Orientador: Maria Isabel Felisberti

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: A classe dos polihidróxialcanoatos (PHA) consiste de uma série de biopoliésteres sintetizados por bactérias ou plantas, sendo o polihidróxibutirato (PHB) e seu copoliéster com hidróxivalerato (HV), o "poli(hidróxibutirato-co-hidróxivalerato)" (PHBV), os constituintes mais importantes. Nesse...

Resumo: A classe dos polihidróxialcanoatos (PHA) consiste de uma série de biopoliésteres sintetizados por bactérias ou plantas, sendo o polihidróxibutirato (PHB) e seu copoliéster com hidróxivalerato (HV), o "poli(hidróxibutirato-co-hidróxivalerato)" (PHBV), os constituintes mais importantes. Nesse trabalho foram desenvolvidos compósitos de PHBV (com 8,3 mol% de HV) utilizando-se um plastificante biodegradável oriundo de fontes renováveis, o citrato de trietila (TEC), e fibras de bagaço de cana (FBC) como material de reforço. O plastificante TEC teve papel crucial no preparo das formulações por extrusão, diminuindo a viscosidade do fundido, a temperatura de processamento e, como consequência, a degradação termomecânica do PHBV foi minimizada. Além disso, causou a diminuição das temperaturas de transição vítrea e fusão e alterações consideráveis das propriedades mecânicas do PHBV. O aumento do teor de TEC resultou em redução da resistência à tração e do módulo elástico e em aumento do alongamento máximo e da resistência ao impacto Izod. Com respeito a fase cristalina do PHBV, o aumento do teor de TEC resultou em aumento do espaçamento médio interlamelar e em esferulitos de PHBV maiores, mantendo inalterados a distância interplanar e os parâmetros de rede cristalina. A introdução de FBC, no entanto, elevou a viscosidade do fundido, levando à degradação termomecânica do PHBV no processamento por extrusão. Não obstante, a introdução das FBC provocou alterações nas propriedades, como consequência da atuação dessas como agentes de nucleação para a cristalização PHBV. As FBC atuaram como agente de reforço, comprovado pelo aumento da resistência à tração em relação à matriz. Por outro lado, observou-se a redução do módulo elástico e da resistência ao impacto atribuída a drástica diminuição do tamanho dos esferulitos. A presença de FBC resultou na orientação do crescimento dos cristais, no fenômeno de transcristalização e no espessamento da lamela cristalina do PHBV. O fenômeno da transcristalização contribuiu para a adesão carga-matriz e para o efeito de reforço

Abstract: The class of polyhydroxyalkanoates (PHA) consists of a series of biopolyesters synthesized by bacteria or plants, in which polyhydroxybutyrate (PHB) and its copolyester with hydroxyvalerate (HV), "poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)" (PHBV), are the most important polymers. In this...

Abstract: The class of polyhydroxyalkanoates (PHA) consists of a series of biopolyesters synthesized by bacteria or plants, in which polyhydroxybutyrate (PHB) and its copolyester with hydroxyvalerate (HV), "poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)" (PHBV), are the most important polymers. In this work, PHBV (with 8,3 mol% of HV) composites were produced by melting extrusion, using triethyl citrate (TEC), a biodegradable plasticizer from renewable sources, and sugarcane bagasse fibers (FBC), as reinforcement. The plasticizer TEC played a crucial role during the preparation of the formulations by extrusion, reducing the viscosity of the melt, and the processing temperature, and minimizing the thermomechanical degradation of PHBV. Besides, it caused a reduction of the glass transition and melting temperatures and considerable changes in of the mechanical properties of PHBV. The enhancement of the concentration of TEC resulted in the reduction in the tensile strain and the elastic modulus, and in an increase in the maximum strain at break and in the Izod impact resistance. Regarding the crystalline phase of PHBV, the enhancement of the concentration of TEC, led to an enlargement of the interlamellar spacing and larger PHBV spherulites, keep unchanged the interplanar distancing and the cell parameters. On the contrary, the introduction of the FBC elevated the viscosity of the melting during the processing by extrusion, leading to thermomechanical degradation of PHBV. Notwithstanding, the introduction of the FBC changed the thermal properties of PHBV, acting as nucleation agent for the PHBV crystallization. The FBC impacted the mechanical properties of the PHBV, acting as reinforcing agents, increasing the tensile properties of the matrix. On the other hand, a decrease of the modulus and of the Izod impact resistance was observed due to a pronounced decrease of the spherulites size. The presence of the FBC orientated the growth of the PHBV crystals, caused the transcristallization phenomenon and the increase of the lamellae thickness. The transcristallization contributed to the matrix-filler adhesion and to the reinforcement effects observed

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