Modified nanofibrillated cellulose (NFC) films: different strategies to enhance hydrophobicity and barrier to water vapor and oxygen (2021)
- Authors:
- Autor USP: SOUZA, GUSTAVO DE - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- DOI: 10.11606/T.18.2021.tde-08102021-095559
- Subjects: CELULOSE; FILMES; POLÍMEROS (MATERIAIS); EMBALAGENS; CERA; ABELHAS
- Keywords: Barreira à vapor de água e oxigênio; Celulose nanofibrilada; Hidrofobização; Isocianatos bloqueados
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A celulose nanofibrilada (NFC) não modificada ou modificada pode ser empregada para a fabricação de filmes por meio de processos de secagem controlados para formar redes tridimensionais compactas, dando origem a filmes de elevada resistência mecânica e pouco permeáveis, com potencial para a substituição de polímeros sintéticos em aplicações em embalagens. Contudo, devido a elevada hidrofilicidade esses filmes têm aplicações limitadas à condições de umidade relativa abaixo de 60%. Acima desse valor a água atua como plastificante, reduzindo drasticamente as propriedades mecânicas e de barreira. O presente trabalho descreve quatro estratégias para obtenção de filmes de NFC hidrofóbicos e de baixa permeação a vapor de água e oxigênio. Três estratégias envolvem a modificação química por meio do uso de isocianatos bloqueados sendo 1) modificação superficial do filme de NFC por mergulho em solução; 2) obtenção de filmes a partir de uma composição contendo uma suspensão aquosa de NFC e uma emulsão aquosa de um (poli)isocianato bloqueado; 3) síntese de um di-isocianato bloqueado de polietileno glicol e sua utilização para a produção um compósitos onde a matriz é formada pelas cadeias de PEG ligadas covalentemente ao reforço de NFC. Para as três estratégias de modificação química os filmes foram produzidos por secagem (casting) e submetidos a um tratamento térmico de desbloqueio do isocianato. Na estratégia 4) foi proposta uma modificação física na qual os filmes foram formados apartir da secagem de uma mistura contendo uma emulsão de cera de abelha e uma suspensão de NFC. Cada estratégia deu origem a um artigo científico que é apresentado individualmente. O conjunto dos artigos publicados compõe a presente tese. Foram avaliadas as propriedades físicas (densidade e porosidade), mecânicas, morfológicas, térmicas, de absorção de água, de ângulo de contato e de permeação a vapor de água e ao oxigênio. Além dos artigos, uma discussão comparativa entre as estratégias é apresentada. De modo geral, as modificações químicas e física propostas foram responsáveis pela hidrofobização, aumento da resistência à agua e das propriedades de barreira a gases, demonstrando o potencial das estratégias propostas para a fabricação de filmes de alto desempenho em embalagens cuja matéria prima seja de fonte renovável
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2021
- Data da defesa: 17.08.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
SOUZA, Gustavo de. Modified nanofibrillated cellulose (NFC) films: different strategies to enhance hydrophobicity and barrier to water vapor and oxygen. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08102021-095559/. Acesso em: 26 abr. 2024. -
APA
Souza, G. de. (2021). Modified nanofibrillated cellulose (NFC) films: different strategies to enhance hydrophobicity and barrier to water vapor and oxygen (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08102021-095559/ -
NLM
Souza G de. Modified nanofibrillated cellulose (NFC) films: different strategies to enhance hydrophobicity and barrier to water vapor and oxygen [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08102021-095559/ -
Vancouver
Souza G de. Modified nanofibrillated cellulose (NFC) films: different strategies to enhance hydrophobicity and barrier to water vapor and oxygen [Internet]. 2021 ;[citado 2024 abr. 26 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-08102021-095559/ - Spraycoating of nanocellulose fibrilated (CNF) onto glass fiber and carbon fiber fabrics and its role as hierarchical reinforcement on GFRP and CFRP composites
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2021.tde-08102021-095559 (Fonte: oaDOI API)
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