Estudo da secagem da mfc por leito de jorro e incorporação como reforço para obtenção de compósitos de polipropileno
Data
2024-02-21
Autores
Cordeiro, Alexandre Oka Thomaz 
Orientadores
Martins, Cristiane Reis
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
O presente trabalho teve como objetivo estudar o processo de secagem em leito de jorro como alternativa para a secagem e concentração da celulose microfibrilada (MFC) em comparação aos processos de secagem reportados em literatura. Neste sistema de secagem em leito de jorro foi avaliado a secagem da suspensão de MFC (3,5% de sólidos) e com o uso do agente carreador carboximetilcelulose (CMC) com intuito de avaliar a redispersão em água e a eficiência da secagem. Foi avaliada a influência dos parâmetros de secagem por meio de um planejamento experimental 22 sobre a eficiência da secagem, retenção de sólidos e perda de material, assim como os melhores parâmetros do processo. O processo de secagem é altamente dependente da temperatura do ar de entrada, assim como a interação entre a vazão de alimentação e a temperatura do ar. A melhor condição de secagem obtida foi com a temperatura de 80 °C e vazão de alimentação da suspensão de 8 mL/min obtendo a eficiência de 81,42% de secagem. As MFC secas obtidas em leito de jorro foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), termogravimetria (TGA), difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR) e viscosidade. Por meio das micrografias do MEV foi possível avaliar as diferenças de morfologia, tamanho e estrutura da MFC nos processos de secagem empregados, corroborando com os mecanismos de transferência de calor de cada processo e influência das propriedades finais nas MFC obtidas. As MFC secas por leito de jorro apresentaram boa estabilidade térmica (degradação acima de 200 °C) e alta cristalinidade (63,36%), permitindo seu processamento e incorporação em matrizes poliméricas. Foi possível obter a MFC seca com baixo teor de umidade (~10%). O uso da CMC no processo de secagem permitiu a redispersão em água da MFC sem a formação de aglomerados, mantendo estável sua viscosidade e aumentando a eficiência da secagem. A MFC seca em leito de jorro foi incorporada (2, 4, 6 e 8%) em uma matriz de polipropileno (PP) e com a utilização de 4% do agente compatibilizante polipropileno graftizado com anidrido maleico (MAPP). Os compósitos PP/MFC foram obtidos em misturador interno e suas propriedades foram avaliadas por ensaios de tração, TGA, DSC e FTIR. O emprego da MFC seca apresentou melhor dispersão na matriz de PP quando comparada com o uso da MFC em suspensão. O uso do MAPP melhorou a compatibilidade e interação entre a MFC e a matriz de PP mesmo com altos teores de MFC (8%). A presença da MFC no PP melhorou a estabilidade térmica do compósito. Compósitos com MFC/CMC apresentaram comportamento mecânico similar a MFC.
Descrição
Citação
CORDEIRO, Alexandre O. Thomaz. Estudo da secagem da mfc por leito de jorro e incorporação como reforço para obtenção de compósitos de polipropileno. 2024. 176 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2024.