Navegando por Autor "Botaro, Vagner Roberto"
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Item Adsorção de metais pesados em serragem de madeira tratada com ácido cítrico.(2006) Rodrigues, Rafael Falco; Trevenzoli, Rafael Lopes; Santos, Luciano Rodrigo Gomes; Leão, Versiane Albis; Botaro, Vagner RobertoNeste estudo, avaliou-se a capacidade da madeira Paraju (Manilkara longifolia), modificada quimicamente, para a retenção de íons metálicos. A modificação refere-se a um tratamento com ácido cítrico que leva à reação de grupos carboxilato com a celulose da biomassa. A introdução desses grupos foi observada através de espectrometria de infravermelho. Foram realizados ensaios em sistemas de batelada contendo cádmio e cobre. Os ensaios foram conduzidos em condições de equilíbrio, ajustados segundo o modelo de Langmuir. Obteve-se um carregamento máximo nos sistemas contendo apenas um metal, de 0,56 mmol-Cd/g e 0,94 mmol-Cu/g. O carregamento de cádmio reduziu-se de 0,56 mmol-Cd/g para 0,21 mmol-Cd/g, à medida que a concentração de cobre cresceu no sistema mostrando que existe uma competição entre os metais pelos grupos de troca.Item Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse.(2007) Karnitz Júnior, Osvaldo; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Melo, Júlio César Perin de; Botaro, Vagner Roberto; Melo, Tânia Márcia Sacramento; Gil, Rossimiriam Pereira de Freitas; Gil, Laurent FrédéricThis work describes the preparation of new chelating materials derived from sugarcane bagasse for adsorption of heavy metal ions in aqueous solution. The first part of this report deals with the chemical modification of sugarcane bagasse with succinic anhydride. The carboxylic acid functions introduced into the material were used to anchor polyamines, which resulted in two yet unpublished modified sugarcane bagasse materials. The obtained materials were characterized by elemental analysis and infrared spectroscopy (IR). The second part of this reports features the comparative evaluation of the adsorption capacity of the modified sugarcane bagasse materials for Cu2+, Cd2+, and Pb2+ ions in aqueous single metal solution by classical titration. Adsorption isotherms were studied by the Freundlich and Langmuir models.Item Bamboo pulp treated with NaOH and benzophenone tetracarboxylic dianhydride as reinforcement of new polymerics materials.(2013) Guimarães Júnior, Mário; Novack, Kátia Monteiro; Botaro, Vagner RobertoBamboo admittedly and engineering material widely used for buildings in several countries. However, lack of good interfacial adhesion, low melting point, and poor resistance towards moisture make the use of natural fiber reinforced composites less attractive. The aim of this work was esterify the refined pulp of bamboo came from kraft industrial pulping, previously treated with sodium hydroxid and organic solvents for the production of less hydrophilic materials. In order to verify the occurrence of reaction, assays of spectroscopy in the region of IV, thermogravimetry, elementary analysis and water absorption were performed. After the reaction, the infrared spectra presented bands related to the ester and carboxylic acid groups, evidencing the exchange of OH groups for ester groups. This test also shows a decrease in the absorbance ratio due to the presence of ester group causing a reduction in the crystallinity index of the sample. These results were proven by the gain in the value of carbon content after the elementary analysis. In the water absorption test, the pulp modified with dianhydride showed the lowest level as compared to other samples. The thermogravimetric analysis also showed a decrease in initial temperature of pulp degradation, as well as decrease in the moisture, facts that proved the efficiency in the modification using dianhidrido BTDA.Item Caracterização anatômica da fibra de bambu (Bambusa vulgaris) visando sua utilização em compósitos poliméricos.