Cinética da cristalização não isotérmica de poli(3- hidroxibutirato) em compósitos com fibra de babaçu

Autor: ARRUDA, Salim Abdelnor
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPEUniversidade Federal de PernambucoUFPE.
Druh dokumentu: masterThesis
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PRH-L8 Petrobrás
O acúmulo de resíduos plásticos em aterros sanitários, rios e ilhas, além da contaminação da fauna e da flora com esses dejetos, acarretou uma pesquisa intensa em materiais biodegradáveis que possam substituir os tradicionais materiais sintéticos advindos do petróleo. Os polímeros biodegradáveis são uma opção que vem sendo constantemente estudada e que pode, em um futuro próximo, competir com os polímeros a base de petróleo. O Poli (3-hidroxibutirato) (PHB) é um polímero produzido por bactérias que utilizam a sacarose da cana de açúcar ou do milho como fonte de alimento. O PHB possui características interessantes como biodegradabilidade, sustentabilidade, plasticidade e sua durabilidade. Porém, ele possui um maior custo, além de ser duro e quebradiço e termicamente instável durante o processamento. Portanto, torna-se necessário o estudo da cristalização do PHB atrelado a fibras de babaçu, com o intuito de diminuir o custo do compósito, além de buscar melhorias nas propriedades térmicas, como cristalinidade relativa, taxa de cristalização, temperatura do pico de cristalização, entre outras variáveis. Neste trabalho foram estudados os parâmetros de cristalização a partir do fundido para o sistema PHB/20% fibra de babaçu conduzidos a diferentes taxas de resfriamento (2, 3, 4, 6, 8, 12, 16 e 24 °C/min) e fluxo de nitrogênio a 50 mL/min e, posteriormente, esses parâmetros de cristalização, como a granulometria, tempo de processamento e diferentes partes do babaçu, foram comparados para as diferentes taxas de resfriamento. Uma segunda análise foi realizada para os parâmetros de cristalização a frio conduzidos a diferentes taxas de aquecimento. A partir do tratamento de dados obtidos para os parâmetros de cristalização a partir do fundido, realizou-se a modelagem cinética para os modelos de Pseudo-Avrami, Ozawa e Mo. Entre as modelagens, o modelo de Pseudo-Avrami apresentou a melhor correlação com os dados experimentais com erro relativo de aproximadamente 5%. O modelo de Ozawa apresentou um erro em torno de 8% e Mo aproximadamente 10%. A análise da energia de ativação foi realizada a partir do Método Isoconversional de Friedman, obtendo energias de ativação negativas, indicativo que há reações complexas na cristalização a partir do fundido para o sistema PHB/20% fibra de babaçu.
The accumulation of plastic waste in landfills, rivers and islands, as well as the contamination of fauna and flora with these wastes, led to intensive research into biodegradable materials that can replace traditional synthetic materials. Biodegradable polymers are an option that has been constantly studied and that may, in the near future, compete with petroleum-based polymers. Poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) is a polymer produced by bacteria that use sucrose from sugar cane or corn as a food source. PHB has interesting features such as biodegradability, sustainability, plasticity and durability. However, it has a high cost, in addition to being hard and brittle and thermally unstable during processing. Therefore, it was found convenient to study the crystallization of PHB/20% babassu compounds, with the intention of reducing the cost of the composite, in addition to seeking improvements in thermal properties such as relative crystallinity, crystallization rate, peak crystallization temperature, etc. In this work, the parameters of melt crystallization were studied for PHB/20% babassu compounds driven at different cooling rates (2, 3, 4, 6, 8, 12, 16 and 24°C/min) under a nitrogen flow of 50 ml/min. Subsequently, crystallization parameters determined in compounds prepared with different filler particle size, processing times, and different parts of babassu, were compared for different cooling rates. A second analysis was performed for the parameters of cold crystallization conducted at different heating rates. A kinetic analysis of data obtained for melt crystallization, using Pseudo-Avrami, Ozawa, and Mo models was performed. Among the models studied, Pseudo-Avrami showed the best correlation with experimental data, with relative error about 5%. The Ozawa model presented a discrepancy around 8% and Mo approximately 10%. The activation energy was estimated using the isoconversional Friedman method, obtaining negative activation energies, which suggests that there are complex reactions involved in the crystallization from the melt in the system PHB/20% babassu.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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