGINALEstudoPropriedadeMisturas.pdfEstudoPropriedadeMisturas.pdfapplication/pdf1875681https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/33815/1/EstudoPropriedadeMisturas.pdf4463825abb2a90fddcdecdec09ca6718MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81792https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/33815/2/license.txt48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3MD52TEXTEstudoPropriedadeMisturas.pdf.txtEstudoPropriedadeMisturas.pdf.txtExtracted texttext/plain159858https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/33815/3/EstudoPropriedadeMisturas.pdf.txt080beb3d4aa3e6cfa7b359b85c01e11aMD53THUMBNAILEstudoPropriedadeMisturas.pdf.jpgEstudoPropriedadeMisturas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1230https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/33815/4/EstudoPropriedadeMisturas.pdf.jpg4277dc1445f7537049f4377dbed18738MD54123456789/338152022-01-03 09:16:22.938oai:repositorio.ufu.br:123456789/33815w4kgbmVjZXNzw6FyaW8gY29uY29yZGFyIGNvbSBhIGxpY2Vuw6dhIGRlIGRpc3RyaWJ1acOnw6NvIG7Do28tZXhjbHVzaXZhLCBhbnRlcyBxdWUgbyBkb2N1bWVudG8gcG9zc2EgYXBhcmVjZXIgbm8gUmVwb3NpdMOzcmlvLiBQb3IgZmF2b3IsIGxlaWEgYSBsaWNlbsOnYSBhdGVudGFtZW50ZS4gQ2FzbyBuZWNlc3NpdGUgZGUgYWxndW0gZXNjbGFyZWNpbWVudG8gZW50cmUgZW0gY29udGF0byBhdHJhdsOpcyBkbyBlLW1haWwgIHJlcG9zaXRvcmlvQHVmdS5ici4KCkxJQ0VOw4dBIERFIERJU1RSSUJVScOHw4NPIE7Dg08tRVhDTFVTSVZBCgpBbyBhc3NpbmFyIGUgZW50cmVnYXIgZXN0YSBsaWNlbsOnYSwgby9hIFNyLi9TcmEuIChhdXRvciBvdSBkZXRlbnRvciBkb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IpOgoKYSkgQ29uY2VkZSDDoCBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBVYmVybMOibmRpYSBvIGRpcmVpdG8gbsOjby1leGNsdXNpdm8gZGUgcmVwcm9kdXppciwgY29udmVydGVyIChjb21vIGRlZmluaWRvIGFiYWl4byksIGNvbXVuaWNhciBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUgKGluY2x1aW5kbyBvIHJlc3Vtby9hYnN0cmFjdCkgZW0gZm9ybWF0byBkaWdpdGFsIG91IGltcHJlc3NvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpby4KCmIpIERlY2xhcmEgcXVlIG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlIMOpIHNldSB0cmFiYWxobyBvcmlnaW5hbCwgZSBxdWUgZGV0w6ltIG8gZGlyZWl0byBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbsOnYS4gRGVjbGFyYSB0YW1iw6ltIHF1ZSBhIGVudHJlZ2EgZG8gZG9jdW1lbnRvIG7Do28gaW5mcmluZ2UsIHRhbnRvIHF1YW50byBsaGUgw6kgcG9zc8OtdmVsIHNhYmVyLCBvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBxdWFscXVlciBvdXRyYSBwZXNzb2Egb3UgZW50aWRhZGUuCgpjKSBTZSBvIGRvY3VtZW50byBlbnRyZWd1ZSBjb250w6ltIG1hdGVyaWFsIGRvIHF1YWwgbsOjbyBkZXTDqW0gb3MgZGlyZWl0b3MgZGUgYXV0b3IsIGRlY2xhcmEgcXVlIG9idGV2ZSBhdXRvcml6YcOnw6NvIGRvIGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvciBwYXJhIGNvbmNlZGVyIMOgIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIFViZXJsw6JuZGlhIG9zIGRpcmVpdG9zIHJlcXVlcmlkb3MgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgY3Vqb3MgZGlyZWl0b3Mgc8OjbyBkZSB0ZXJjZWlyb3MgZXN0w6EgY2xhcmFtZW50ZSBpZGVudGlmaWNhZG8gZSByZWNvbmhlY2lkbyBubyB0ZXh0byBvdSBjb250ZcO6ZG8gZG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlLgoKU2UgbyBkb2N1bWVudG8gZW50cmVndWUgw6kgYmFzZWFkbyBlbSB0cmFiYWxobyBmaW5hbmNpYWRvIG91IGFwb2lhZG8gcG9yIG91dHJhIGluc3RpdHVpw6fDo28gcXVlIG7Do28gYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBVYmVybMOibmRpYSwgZGVjbGFyYSBxdWUgY3VtcHJpdSBxdWFpc3F1ZXIgb2JyaWdhw6fDtWVzIGV4aWdpZGFzIHBlbG8gcmVzcGVjdGl2byBjb250cmF0byBvdSBhY29yZG8uCgpBIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIFViZXJsw6JuZGlhIGlkZW50aWZpY2Fyw6EgY2xhcmFtZW50ZSBvKHMpIHNldShzKSBub21lKHMpIGNvbW8gbyhzKSBhdXRvcihlcykgb3UgZGV0ZW50b3IgKGVzKSBkb3MgZGlyZWl0b3MgZG8gZG9jdW1lbnRvIGVudHJlZ3VlLCBlIG7Do28gZmFyw6EgcXVhbHF1ZXIgYWx0ZXJhw6fDo28sIHBhcmEgYWzDqW0gZGFzIHBlcm1pdGlkYXMgcG9yIGVzdGEgbGljZW7Dp2EuCg==Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2022-01-03T12:16:22Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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