Surface modification of nanofibrillated cellulose and its application in Pickering emulsions

Autor: Silva, Caroline Ezequiel de Paulo da, 1992
Přispěvatelé: Loh, Watson, 1965, Bernardes, Juliana da Silva, Freitas, Rilton Alves de, Petri, Denise Freitas Siqueira, D'Avila, Marcos Akira, Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientadores: Watson Loh, Juliana da Silva Bernardes Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Entre as muitas aplicações que a celulose nanofibrilada (NFCs) vem ganhando nos últimos anos, com certeza, a estabilização de emulsões de Pickering é uma das mais promissoras. Devido à sua estrutura química repleta de grupos -OH, inúmeros grupos funcionais podem ser inseridos na superfície da celulose, permitindo a estabilização de vários tipos de emulsões. Desse modo, este trabalho visa explorar a influência de modificações superficiais na NFC oriunda do bagaço de cana-de-açúcar e sua capacidade de estabilizar emulsões de Pickering. No primeiro estudo, realizou-se a cationização na polpa de celulose, utilizando cloreto de glicidiltrimetrimetilamônio (GTMAC) em dois graus de cationização (GTMAC:glucose = 2:1 e 10:1). O desempenho na estabilização de emulsões foi comparado entre as NFCs catiônicas e suas análogas de carga oposta, as NFCs oxidadas. As emulsões com NFCs catiônicas tiveram uma estabilidade macroscópica de mais de 1 ano, enquanto que aquelas estabilizadas por NFCs oxidadas apresentaram separação de fase em menos de 1 dia. O desempenho das NFCs catiônicas na estabilização dessas emulsões foi explicado por dois mecanismos: complexação eletrostática na interface óleo-água e aumento da viscosidade na fase contínua. No segundo estudo, as NFCs catiônicas e oxidadas foram empregadas na estabilização de suspensões de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2NPs) e essas misturas posteriormente foram utilizadas para estabilizar emulsões. Nesse caso, houve apenas uma pequena diferença de desempenho entre as NFCs, que devido ao grande aumento da viscosidade na fase contínua, puderam fornecer uma estabilidade macroscópica de mais de 2 meses em todos os sistemas estudados. Os estudos realizados nesta tese demonstraram o potencial de aplicação das NFCs tanto na estabilização de emulsões do tipo O/W quanto na estabilização de dispersões de TiO2NPs Abstract: Among all the applications which nanofibrillated cellulose (NFCs) has been gaining in the recent years, certainly, the stabilization of Pickering emulsions is one of the most promising. Due to its chemical structure full of -OH groups, numerous functional groups can be inserted into the cellulose surface, allowing the stabilization of various types of emulsions. Thus, this work aims to explore the influence of surface modifications on NFC from sugarcane bagasse and its ability to stabilize Pickering emulsions. In the first study, the cationization reaction was performed on the cellulose pulp, using glycidyltrimetrimethylammonium chloride (GTMAC) in two degrees of cationization (GTMAC:glucose = 2:1 and 10:1). The performance of emulsion stabilization was compared between cationic NFCs and their oppositely charged analogue, the oxidized NFCs. Emulsions with cationic NFCs had a macroscopic stability of more than 1 year, while those stabilized by oxidized NFCs showed phase separation in less than a day. The performance of cationic NFCs in stabilizing these emulsions was explained by two mechanisms: electrostatic complexation at the oil-water interface and increased viscosity in the continuous phase. In the second study, cationic and oxidized NFCs were used to stabilize titanium dioxide nanoparticles (TiO2NPs) suspensions and these mixtures were used to stabilize emulsions. In this case, there was just a slight difference in the performance between the NFCs, being the large increase in viscosity in the continuous phase the responsible to provide a macroscopic stability of more than 2 months in all the systems studied. The studies carried out in this thesis demonstrated the potential application of NFCs both in the stabilization of O/W emulsions and in the stabilization of dispersions of TiO2NPs Doutorado Físico-Química Doutora em Ciências CAPES 88882329195/2019-01
Databáze: OpenAIRE
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