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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/34774| Tipo: | Tese |
| Título: | Filmes nanocompósitos à base de celulose bacteriana e nanocristais de celulose |
| Autor(es): | Nascimento, Elígenes Sampaio do |
| Orientador: | Rosa, Morsyleide de Freitas |
| Coorientador: | Azeredo, Henriette Monteiro Cordeiro de |
| Palavras-chave: | Engenharia química;Embalagem biodegradável;Alimentos - Embalagens;Celulose bacteriana;Biopolímeros;Biodegradable packaging;Bacterial cellulose;Food packaging;All cellulose composite |
| Data do documento: | 2018 |
| Citação: | NASCIMENTO, Elígenes Sampaio do. Filmes nanocompósitos à base de celulose bacteriana e nanocristais de celulose. 2018. 94 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018. |
| Resumo: | Um dos problemas ambientais mais graves que a sociedade atual enfrenta é a poluição causada, principalmente, por embalagens para alimentos produzidas de fontes não biodegradáveis. Nesse sentido, há uma atenção voltada para uso de materiais biopoliméricos na produção de sistemas nanocompósitos ambientalmente corretos, como, por exemplo, a celulose bacteriana. A celulose bacteriana (CB) é atóxica, biocompatível, biodegradável, além de possuir uma rede tridimensional naturalmente nanométrica, que lhe confere alta cristalinidade e resistência mecânica, propriedades que qualificam a CB como um material promissor para aplicação em nanocompósitos. O objetivo deste estudo foi, a partir de uma abordagem de desintegração da celulose bacteriana, elaborar filmes nanocompósitos all cellulose por meio de rotas de desintegração química e física para obtenção de nanocristais e nanofibrilas, respectivamente. Adicionalmente, avaliou-se o emprego dos nanocristais na suspensão filmogênica para produção dos filmes, bem como, o emprego do ultrassom na sua dispersão. Os filmes foram caracterizados química, física e morfologicamente, bem como quanto à sua citotoxicidade in vitro considerando uma futura aplicação em embalagens de alimentos. O processo de obtenção das nanofibras apresentou um rendimento de 89%. As nanofibras apresentaram um alto índice de cristalinidade (84%), boa estabilidade de suspensão (Zeta = -58 mV) morfologia característica de CB, com 41% de redução na largura das nanofibras (40 nm). Os filmes all cellulose composite apresentaram-se opacos e de aparência amarelada, hidrofílicos, insolúveis em água - com matéria insolúvel variando de 88 a 93% - alta cristalinidade (média de índice de cristalinidade = 84%), boa estabilidade térmica, resistentes, rígidos, com pouca deformação e não tóxicos para células Caco-2. Os resultados obtidos mostraram que é possível combinar oxidação mediada pelo radical TEMPO e misturador de alta rotação para obter nanofibras de celulose, bem como, a partir da celulose bacteriana oxidada nanofibrilada (CBOXNF) produzir filmes com características excepcionais sem adição de nanocristais de celulose, podendo reduzir os custos de produção, tornando-se um material ainda mais atrativo |
| Abstract: | One of the most serious environmental problems facing society today is pollution mainly caused by packaging for food produced from non-biodegradable sources. In this sense, attention is focused on the use of biopolymer materials in the production of environmentally correct nanocomposite systems, such as bacterial cellulose. The bacterial cellulose (CB) is non-toxic, biocompatible, biodegradable, and has a naturally nanosized three-dimensional network, which gives it high crystallinity and mechanical resistance, properties that qualify CB as a promising material for application in nanocomposites. The objective of this study was to develop nanocomposite films of all cellulose by means of chemical and physical disintegration routes to obtain nanocrystals and nanofibrils, respectively, from a bacterial cellulose disintegration approach. Additionally, the use of nanocrystals in the film-forming suspension for film production was evaluated, as well as the use of ultrasound in their dispersion. The films were characterized chemically, physically and morphologically, as well as their in vitro cytotoxicity considering a future application in food packaging. The nanofibers presented a high crystallinity index (84%), good suspension stability (Zeta = -58 mV), characteristic morphology of CB, with a 41% reduction in width of the nanofibers (40 nm). The all cellulose composite films were opaque and yellowish-looking, hydrophilic, insoluble in water - insoluble matter ranging from 88 to 93% - high crystallinity (mean crystallinity index = 84%), good thermal stability, resistant, rigid, with little deformation and non-toxic to Caco-2 cells. The results showed that it is possible to combine TEMPO radical-mediated oxidation and high-rotation mixer to obtain cellulose nanofibers, as well as, from nanofibrillated oxidized bacterial cellulose (CBOXNF), to produce films with exceptional characteristics without the addition of cellulose nanocrystals, which can reduce production costs, making it an even more attractive material. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34774 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Teses defendidas na UFC |
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