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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32511
ORCID: | http://orcid.org/0000-0001-8493-4027 |
Tipo de documento: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States |
Título: | Obtenção de nanocristais de celulose e sua modificação utilizando utilizando 3-isopropenil-α-α'-dimetilbenzil isocianato (tmi) |
Autor: | Mello, Ana Luiza Cunha de |
Primer orientador: | Pasquini, Daniel |
Primer miembro de la banca: | Nascimento, Rosana Maria |
Segundo miembro de la banca: | Henrique, Mariana Alves |
Tercer miembro de la banca: | Otaguro, Harumi |
Resumen: | O trabalho foi dividido em parte teórica e experimental. Dentre os materiais de origem biológica, a madeira é sem dúvida o mais conhecido e utilizado. Na sua composição macromolecular se encontra principalmente celulose, lignina e hemiceluloses. Estes polímeros formam a parede celular da madeira e são responsáveis pela maioria das suas propriedades físicas, mecânicas e químicas. A celulose é o principal componente, quimicamente é definida como um carboidrato complexo, polissacarídeo, insolúvel em água e formada por grandes cadeias de moléculas de glicose. Da celulose é possível obter nanocristais de celulose, e o interesse em isolá-los se deve à baixa densidade, ser um recurso renovável, biodegradável, possuir superfície reativa, elevada área superficial para contato com matrizes na formulação de nanocompósitos, dentre outros. Porém, algumas desvantagens tais como absorção de umidade, incompatibilidade com muitas matrizes poliméricas e limitada temperatura de processamento, necessitam ser contornadas. Entretanto, a sua superfície pode ser funcionalizada através de modificações químicas, visando o desenvolvimento de materiais compósitos ou nanocompósitos de alta performance. Neste trabalho os nanocristais de celulose foram extraídos da polpa de celulose Kraft por hidrólise ácida utilizando ácido sulfúrico 9,17 M e então modificados utilizando o reagente 3-isopropenil-α,α’- dimetilbenzil isocianato (TMI). A modificação química dos nanocristais de celulose foi avaliada por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, morfológicamente por Difração de raios x de alto ângulo e Microscopia de força atômica. Os dados de FTIR mostraram que a estrutura celulósica foi mantida e houve o deslocamento do pico de carbonila presente no grupo de isocianato do TMI por volta de 1690 cm-1 para 1715 cm-1 referente a carbonila presente no grupo uterânico formado na amostra NCCmod, comprovando a efetivação da reação química entre a celulose e o TMI. Pela análise de DRX comprovou-se que a estrutura cristalina foi preservada com a modificação, com manutenção do padrão da celulose I. A partir das imagens de AFM verificou-se a presença de nanopartículas com formato acicular, confirmando que a extração de NCC foi bem sucedida e que eles sofreram pouca alteração nas dimensões após a modificação química com TMI. Assim, os NCCmod podem também ser utilizados como agentes de reforços em nanocompósitos. Podemos concluir que o método de modificação adotado foi eficiente na efetivação da inserção do TMI na superfície dos NCC sem que houvesse degradação ou alteração drástica em sua estrutura original. |
Abstract: | The work was divided into theoretical and experimental parts. Among the materials of biological origin, wood is undoubtedly the best known and most used. In its macromolecular composition is mainly cellulose, lignin and hemicelluloses. These polymers form the cell wall of wood and are responsible for most of its physical, mechanical and defined properties. Cellulose is the main component chemically defined as a complex carbohydrate, polysaccharide, insoluble in water and formed by large chains of glucose molecules. It is possible to obtain cellulose nanocrystals from cellulose, and the interest in isolating them is due to their low density, being a renewable, biodegradable resource, having a reactive surface, high surface area for contact with matrices based on nanocomposites, others. However, some disadvantages such as moisture absorption, incompatibility with many polymeric matrices and limited processing processing ingredients can be bypassed. However, a surface can be functionalized through composites of components, the development of composite materials or high performance nanocomposites. In this work, cellulose nanocrystals were extracted from Kraft cellulose pulp by acid hydrolysis using 9.17 M sulfuric acid and then modified using the reagent 3-isopropenyl-α, α’-dimethylbenzyl isocyanate (TMI). The chemical modification of cellulose nanocrystals was evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy, morphologically by High Angle X-Ray Diffraction and Atomic Force Microscopy. The FTIR data expanded that a cellulosic structure was maintained and there was a displacement of the carbonyl peak present in the TMI isocyanate group around 1690 cm-1 to 1715 cm-1 referring to the carbonyl present in the utera group formed in the NCCmod sample, proving the effectiveness of the chemical reaction between cellulose and TMI. The XRD analysis showed that a crystal structure was preserved with a modification, with maintenance of the cellulose I pattern. From the AFM images, the presence of acicular-shaped nanoparticles was verified, confirming that the NCC extraction was successful and that they underwent altered changes in dimensions after chemical modification with TMI. Thus, NCCmod can also be used as reinforcement agents in nanocomposites. We can conclude that the modification method adopted was efficient in effecting the insertion of the TMI on the surface of the NCC without any degradation or drastic alteration in its original structure. |
Palabras clave: | Madeira Celulose Nanocristais de celulose Modificações química TMI |
Área (s) del CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Cita: | MELLO, Ana Luiza Cunha de. Obtenção dos nanocristais de celulose e sua modificação utilizando 3-isopropenil-α,α’-dimetilbenzil isocianato (TMI). 2021. 42 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32511 |
Fecha de defensa: | 18-jun-2021 |
Aparece en las colecciones: | TCC - Química Industrial |
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