Banca de DEFESA: CARINE SETTER

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: CARINE SETTER
DATA: 19/12/2022
HORA: 14:00
LOCAL: Google Meet
TÍTULO:

SECAGEM POR PULVERIZAÇÃO DE SUSPENSÕES DE CELULOSE MICROFIBRILADA: RENDIMENTO, CARACTERIZAÇÃO E REDISPERSÃO PARA A PRODUÇÃO DE FILMES

PALAVRAS-CHAVES:

Nanotecnologia. Spray-Dryer. Redispersão. Hornificação. Nanocelulose. Nanocompósitos. Biofilmes.

PÁGINAS: 122
GRANDE ÁREA: Ciências Agrárias
ÁREA: Recursos Florestais e Engenharia Florestal
RESUMO:

As micro/nanofibrilas (MFC/NFC) de celulose são matérias-primas que possuem propriedades excelentes e desempenho promissor em um amplo campo de aplicações. Contudo, um dos obstáculos quanto à aplicação industrial e comercialização em larga escala das MFC/NFC está associado a elevada quantidade de água presente na sua suspensão (>95%). A secagem das suspensões de nanocelulose por pulverização (SD) pode ser uma alternativa para superar os problemas causados pela baixa concentração de sólidos. No entanto, produzir MFC/NFC em pó com capacidade de se redispersar novamente em suspensão e obter maior rendimento de secagem por SD são desafios que, ainda, precisam ser superados. Diante disso, o objetivo do trabalho foi investigar o efeito do surfactante catiônico brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) sobre o rendimento de secagem por pulverização de suspensões de MFC/NFC e avaliar o impacto da secagem associada aos tratamentos aplicados as MFC/NFC sobre as características dos pós resultantes. Ainda, o estudo propôs avaliar o efeito dos tratamentos empregados sobre a capacidade de redispersão das MFC/NFC secas por pulverização, visando desenvolver e avaliar as propriedades de filmes celulósicos. Na primeira etapa, foram produzidas MFC/NFC não tratadas e pré-tratadas com silicato de sódio a concentração de 5% e 10% e oxidadas com 2,2,6,6,-tetrametilpiperidinil-1-oxil (TEMPO). Em seguida, foi realizado a modificação superficial das MFC/NFC com o surfactante catiônico CTAB e, posteriormente, a secagem por pulverização das suspensões. Nessa etapa, foi avaliado o rendimento de secagem e as características morfológicas, térmicas, químicas e a capacidade de redispersão em água dos materiais nunca secos por SD e das micropartículas obtidas após a secagem por SD. O maior rendimento de secagem foi obtido para a MFC/NFC pré-tratadas com silicato de sódio a 10% e modificada com surfactante. As dimensões das partículas formadas durante o processo de secagem dependeram das características das NFC precursoras, no geral, todas as partículas foram menores que 8 µm. A fração cristalina de todas as partículas produzidas foi superior ao das MFC/NFC nunca secas, além disso os pós foram estáveis termicamente a temperaturas elevadas (>200 °C). A estabilidade em água mostrou claramente que as soluções de celulose reidratadas foram influenciadas pelo tipo de tratamento e pelo processo de secagem. Em resumo, o teste apontou que a reação de oxidação foi essencial para se obter suspensões moderadamente estáveis tanto antes, como após a secagem por pulverização. Na segunda etapa, agregados de MFC/NFC secos por SD foram redispersados por ultrassom para produção de filmes celulósicos pelo método casting. Os filmes foram caracterizados quanto as análises microestruturais, físico-mecânica, óptica (UV-Vis), de barreira ao vapor de água e de superfície. Os diferentes pré-tratamentos empregados interferiram nas propriedades dos filmes celulósicos. Em resumo, os resultados demonstraram que a adição de surfactante CTAB na suspensão TEMPO-oxidadas foi fundamental para alcançar a redispersão mais efetiva. O filme produzido a partir desse tratamento se destacou pela maior transmitância óptica, excelente propriedade de barreira ao vapor de água (permeabilidade ao vapor de água 4,2 g mm/m² dia kPa; taxa de permeação ao vapor de água 353,7 g/m² dia) e elevada resistência à tração (87,8 MPa). Diante do exposto, conclui-se que a taxa de produção de MFC/NFC em pó a partir do processo de secagem por pulverização pode ser maximizada empregando suspensões pré-tratadas com silicato de sódio e surfactante CTAB. Por outro lado, a reação de oxidação mediada pelo TEMPO seguido da modificação superficial com surfactante CTAB pode ser utilizada para reduzir o grau de aglomeração entre as MFC/NFC durante o processo de secagem, promovendo melhorias na capacidade de redispersão das micropartículas obtidas e, em consequência, permitindo o melhor uso dessas na produção de filmes celulósicos e/ou compósitos poliméricos.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - TIAGO JOSE PIRES DE OLIVEIRA (Membro)
Externo à Instituição - THIAGO DE PAULA PROTÁSIO - UFRA (Membro)
Externo ao Programa - NATALIA MAIRA BRAGA OLIVEIRA - DEG/EENG (Suplente)
Externo à Instituição - MÁRIO VANOLI SCATOLINO - UFERSA (Suplente)
Externo ao Programa - JOAO MOREIRA NETO - DEG/EENG (Membro)
Externo à Instituição - JEFERSON APARECIDO MORETO - UFTM (Membro)
Externo à Instituição - Cássia Regina Cardoso - UFTM (Membro)