(2010) Guimarães Júnior, Mário; Novack, Kátia Monteiro; Botaro, Vagner RobertoO desenvolvimento de materiais compósitos utilizando fibras vegetais como reforço é crescente e vêm conquistando novos segmentos de mercado, pois as fibras vegetais apresentam baixo custo, biodegradabilidade, menor densidade e boas propriedades mecânicas, físicas e térmicas adequadas às aplicações industriais. Este trabalho apresenta os resultados de recentes pesquisas sobre a fibra de Bambusa vulgaris realizadas no laboratório de anatomia da madeira da Universidade Federal de Lavras, onde foram avaliadas suas dimensões e relações entre elas, bem como o ângulo de micro fibrila. O principal objetivo deste estudo é mostrar que estes materiais não convencionais podem apresentar propriedades semelhantes e/ou superiores a outros materiais que tradicionalmente vem sendo empregados na produção de compósitos. Os resultados da pesquisa mostraram que os valores de ângulo de micro fibrila (11,54º), comprimento (2.299,47 μm), diâmetro da fibra (13,93 μm), diâmetro do lume (3,81 μm), relação comprimento/largura (172,53) e espessura da parede celular (5,06 μm) poderão maximizar as propriedades mecânicas dos compósitos onde forem utilizadas tornando-os mais resistentes e mais leves em comparação com outras fibras.Item Caracterização de fibra e polpas de Bambusa vulgaris schrad refinadas e sem refino com modificação química visando sua utilização como agente de reforço em matrizes poliméricas.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Guimarães Júnior, Mário; Botaro, Vagner RobertoA preocupação mundial da sociedade moderna em diminuir o impacto ambiental e encontrar soluções para o esgotamento de recursos naturais não renováveis vem incentivando a pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis. As fibras naturais inserem-se nesse contexto como uma alternativa para a fabricação de produtos industriais utilizando matrizes poliméricas. Objetivou-se caracterizar fibras e polpas refinadas e sem refino da espécie de bambu Bambusa vulgaris schrad, por meio do processo kraft de polpação industrial, bem como caracterizar e avaliar a eficiência das modificações químicas, realizadas nas polpas refinadas dessa espécie de bambu para serem utilizadas como agentes de reforço em matrizes poliméricas. A fibra natural foi obtida através do processo de maceração de cavacos retirados dos colmos de bambu. A seguir os cavacos foram submetidos aos processos de moagem e classificação glanulométrica para serem devidamente analisados. A fibra foi transformada em polpa através do processo de polpação kraft e submetida ao sistema de refino em escala industrial. Após o refino, agora em escala laboratorial, a amostra foi submetida aos processos químicos de mercerização, extração em solventes orgânicos e esterificação, dando origem a mais três amostras refinadas. A fibra e a polpa sem refino constituíram-se também em mais duas amostras. Todas essas seis amostras de Bambusa vulgaris schrad foram analisadas e caracterizadas utilizando as metodologias preconizadas pela American Society for Testing and Materials, ASTM e pela Technical Association of the Pulp and Paper Industry, TAPPI. Anatomicamente, fibra e polpa refinada sem tratamentos químicos também foram caracterizadas de acordo com a International Association of Wood Anatomists, IAWA. A fibra natural foi classificada como longa, fina, espessa, baixo grau de colapso, lúmen pequeno, fortes e rígidas. A polpa refinada sem tratamentos químicos se apresentou com as mesmas características, porém pouco mais flexíveis. A polpa refinada se mostrou mais adequada para ser utilizada como agente de reforço em detrimento da polpa sem refino e fibra natural. Dentre as polpas refinadas, a mercerizada foi a que se mostrou mais estável termicamente e com maior índice de cristalinidade. A amostra esterificada exibiu os menores teores de umidade, cera, extrativos e lignina, além de ter apresentado os maiores teores de alfa-celulose e nitrogênio. Após a mercerização, a polpa que foi tratada com solventes orgânicos apresentou uma queda no índice de cristalinidade e uma boa estabilidade térmica. Os resultados mostraram que a polpa de bambu esterificada, após tratamentos e modificações químicas, apresentou-se mais pura e hidrofóbica, portanto, mais adequada para utilização como agente de reforço em matrizes poliméricas.Item Caracterização de polpas de bambu modificadas quimicamente visando melhorias em suas interações interfaciais para aplicações em compósitos.