Influência de tratamentos superficiais em partículas lignocelulósicas da casca do café para aplicação em biocompósitos de poliuretano vegetal

dc.contributor.advisor1Oliveira, Michel Picanco
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000192410194
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6383844066460475
dc.contributor.authorGonçalves, Bárbara Maria Mateus
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-6840-869X
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3412015698263868
dc.contributor.referee1Monteiro, Sergio Neves
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1208-1234
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2962183322412029
dc.contributor.referee2Moulin, Jordão Cabral
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-5543-3853
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3577181658928552
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:17Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:17Z
dc.date.issued2021-10-07
dc.description.abstractVegetable fibers have been extensively investigated and applied in polymeric biocomposites, mainly with the objective of improving their mechanical and thermal properties. However, when applied as reinforcement, these materials of a hydrophilic nature present problems of adhesion to polymeric matrices which, in turn, are more hydrophobic. In the present work, the effectiveness of three surface treatments applied to coffee husk residues was evaluated in order to improve the performance of castor oil-based polyurethane biocomposites, namely: i-chemical treatments with sodium hydroxide solutions , ii- hydrothermal under high temperature and pressure and iiibiological with solid state fermentation by the fungus Phanerochaete chrysosporium. In the results of chemical characterization, FTIR and SEM were observed the reduction of amorphous compounds for all methods and conditions tested, with emphasis on the treatments HYDRO 30 and NaOH 5 that presented anchorage points for the loads on their surfaces. The best mechanical performance was verified for biocomposites prepared with 20% of particles treated by the HYDRO 30 treatment. With gains of 65% in tensile strength compared to biocomposites prepared with the same percentage of fresh coffee husk, and 20% in value of the Elasticity Module in relation to polyurethane. In SEM analysis it was observed that these better particles adhered to the matrix. Furthermore, these biocomposites were the ones with the lowest water absorption content, 0.75%. Thus, the results obtained in this work indicate that the hydrothermal treatment presents itself as an ecological alternative to improve the particle/matrix interaction.
dc.description.resumoAs fibras vegetais têm sido extensivamente investigadas e aplicadas em biocompósitos poliméricos, sobretudo com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas e térmicas destes. Porém, quando aplicadas como reforço esses materiais de natureza hidrofílica apresentam problemas de adesão às matrizes poliméricas por sua vez mais hidrofóbicas. No presente trabalho a eficácia de três tratamentos de superfície aplicados a resíduos da casca de café foi avaliada com o objetivo de melhorar o desempenho de biocompósitos de poliuretano à base de óleo de mamona, sendo esses: tratamentos i- químico com soluções de hidróxido de sódio, iihidrotérmico sob altos valores de temperatura e pressão e iii- biológico com fermentação em estado sólido pelo fungo Phanerochaete chrysosporium. Nos resultados de caracterização química, FTIR e SEM foram observados a redução de compostos amorfos para todos os métodos e condições testadas, com destaque para os tratamentos HIDRO 30 e NaOH 5 que apresentaram em suas superfícies pontos de ancoragens para as cargas. Foi verificado o melhor desempenho mecânico para os biocompósitos preparados com 20% de partículas tratadas pelo tratamento HIDRO 30. Com ganhos de 65% em resistência à tração comparados aos biocompósitos preparados com a mesma porcentagem de casca do café in natura, e 20% no valor do Módulo de Elasticidade em relação ao poliuretano. Nas análises por SEM foi observado que essas partículas melhores se aderiram à matriz. Além disso, esses biocompósitos foram os que apresentaram menor teor de absorção de água, 0,75%. Sendo assim, os resultados obtidos neste trabalho indicam que o tratamento hidrotérmico se apresenta como uma alternativa ecológica de aprimorar a interação partículas/matriz.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15292
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.subjectFibras vegetais
dc.subjectresíduos do café
dc.subjectbiocompósitos poliméricos
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleInfluência de tratamentos superficiais em partículas lignocelulósicas da casca do café para aplicação em biocompósitos de poliuretano vegetal
dc.title.alternativeInfluence of surface treatments on lignocellulosic particles of coffee husk for application in plant polyurethane biocomposites
dc.typemasterThesis

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