Thermoplastic starch nanocomposites reinforced with nanofibrillated cellulose: a study on processing and plasticization in the presence of water as a process plasticizer (2024)
- Authors:
- Autor USP: LIPA, ANNETTE DAPHNE COCHON - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SMM
- DOI: 10.11606/D.18.2024.tde-10022025-160621
- Subjects: AMIDO; TERMOPLÁSTICOS; CELULOSE; EXTRUSÃO; ÁGUAS RESIDUÁRIAS
- Keywords: Celulose nanofibrilada.
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O efeito da água na preparação e nas propriedades do amido termoplástico (TPS) foi altamente relevante devido ao seu papel como plastificante de processo e agente de desestruturação. Este estudo focou na análise do impacto da água residual presente em suspensões de celulose nanofibrilada (NFC) nas propriedades dos nanocompósitos de TPS/NFC. Foram utilizados amido de milho, celulose nanofibrilada obtida de eucalipto e glicerol como plastificante principal. A celulose nanofibrilada proveniente de suspensões contendo até 4% de sólidos foi diretamente incorporada à mistura de amido e glicerol. As misturas foram então secas para atingir um teor de água residual entre 15% e 25%. O excesso de água foi removido antes da extrusão utilizando um forno com circulação de ar forçado. As formulações incluíram glicerol adicional em 70% e 80% do peso seco com base no conteúdo total de amido e glicerol, que atuou como plastificante principal, enquanto a água residual serviu como plastificante de processo. Diferentes concentrações de NFC (2,5%, 5,0%, 7,5% e 10%) foram preparadas com base no peso seco do sistema amido-glicerol/NFC. Os resultados mostraram que todas as formulações desenvolvidas apresentaram uma redução significativa na absorção de umidade à medida que o teor de NFC aumentava. Esse efeito foi particularmente evidente na formulação contendo 20% de glicerol e 10% de NFC. A microscopia óptica revelou uma desestruturação completa do amido, evidenciada pela ausência de grânulos residuais, resultado que foi ainda confirmado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise por MEV também demonstrou uma dispersão notavelmente homogênea da NFC na matriz, com mínima aglomeração observada. Os nanocompósitos apresentaram melhorias mecânicas significativas em todas as formulações. Na maior concentração de NFC, houve transição de um estado dúctil para mais frágil, com o dobro de resistência à tração emrelação a formulações com menos NFC, destacando o reforço da NFC, apesar da redução na ductilidade. O material desenvolvido superou o desempenho do TPS sem adição de água, apresentando coloração mais clara e menor degradação térmica e química. Esses resultados confirmam a eficácia da metodologia e o papel essencial da água residual na plastificação e estruturação do material
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 12.12.2024
- 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
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ABNT
LIPA, Annette Daphne Cochon. Thermoplastic starch nanocomposites reinforced with nanofibrillated cellulose: a study on processing and plasticization in the presence of water as a process plasticizer. 2024. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-10022025-160621/. Acesso em: 10 maio 2025. -
APA
Lipa, A. D. C. (2024). Thermoplastic starch nanocomposites reinforced with nanofibrillated cellulose: a study on processing and plasticization in the presence of water as a process plasticizer (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-10022025-160621/ -
NLM
Lipa ADC. Thermoplastic starch nanocomposites reinforced with nanofibrillated cellulose: a study on processing and plasticization in the presence of water as a process plasticizer [Internet]. 2024 ;[citado 2025 maio 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-10022025-160621/ -
Vancouver
Lipa ADC. Thermoplastic starch nanocomposites reinforced with nanofibrillated cellulose: a study on processing and plasticization in the presence of water as a process plasticizer [Internet]. 2024 ;[citado 2025 maio 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-10022025-160621/
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.18.2024.tde-10022025-160621 (Fonte: oaDOI API)
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