(2012) Guimarães Júnior, Mário; Novack, Kátia Monteiro; Botaro, Vagner Roberto; Protásio, Thiago de PaulaNos últimos anos, compósitos reforçados com fibras naturais têm despertado interesse devido sua baixa densidade, não abrasividade, baixo custo e biodegradabilidade. Entre as várias fibras naturais; linho, bambu, sisal, rami e juta são de particular interesse. Em todo o mundo, inúmeras pesquisas têm sido realizadas sobre o uso de fibras naturais como material de reforço visando à produção de compósitos. No entanto, a falta de uma boa aderência interfacial, baixo ponto de fusão e pouca resistência à umidade, torna menos atrativo o uso de compósitos reforçados com fibras naturais. Tratamentos podem alterar e modificar quimicamente a superfície das fibras interrompendo o processo de absorção de umidade e aumentando sua rugosidade superficial. Neste trabalho, tratamentos de mercerização, extração com solventes orgânicos e esterificação foram utilizados para modificar superficialmente polpas de bambu. Avaliaram–se as modificações por meios de análises químicas, físicas, elementares e espectroscópicas. Os resultados mostraram que os tratamentos foram eficientes tornando as amostras mais hidrofóbicas em relação à fibra natural. A polpa refinada se mostrou mais adequada em detrimento da polpa sem refino, com atenção especial a polpa modificada com dianidrido, a refinada mercerizada e a tratada com solventes orgânicos, nesta ordem.Item Caracterização físico-química de fibra e polpas de Bambusa vulgaris Schrad para utilização em compósitos poliméricos.(2011) Guimarães Júnior, Mário; Novack, Kátia Monteiro; Botaro, Vagner Roberto; Protásio, Thiago de Paula; Couto, Allan MottaAtualmente é crescente o interesse pelos compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais vegetais em substituição às fibras manufaturadas. Isto se deve ao fato das fibras vegetais serem menos abrasivas, biodegradáveis, apresentar baixa densidade e excelentes propriedades mecânicas e térmicas. Várias fibras vegetais vêm sendo utilizadas nos mais variados tipos de compósitos, dentre as quais as de bambu se diferenciam por serem largamente utilizadas na produção industrial de celulose e papel. Este trabalho apresenta os resultados de recentes pesquisas envolvendo fibra e polpas de bambu, as quais foram submetidas a vários tipos de ensaios, visando um maior conhecimento de suas propriedades. O principal objetivo deste estudo foi caracterizar físico-quimicamente fibra e polpas, difundindo suas propriedades e maximizando sua utilização em aplicações poliméricas. Grande parte das amostras foram analisadas e caracterizadas utilizando as metodologias preconizadas pela American Society for Testing and Materials, ASTM e pela Technical Association of the Pulp and Paper Industry, TAPPI. Os resultados mostram que a polpa refinada se apresentou mais adequada para ser utilizada como agente de reforço em compósitos poliméricos em detrimento da polpa sem refino e fibra natural.Item Caracterização térmica, mecânica e morfológica de compósitos de polietileno de alta densidade com fibras da casca da semente da Moringa oleífera.(2016) Aprelini, Leonardo Oliveira; Novack, Kátia Monteiro; Botaro, Vagner Roberto; Melo, Tânia Márcia Sacramento; Freire, EstêvãoA busca constante de materiais com um conjunto de propriedades melhoradas fez com que as pesquisas sobre compósitos de reforço fibroso fossem impulsionadas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar química e fisicamente a fibra da casca da semente da Moringa oleifera e produzir compósitos de PEAD reforçados com diferentes teores de fibras. Essas fibras foram utilizadas in natura e modificadas quimicamente. Posteriormente os compósitos foram preparados na proporção de 90% PEAD e 10% fibra, que atuaram como agente de reforço. As fibras e os compósitos foram caracterizados por TGA, DSC, MEV, FTIR e ensaios mecânicos de resistência à tração. O resultado das análises térmicas mostrou que ocorreu uma diminuição da resistência térmica das fibras mercerizadas e que os compósitos também apresentaram uma redução da estabilidade térmica. A microscopia eletrônica de varredura mostrou que o tratamento de mercerização foi eficiente e também que o processo de produção dos compósitos foi eficaz, uma vez que os mesmos não apresentaram espaços vazios. A partir das micrografias observou-se que o compósito obtido do PEAD com a fibra mercerizada não apresentou boa interface. De acordo as curvas de DSC, a mercerização aumentou a cristalinidade das fibras em função da diminuição da hemicelulose e lignina e da conversão da celulose Iβ para celulose II. Os resultados do ensaio mecânico mostraram que o compósito de PEAD com fibra sem tratamento obteve maior resistência à ruptura e maior módulo elástico e que os dois compósitos de PEAD reforçados com a fibra crua e mercerizada apresentaram maior porcentual de deformação. A partir das análises supracitadas, foram conhecidas as características das fibras utilizadas como reforço e o comportamento dos compósitos de PEAD reforçados com 10% da fibra crua e da fibra mercerizada. