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Aplicação de nanocristais de celulose na formulação de um compósito de resina de ureia-formaldeído
Davi Alex Nogueira, Rafael Henriques Longaresi

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


A celulose é o biopolímero mais abundante da Terra, apresentando uma enorme
variabilidade química devido à funcionalização de seus grupos hidroxilas. Ainda, a
celulose apresenta morfologias diferenciadas que são encontradas em uma construção
hierárquica constituintes das plantas, podendo apresentar-se sob a forma de fibras,
microfibrilas e nanocristais de celulose. Microfibrilas de celulose e, em especial,
nanocristais de celulose têm sido objeto de estudo em nanocompósitos em virtude da
sua biodegradabilidade, baixo coeficiente de expansão térmica, anisotropia ótica, alto
módulo elástico (similares ao aço e ao Kevlar), alta razão de aspecto e alta área
superficial. Os nanocristais de celulose podem ser obtidos diretamente das estruturas
das microfibrilas de celulose quando submetidas em condições controladas de hidrólise
ácida. A suspensão coloidal de nanocristais pode ser utilizada na confecção de
nanocompósito visando aprimorar propriedades mecânicas, térmicas e ópticas de uma
matriz, usualmente polimérica. O projeto emprega os nanocristais como material de
reforço numa matriz polimérica de ureia-formaldeído (resina UF) na síntese de um
nanocompósito. Os nanocristais serão extraídos do pó de madeira (serragem) oriundos
da produção residual de madeireiras. A resina UF tem grande aplicação na indústria
madeireira na produção de placas compensadas, tais como a MDF (Medium Density
Fiberboard). Assim, é esperado que as propriedades térmicas e mecânicas do
nanocompósito se apresentem mais vantajosas para a aplicação na produção de placas
compensadas, tais como, maior rigidez, menor absorção de água e maior estabilidade
térmica. Medidas de tensão-deformação, Termogravimetria (TGA) e análise térmica
dinâmico-mecânica (DMTA) serão realizadas para a caracterização mecânica e térmica
do nanocompósito. A estrutura e topologia do nanocompósito serão avaliados através
das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e de Microscopia de Força
Atômica (AFM). O comportamento mecânico teórico do nanocompósito será ajustado a
partir dos modelos de Ouali e Halpin-Kardos. Até então, evidenciamos que o pó de serra é
uma excelente matéria prima, comprovada pelos testes realizados e que os nanocristais
obtidos são de boa qualidade, como foi demonstrado pelas análises realizadas, como a
análise da Razão de Aspecto, que foi de 13 vezes e através da literatura, sabemos que
quanto maior foi essa Razão de Aspecto, maior será a qualidade do nanocompósito
obtido com esse nanocristal.


Palavras-chave


nanocristal de celulose; ureia, formol, compósito

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