Porous materials from cellulose ethers and kapok fiber: physicochemical properties and applications (2025)
- Authors:
- Autor USP: SANDRINI, DAIANA MARIA FURLAN - IQ
- Unidade: IQ
- DOI: 10.11606/T.46.2025.tde-18032026-122928
- Subjects: MATERIAIS POROSOS; POLÍMEROS (QUÍMICA ORGÂNICA); ADSORÇÃO; PROPRIEDADES MECÂNICAS DA SOLUÇÃO; ABSORÇÃO DO SOM
- Keywords: Absorção sonora; Adsorção; Adsorption; Cellulose ethers; Éteres de celulose; Fibra de paina; Kapok fiber; Materiais porosos; Mechanical properties; Porous materials; Propriedades mecânicas; Sound absorption
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Esta tese focou no desenvolvimento de estruturas porosas funcionais baseadas em hidroxipropil metilcelulose (HPMC) e carboximetil celulose (CMC), geradas por meio de diferentes técnicas de secagem para obter xerogéis e criogéis com potencial para remediação ambiental e materiais de construção civil. Para aprimorar a funcionalidade dos materiais, HPMC ou CMC também foram combinados com fibras lignocelulósicas, explorando a porosidade intrínseca e a composição química de superfície das fibras vegetais. Foi dada especial atenção à valorização da fibra de paina (KF), um recurso natural prontamente disponível, porém até então, subutilizado no Brasil. KF mostrou uma estrutura tubular oca com diâmetro de 24 ± 6 m e uma superfície hidrofóbica, rica em compostos apolares, como identificados por GC-MS. O Capítulo 1 apresenta uma visão geral dos adsorventes porosos mais relevantes para a remediação de água, incluindo os métodos de tratamento, comparações de desempenho (custo, eficiência, seletividade, regenerabilidade) e estratégias alinhadas à economia circular. As reflexões do Capítulo 1 fundamentaram o desenvolvimento de xerogéis de baixo custo preparados predominantemente com fibras vegetais (87% em massa) para o tratamento de resíduos de emulsão real, conforme apresentado no Capítulo 2. A combinação inédita de KF e bagaço de cana-de-açúcar (SB), na presença de polidopamina, ácido cítrico e HPMC ou CMC, resultou em filtros anfifílicos com estabilidade química e dimensional em água.Esses adsorventes foram eficazes na desestabilização de resíduos emulsificados com sais de ácido graxo de lítio, retendo a fase oleosa sobre KF e adsorvendo íons lítio por meio de troca iônica com os grupos carboxilato de SB. Superior retenção de lítio foi alcançada com filtros à base de CMC, devido ao seu maior teor de grupos carboxilato. O Capítulo 3 explorou a modificação de superfície de KF in natura utilizando lecitina de soja (SL) e partículas de grafite como uma estratégia de baixo custo para promover hidrofilicidade à fibra e facilitar sua dispersão em hidrogel de HPMC. Como resultado da combinação sinérgica entre KF, SL, grafite e HPMC, os compósitos porosos resultantes apresentaram propriedades mecânicas, acústicas e antiestáticas promissoras para aplicações em ambientes internos. Essas descobertas motivaram o estudo voltado à investigação da relação processamento-estrutura-propriedade em criogéis de HPMC, conforme detalhado no Capítulo 4. Técnicas de congelamento randômico e unidirecional foram empregadas para modular a morfologia e o tamanho dos poros dos criogéis de HPMC. As características microestruturais foram relacionadas com as propriedades mecânicas e acústicas dos materiais porosos. Criogéis com microestrutura hierárquica apresentaram absorção sonora superior à de absorvedores comerciais, como lã de PET e melamina.
- Imprenta:
- Data da defesa: 31.10.2025
- Status:
- Nenhuma versão em acesso aberto identificada
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ABNT
SANDRINI, Daiana Maria Furlan. Porous materials from cellulose ethers and kapok fiber: physicochemical properties and applications. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18032026-122928/. Acesso em: 08 abr. 2026. -
APA
Sandrini, D. M. F. (2025). Porous materials from cellulose ethers and kapok fiber: physicochemical properties and applications (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18032026-122928/ -
NLM
Sandrini DMF. Porous materials from cellulose ethers and kapok fiber: physicochemical properties and applications [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18032026-122928/ -
Vancouver
Sandrini DMF. Porous materials from cellulose ethers and kapok fiber: physicochemical properties and applications [Internet]. 2025 ;[citado 2026 abr. 08 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-18032026-122928/ - Ésteres de celulose: síntese e posterior preparação de filmes com incorporação de nanopartículas de magnetita
- Lignocellulosic materials as efficient demulsifiers of industrial lithium grease production waste
- Lecithin/graphite modified kapok fibers for functional xerogel composites
- Sugarcane bagasse/kapok fiber-based filters for simultaneous demulsification and removal of Li+ ions from the waste of lithium grease production
- Stimuli-responsive regulation of Biocatalysis through metallic nanoparticle interaction
- Cellulose esters: Synthesis for further formation of films with magnetite nanoparticles incorporated
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