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que as fibras das cascas da semente da moringa oleifera possuem um grande potencial a ser explorado. Além da importância de se obter um novo material, compósitos produzidos com a utilização de fibras de origem vegetal tem uma significativa importância para o meio ambiente, pois estes compósitos de PEAD/fibra possuirão um tempo de biodegradabilidade inferior comparativamente a materiais de PEAD apenas devido à presença das fibras.Item Chemical modification of lignocellulosic materials by irradiation with Nd-YAG pulsed laser.(Applied Surface Science, 2001) Botaro, Vagner Roberto; Santos, Cláudio Gouvêa dos; Arantes Júnior, Gilberto; Costa, Adilson Rodrigues daMost reports about modification of lignocellulosics are mainly based on chemical modifications such as specific reactions on hydroxyl groups of cellulose. In this work, we describe the irradiation of Whatman 5 filter paper, microcrystalline cellulose and organosolv lignin with Nd-YAG laser pulses at 1064 nm. The chemical and structural properties of the degraded products were investigated by using FTIR and UV spectroscopies, conductimetrical and SEC analyses. While irradiation affects molar mass and polydispersity of lignin, no detrimental effects caused by Nd-YAG laser treatments were observed for cellulose samples. These results demonstrate that Nd-YAG laser can be used as a practical and selective degradation tool, opening a new field for obtaining surface modified natural fibers.Item Compósitos de matriz estervinílica reforçados com fibras da Luffa cylindrica modificadas superficialmente.(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Siqueira, Éder José; Botaro, Vagner RobertoAtualmente existe uma procura por novos materiais de engenharia que apresentem uma combinação de resistência, baixa densidade, facilidade de processamento e custos reduzidos. Neste contexto, compósitos de matriz polimérica reforçados por fibras naturais têm sido estudados nos últimos anos devido às suas vantagens de caráter ecológicas e econômicas. Todavia, o uso em potencial desta classe de materiais é às vezes limitado pela baixa compatibilidade apresentada pelas fibras naturais hidrofílicas por matrizes poliméricas de elevado caráter hidrofóbico. Para melhorar a adesividade e molhabilidade das fibras naturais por matrizes poliméricas tratamentos superficiais físicos e químicos destas fibras têm sido propostos possibilitando melhorias nas propriedades mecânicas dos materiais compósitos. O presente trabalho tem como objetivo o preparo e a caracterização de um material compósito de matriz termorrígida estervinílica reforçado com as fibras do fruto da Luffa cylindrica natural e após tratamentos de modificação. Nesse estudo foram utilizados os tratamentos de extração em solventes orgânicos, mercerização e esterificação com os dianidridos BTDA e PMDA. A microestrutura das fibras foi analisada através de ensaios padronizados como: determinação do teor de umidade, cinzas, extrativos, lignina, α-celulose e holocelulose. Após extração com solventes orgânicos as fibras foram mercerizadas e esterificadas com os dianidridos. As alterações foram acompanhadas através de: FTIR, DRX, titulação, MEV, EDS, DSC e TGA. Para o preparo dos materiais compósitos foi utilizada uma proporção de 15% de fibras em relação à matriz estervinílica e a variação de densidade dos materiais foi determinada. A moldagem e cura dos corpos de prova para ensaios mecânicos foram realizadas sob temperatura e pressão ambiente. A matriz e os compósitos reforçados com as fibras modificadas foram analisados através de: FTIR, MEV, EDS, DSC, TGA e ensaio de absorção de água. Ensaios mecânicos padronizados como impacto Charpy, ensaio de tração e DMTA foram realizados para avaliar a resistência mecânica. Os resultados mostraram que em todos os casos os materiais compósitos reforçados com as fibras da Luffa apresentaram melhorias nas propriedades mecânicas e térmicas em relação à matriz estervinílica. Somente como exemplo, uma redução na densidade de 46%, aumento na resistência à tração de 50% e tenacidade sob impacto de 350% foram obtidas para o compósito reforçado com as fibras esterificadas com BTDA.Item Desenvolvimento de bionanocompósitos utilizando nanofibras celulósicas de bambu como agente de reforço em matriz de amido e álcool polivinílico.