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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Caracterização de um compósito polimérico biodegradável utilizando Poli(E-caprolactona e borra de café = Chaterization of composite polymeric biodegradable using Poly(E-caprolactone) and coffe grounds
Title Alternative: Chaterization of composite polymeric biodegradable using Poly(E-caprolactone) and coffe grounds
Author: Oliveira, Natália Raquel Brisolla, 1985-
Advisor: Mei, Lúcia Helena Innocentini, 1953-
Abstract: Resumo: Neste trabalho estudou-se o potencial uso de borra de café para obtenção de compósitos poliméricos biodegradáveis com matriz de Poli (?-caprolactona) ¿ PCL. A utilização da borra de café como reforço visou diminuir tanto o acúmulo de lixo, depositado em aterros sanitários, quanto o preço do material final. Para que a borra de café tivesse uma boa interface com a matriz polimérica, foi realizada a modificação química da mesma por mercerização seguida de acetilação e mercerização seguida de silanização. A eficiência do tratamento foi verificada por Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), que mostrou o aparecimento de grupos ésteres na borra de café, confirmando a troca da hidroxila por acetila; por análise termogravimétrica (TGA), a qual evidenciou um aumento na estabilidade térmica da borra de café após a acetilação, com um ganho de 76º C; por Microscopia Óptica (MO), a qual revelou uma borra mais clara e com uma superfície mais regular após tratamento químico. Os compósitos foram preparados por alto cisalhamento seguido de fusão do PCL, na presença de borra de café natural e quimicamente tratada, nas concentrações de 5%, 10% e 15%. A massa fundida foi prensada com o objetivo de se obter filmes e amostras para os ensaios. Avaliou-se as propriedades mecânicas (módulo elástico, deformação e tensão na ruptura), térmicas por análise termogravimétrica (TGA) e morfológica por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos compósitos formulados neste trabalho. Os ensaios mecânicos mostraram que houve um aumento significativo no módulo elástico (62%) para o compósito com 10% de borra de café acetilada, em comparação ao compósito com 10% de borra de café natural. As imagens dos compósitos obtidas por MEV mostraram uma melhor, porém parcial, interação fibra/matriz para aqueles com borra quimicamente tratada. Resultados de análise térmica mostraram que a adição de borra de café a matriz deslocou positivamente 10º C o pico máximo de degradação térmica dos compósitos em relação ao polímero plastificado (PCLp). Compósitos contendo 10% de fibra de salinizada foram comparados com os demais na mesma concentração e exibiram resultados semelhantes aos encontrados para a borra de café acetilada. Todas as amostras com 10% de borra de café e o PCLp foram aterradas em solo de horta com objetivo de se verificar qualitativamente sua degradação por ataque microbiano. As amostras que se apresentaram mais suscetíveis à biodegradação foram as que continham borra de café tratadas quimicamente

Abstract: In this work we studied the potential use of coffee grounds to obtain biodegradable polymer composites with poly matrix (?-caprolactone) - PCL. The use of coffee grounds as reinforcement aimed at decreasing both the accumulation of waste deposited in landfills, as the price of the final material. For coffee grounds had a good interface with the polymer matrix, chemical modification of coffee grounds was performed by mercerising followed by acetylation and mercerization followed by silanizing. The treatment efficiency was verified by Infrared Spectroscopy (FTIR), which showed the appearance of ester groups in the coffee grounds, confirming the exchange of hydroxyl for acetyl; by thermogravimetric analysis (TGA), which showed an increase in thermal stability of the coffee grounds after acetylation with a gain of 76 C; by Optical Microscopy (OM), which revealed lighter coffee grounds and more regular surface after chemical treatment. The composites were prepared by high shear followed by melting of the PCL in the presence of natural coffee grounds and chemically treated, in concentrations of 5%, 10% and 15%. The molten mass was pressed to obtain the composites films in order to obtain films and samples for the tests. We evaluated the mechanical properties (elastic modulus, strain and stress at break), thermal by Thermal Gravimetric analysis (TGA) and the morphology by Scanning Electron Microscopy (SEM) of composites formulated in this study. The mechanical tests showed that there was a significant increase in elastic modulus (62%) for the composite with 10% of acetylated coffee grounds, compared to the composite with 10% of natural coffee grounds. The images of the composites obtained by SEM showed, even though partial, a better interaction fiber / matrix for those with chemically treated coffee grounds. Thermal analysis results showed that the addition of coffee grounds to the matrix positively shifted 10 ° C the maximum peak of thermal degradation of the composites compared to pure polymer (PCLp). Composites containing 10% of fiber saline were compared with others at the same concentration, and showed similar results to those found for the acetylated coffee grounds. All samples with 10% of coffee grounds and PCLp were grounded in garden soil in order to qualitatively verify their degradation by microbial attack. The most susceptible to biodegradation samples were those with coffee grounds chemically treated
Subject: Compósitos poliméricos
Café
Poliésteres
Editor: [s.n.]
Citation: OLIVEIRA, Natália Raquel Brisolla. Caracterização de um compósito polimérico biodegradável utilizando Poli(E-caprolactona e borra de café = Chaterization of composite polymeric biodegradable using Poly(E-caprolactone) and coffe grounds. 2016. 1 recurso online (117 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321267>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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