Aproveitamento de partículas da casca de café na produção de painéis compósitos fabricados com resina poliéster
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| dc.contributor.advisor1 | Oliveira, Michel Picanço | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0001-9241-0194 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6383844066460475 | |
| dc.contributor.author | Araújo, Felipe Gabriel Santos | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0009-0000-7069-5408 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/1456976379159071 | |
| dc.contributor.referee1 | Lopes, Felipe Perissé Duarte | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0003-1867-6722 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1944239448019813 | |
| dc.contributor.referee2 | Amaral, Heliane Rosa do | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0002-6372-6226 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/2532103635590392 | |
| dc.contributor.referee3 | Moulin, Jordao Cabral | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-5543-3853 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/3577181658928552 | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-01T19:07:47Z | |
| dc.date.available | 2025-08-01T19:07:47Z | |
| dc.date.issued | 2025-02-24 | |
| dc.description.abstract | Coffee production generates large amounts of husk residues, accounting for approximately 45 55% of the fresh fruit weight. In Brazil, one of the world's largest coffee producers, improper disposal of these residues has become a significant environmental issue. This study aimed to investigate the potential of coffee husk as a reinforcing material in polymer biocomposites, seeking to provide a sustainable solution for the utilization of these agro-industrial residues. To achieve this, a detailed characterization of coffee husk particles (CHP) was performed, including physicochemical, thermogravimetric, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy analyses. The results showed that CHP have a composition rich in lignin (37.26%), cellulose (30.96%), and hemicellulose (20.39%), with an apparent density of 430 kg/m³ and a relative density of 1490 kg/m³. Thermogravimetric analysis indicated that the material exhibits thermal stability up to 210°C, with major degradation occurring at 325°C. Additionally, the cellulose crystallinity index was 33.62%, and microscopy images revealed a rough surface, which may enhance interfacial adhesion in polymer matrices. Based on these characteristics, composite panels were produced using CHP in a polyester matrix, with volume fractions of 30%, 40%, and 50%. The panels were fabricated by cold pressing and evaluated in terms of their mechanical, physical, and thermal properties. The results demonstrated that increasing the CHP content led to an improvement in flexural modulus (reaching 3.59 GPa) and Shore D hardness (86.4), but also caused a 36.5% reduction in flexural strength due to void formation and lower interfacial adhesion. Impact toughness increased by 11.6%, indicating that the particles act as barriers to crack propagation. Water absorption increased proportionally to the CHP content, stabilizing after 24 days of immersion, while the thermogravimetric analysis of the composites revealed thermal stability up to approximately 300°C. In summary, coffee husk proved to be a viable material for the production of sustainable biocomposites, with suitable properties for applications requiring stiffness and impact resistance. This study highlights the potential of CHP as an eco-friendly alternative to reduce the use of conventional materials, contributing to the circular economy and the development of more sustainable products. | |
| dc.description.resumo | A produção de café gera grandes quantidades de resíduos de casca, representando cerca de 45-55% do peso fresco do fruto. No Brasil, um dos maiores produtores mundiais de café, o descarte inadequado desses resíduos tem se tornado um problema ambiental significativo. Este estudo buscou investigar o potencial da casca de café como material de reforço em biocompósitos poliméricos, visando oferecer uma solução sustentável para o aproveitamento desses resíduos agroindustriais. Para isso, foi realizada uma caracterização detalhada das partículas da casca de café (PCC), incluindo análises físico-químicas, termogravimétricas, de difração de raios-x e de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que as PCC possuem uma composição rica em lignina (37,26%), celulose (30,96%) e hemicelulose (20,39%), com densidade aparente de 430 kg/m³ e densidade relativa de 1490 kg/m³. A análise termogravimétrica indicou que o material apresenta estabilidade térmica até cristalinidade da celulose foi de 33,62%, e as imagens de microscopia revelaram uma superfície rugosa, que podem favorecer a adesão interfacial em matrizes poliméricas. Com base nessas características, foram produzidos painéis compósitos utilizando PCC em matriz de poliéster, com teores de 30%, 40% e 50% em volume. Os painéis foram fabricados por prensagem a frio e avaliados quanto às suas propriedades mecânicas, físicas e térmicas. Os resultados demonstraram que o aumento do teor de PCC levou a um incremento no módulo de flexão (atingindo 3,59 GPa) e na dureza Shore D (86,4), mas também provocou uma redução de 36,5% na resistência à flexão, devido à formação de vazios e à menor adesão interfacial. A tenacidade ao impacto aumentou 11,6%, mostrando que as partículas atuam como barreiras à propagação de trincas. A absorção de água cresceu proporcionalmente ao teor de PCC, estabilizando-se após 24 dias de imersão, enquanto a análise termogravimétrica dos Em suma, a casca de café mostrou-se um material viável para a produção de biocompósitos sustentáveis, com propriedades adequadas para aplicações que requerem rigidez e resistência ao impacto. Este trabalho destaca o potencial da CHP como alternativa ecológica para reduzir o uso de materiais convencionais, contribuindo para a economia circular e o desenvolvimento de produtos mais sustentáveis. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/19960 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Ciências Florestais | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Agrárias e Engenharias | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Resíduos agroindustriais | |
| dc.subject | Polímeros termofixos | |
| dc.subject | Matriz poliéster | |
| dc.subject.cnpq | Recursos Florestais e Engenharia Florestal | |
| dc.title | Aproveitamento de partículas da casca de café na produção de painéis compósitos fabricados com resina poliéster | |
| dc.type | masterThesis |