(2015) Guimarães Júnior, Mário; Botaro, Vagner RobertoDiante da necessidade de produtos mais sustentáveis, nanofibras de materiais lignocelulósicos podem ser uma alternativa para o desenvolvimento de novos materiais a serem utilizados em diferentes aplicações. Neste sentido, bionanocompósitos a partir da mistura de polímeros biodegradáveis reforçados com nanofibras de polpa de bambu, para aplicações na indústria de embalagens plásticas e setor agrícola, utilizando o método “casting”, foram confeccionados. As polpas de bambu foram obtidas industrialmente através do processo químico soda/antraquinona, seguido de refino em moinho de disco, a partir de bambu com dois anos de idade. O primeiro estudo teve como meta determinar a metodologia de branqueamento da polpa. Os resultados mostraram que a solução com 4% de hidróxido de sódio e 24% de peroxido de hidrogênio, na proporção de 1:1, proporcionou melhores rendimento e alvura. A eficiência promovida pelos pré-tratamentos químicos e mecânico foi avaliada através dos resultados de suas analises químicas durante o segundo estudo experimental. As analises confirmaram a eficiência ao revelar um aumento gradativo do teor de alfa-celulose, apos o primeiro branqueamento, em relação à fibra “in natura”. No terceiro estudo, a polpa branqueada foi utilizada na obtenção de nanofibras através de um desfibrilador mecânico Super Masscolloider Masuko Sangyo MKCA6-3, seguido de cavitação em sonicador de 450W. A influencia do numero de passagens das suspensões de nanofibras pelo desfibrilador nas suas propriedades morfológicas, estruturais, óticas, térmicas e viscosimétricas foi analisada e avaliada apos sua diluição e sonicação. Apos 30 passagens, a suspensão se mostrou mais dispersa e transparente na faixa compreendida entre 400 e 800 nm, tornando-se mais estável que as demais. A análise de microscopia de forca atômica revelou uma redução de 87,2% nos valores médios das larguras das nanofibras destas suspensões em relação aquelas com 5 passagens. O quarto estudo foi norteado para averiguar as propriedades morfológicas, viscoamilográficas, térmicas, microestruturais e funcionais dos grânulos de polissacarideos. Por apresentar baixos valores de setback e viscosidade de quebra, aliado a elevados valores de viscosidade máxima, viscosidade final e temperatura de pasta, os grânulos de amido de modificado de mandioca (FMM) exibiram um alto potencial para formação de biofilmes. O quinto estudo foi dirigido a produção e seleção de biofilmes para a formação da blenda. Após a definição das concentrações de solução filmogênica e plastificantes dos biofilmes de polissacarideo e álcool polivinílico (PVA), fundamentado nas suas propriedades subjetivas, morfológicas, mecânicas, térmicas, microestruturais e físicas, foram escolhidas as formulações com 3% de FMM e 12% de glicerol e com 4% de PVA e 25% de glicerol. O sexto estudo foi conduzido para a elaboração da blenda. Cinco formulações foram elaboradas e avaliadas em função de suas propriedades funcionais, morfológicas, mecânicas, térmicas e físicas. A blenda com 80% de PVA e 20% de FMM se mostrou mais eficiente exibindo características almejadas para a formação da matriz do bionanocompósito. No sétimo estudo, a blenda selecionada foi reforçada com nanofibras obtidas apos 5 e 30 passagens pelo desfibrilador nas concentrações de 0,5; 1,5; 4,5 e 6,5% (b.s). Os bionanocompósitos foram avaliados segundo suas propriedades mecânicas, estruturais, morfológicas, físicas e térmicas. O bionanocompósito com 6,5% de nanofibras com 30 passagens apresentou um aumento de 24 e 51% em seus valores médios de tensão e alongamento máximo na ruptura, respectivamente, em relação a blenda de controle. O contrario aconteceu com os valores médios de permeabilidade ao vapor de água e solubilidade. Houve uma redução de 20 e 30%, respectivamente.Item Dimensional stability of Bambusa vulgaris for the production of GLB and furniture.