Filmes compósitos de matriz de nanocelulose reforçados com poli (palcool vinílico) e argilomineral

Abstract

Resumo: Nos últimos anos, os polímeros biodegradáveis derivados de fontes renováveis têm chamado atenção, devido à conscientização ambiental e ao problema de exaustão das fontes fósseis. Esse comportamento estimula a pesquisa e o desenvolvimento de novos materiais rotulados como ambientalmente corretos, gerados a partir de recursos renováveis, com baixo consumo de energia, biodegradáveis e não tóxicos ao meio ambiente. A pesquisa e desenvolvimento de biopolímeros, bem como suas aplicações, têm crescido rapidamente nos últimos anos. Neste trabalho, filmes compósitos à base de Celulose Nanofibrilada (CNF) com diferentes cargas de Poli (Álcool Vinílico) (PVA) e Hidróxido Duplo Lamelar (HDL) Mg-Al-CO3, foram preparados usando a técnica de casting. Foram avaliadas a resistência térmica e à tração, as propriedades morfológicas, ópticas e molhabilidade. Os resultados indicam que, a adição de PVA à CNF, contribui para o aumento na resistência à tração, módulo de Young e brilho dos filmes. A molhabilidade e luminosidade da superfície, bem como resistência à chama não são afetadas pela adição de PVA à CNF. As amostras contendo HDL em sua composição tiveram brilho e cor afetados drasticamente, os filmes tornaram-se cada vez mais opacos com o aumento do conteúdo de HDL, embora mantendo alguma transparência. Entretanto a resistência à tração e à chama foram melhoradas quando comparados à CNF pura. O material com a composição ternária mostrou resultados bastante interessantes quanto ao índice de Tração e Módulo de Young com acréscimos de até 180% nos valores em comparação à CNF pura. A partir dos resultados encontrados no trabalho podemos concluir que a adição de PVA à CNF melhora as condições de resistência à tração dos filmes, não interfere nos parâmetros de brilho e luminosidade superficial dos filmes. A adição de HDL à CNF altera as propriedades mecânicas de resistência à tração e a velocidade de queima do material, assim, se mostra uma opção a ser aproveitada em materiais que não demandem tanto de brilho e luminosidade, pois estes são afetados por esta adição.

Abstract: In recent years, biodegradable polymers derived from renewable sources have attracted attention because of environmental awareness and the problem of fossil fuel exhaustion. This behavior encourages research and development of new materials labeled as environmentally correct, generated from renewable, energy-efficient, biodegradable and non-toxic to the environment. The research and development of biopolymers, as well as their applications, have grown rapidly in recent years. In this work, composite films based on NFM with different percentage of Poly (Vinyl Alcohol) (PVA) and Hydroxide Lamellar Double (HDL) Mg-Al-CO3 were prepared using the casting technique. Thermal and tensile strength, morphological, optical and wettability properties were evaluated. The results indicate that the addition of PVA to the CNF participates in the increase in tensile strength, Young's modulus and film brightness. Wettability and surface brightness as well as flame resistance are not affected by the addition of PVA to CNF. The samples containing HDL in their composition had brightness and color affected drastically; films became increasingly opaque with increasing HDL content, while maintaining some transparency. However, tensile and flame resistance were improved when compared to pure CNF. The material with the ternary composition showed very interesting results regarding tensile and Young's Modulus with increases of up to 180% in the values compared to pure CNF. From the results found in the work, we can conclude that the addition of PVA to the CNF improves the conditions of tensile strength of the films, does not interfere in the brightness and surface brightness parameters of the films. The addition of HDL to CNF alters the mechanical properties of tensile strength and the burning speed of the material, thus, it is an option to be used in materials that do not demand as much brightness and luminosity as they are affected by this addition.