(2013) Guimarães Júnior, Mário; Botaro, Vagner Roberto; Novack, Kátia MonteiroThe objective of this study was to determine the dimensional stability of Bambusa vulgaris, analyzing the technical viability of its use by industries of GLB (glued laminated bamboo) and furniture. The variations occurred in the dimensions of the specimens after immersion in water and dried on a stove were investigated. The assessment of quality was performed through the anisotropy of shrinkage and swelling, volumetric shrinkage and swelling, basic density and water absorption of 2-year-old samples made in the form of slivers. The bamboo presented lower values of shrinkage and swelling anisotropy for the basal region. The mean total value of volumetric shrinkage for the studied regions was stable, and was therefore classified as medium shrinkage. Because the mean values of basic density were lower than 0.5 g/cm3 in all the regions, the species was classified as a light material. The present study also showed that the increase of basic density was related to a decrease on the rates of water absorption. These results point to the great potential use of such species on the sector of GLB and furniture.Item Dispositivo de acetato de celulose modificado com ácido etilenodiamino tetracético (EDTA) : aplicações biomédicas.(2019) Melero, Anna Maria Gouveia de Souza; Botaro, Vagner Roberto; Duek, Eliana Aparecida de Rezende; Botaro, Vagner Roberto; Oliveira, Elaine Conceição de; Irazusta, Silvia Pierre; Novack, Kátia Monteiro; Komatsu, DanielA constante evolução dos materiais possibilitou o desenvolvimento de dispositivos médicos capazes de substituir temporariamente ou permanentemente algumas funções do corpo humano, como curativos, arcabouços para crescimento celular e até mesmo órgãos artificiais. Por essa razão, o desenvolvimento de um novo hidrogel a base de acetato de celulose e dianidrido de EDTA (HAC-EDTA), com propriedades de absorção de água que pode chegar até 800% m/m e facilidade de intumescimento com outros meios líquidos como soluções fosfato-salina, meios de cultura para células se faz necessáro. As características anfóteras e físico-químicas do HAC-EDTA chamou atenção para possível aplicação como biomaterial, sendo assim, após entender seu comportamento térmico, conhecer sua resistência mecânica e ensaios de interação em meio biológico, foi proposto nesse trabalho verificar a possibilidade de aplicações biomédicas desse hidrogel. Após conhecer as suas propriedades físico-químicas e mecânicas, foram realizadas análises de citocompatibilidade utilizando células mesenquimais e osteoblastos, ensaios de dinâmica de liberação controlada com sinvastatina e microbiológico utilizando antibiótico, além de aplicação do HAC-EDTA como curativo cutâneo, visando diminuição de processo inflamatório com a retirada de exsudato em tratamento de queimaduras de segundo grau. Devido à afinidade do hidrogel em se ligar com ânions e cátions, foi possível verificar a interação de fármacos e sais, pois o FTIR permitiu observar que os medicamentos interagiram e foram absorvidos pelo hidrogel, uma vez que bandas características dos fármacos foram observadas após carreamento, bem como comprovar a liberação desses medicamentos em meio aquoso com comportamentos semelhantes. No entanto, foi necessário entender a dinâmica de liberação e absorção desse hidrogel. Outra resposta interessante verificada nesse trabalho foi a formação de matriz óssea na superfície do material carreado com sinvastatina, utilizado como plataforma de crescimento celular de osteoblastos e comprovado por ensaio de fosfatase alcalina. Portanto, apesar de muitos testes ainda serem necessários, o HAC-EDTA estudado nesse trabalho apresenta possibilidade de ser utilizado como biomaterial para crescimento de matriz óssea e um promissor dispositivo de liberação controlada. Esse trabalho é um exemplo da importância das caracterizações relacionadas com interação entre material polimérico e material biológico.Item Dynamic mechanical behavior of vinylester matrix composites reinforced by Luffa cylindrica modified fibers.(2012) Botaro, Vagner Roberto; Novack, Kátia Monteiro; Siqueira, Éder JoséCurrently, there is a demand for new engineering materials presenting a combination of strength, low density, processing easiness, and reduced costs. In this context, polymer matrix composites reinforced by natural fibers have been studied in recent years due to their ecological and economic advantages. Some fibers are still little explored in literature despite presenting a great potential as reinforcement like Luffa cylindrica. The present work aims at the preparation and characterization of a vinylester thermoset matrix composite material reinforced by fibers of the natural L. cylindrica fruit after modification treatments. In this study, extraction treatments in organic solvents, mercerization, and a quite new esterification with BTDA dianhydrides were used and the results showed that in all cases, the composite materials reinforced by Luffa fibers have showed improvements in mechanical and thermal properties compared to the vinylester matrix. As an example, 50% tensile increase was obtained for the composite reinforced by fibers esterified with benzophenone tetracarboxylic dianhydride when compared with thermoset matrix.Item Estudo da acetilação do amido de milho visando a síntese de hidrogéis.(2021) Freitas, Roberta Ranielle Matos de; Botaro, Vagner Roberto; Botaro, Vagner Roberto; Róz, Alessandra Luzia da; Prado, Karen de Souza do; Sena, André Martins; Komatsu, Daniel; Manzato, LizandroO amido é um polímero natural que apresenta características favoráveis a muitas aplicações industriais, por ser de origem renovável, de baixo custo e biodegradável. Devido ser hidrofílico, o amido, na forma nativa apresenta limitações no desenvolvimento de novos materiais dele originados. Uma alternativa para isso são as modificações na estrutura do amido, como a acetilação e reticulação. Desta forma, este trabalho avaliou a reação de acetilação do amido e a influência do grau de substituição em suas propriedades, bem como o uso de amido acetilado para preparação de hidrogéis reticulados com dianidrido de EDTA. Nesse trabalho, foram avaliadas a capacidade de adsorção de íons cobre e os isotermas de absorção de água do hidrogel de acetato de amido. Foram avaliados diferentes métodos de acetilação do amido de milho. Os métodos estudados foram a mistura de ácido acético/anidrido acético e ácido sulfúrico como catalisador (Método 1); amido suspenso em solução aquosa com pH 8 (Método 2) e amido suspenso em anidrido acético e hidróxido de sódio como catalisador (Método 3). O método 1 foi escolhido para o estudo da cinética e termodinâmica da acetilação e síntese de acetatos de amido com diferentes graus de substituição (GS), por ser o melhor método de se obter acetatos de amido com maiores graus de substituição. Foi determinada a ordem da reação pelo método da análise integral, definida como de pseudo primeira ordem. A partir dos modelos termodinâmicos usados foi possível determinar a entalpia de acetilação, temperatura crítica, capacidade calorífica e mudança de entropia. O amido e acetatos de amido foram caracterizados por Espectroscopia na Região Do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raio-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Análise Termodinâmico-Mecânica (DMA), determinada as viscosidades (relativa, específica, reduzida e inerente), o ângulo de contato e energia de superfície. Com acetilação, houve o aparecimento da banda em 1740cm-1 , correspondente a carbonila do grupo acetil, presença de poros e quebra dos grânulos de amido, diminuição da cristalinidade e viscosidade, melhora nas propriedades mecânicas, aumento da temperatura de transição vítrea (Tg), diminuição do caráter hidrofílico e aumento na energia de superfície. A biodegradabilidade do amido acetilado foi avaliada pelo respirômetro de Bartha, concluindo que a acetilação até GS 0,96 não afetou na biodegradação. Foram realizados teste para aplicação do acetato de amido para absorção da nicotina em filtro de cigarro e, pela análise em espectroscopia no ultravioleta XVIII visível (UV-VIS), foi possível verificar a presença da nicotina nos acetatos de amido após os testes. Para a síntese dos hidrogéis, foram utilizados os acetatos de amido com GS 0,3 e 0,9 para reticulação com dianidrido de EDTA (EDTAD) nas estequiometrias 1:2 (1mol de EDTAD para 2mols de hidroxilas livres do acetato de amido) e 1:1 (com excesso do reagente EDTAD). Pela teoria de Florry-Rehner, foram determinados o intumescimento no equilíbrio em água, a porcentagem de intumescimento no equilíbrio, coeficiente de intumescimento máximo, volume reduzido, densidade, parâmetro de solubilidade, parâmetro de interação polímero/solvente e densidades de ligações cruzadas. Os hidrogéis apresentaram intumescimento em água próximo a 3000% e a adsorção de íons cobre Cu(II) pelo hidrogel HAA 0,3 12 foi estuda. Concluiu-se que a adsorção inicialmente é rápida e, após o tempo de uma hora, o hidrogel atingiu o equilíbrio em seus valores máximos de adsorção. Nesse trabalho, foi avaliado como a acetilação do amido influencia as suas propriedades, a cinética química da reação e possíveis aplicações em filtros de cigarro e hidrogéis para remoção de íons cobre.Item Estudo do comportamento mecânico de Compósitos Solo - Fibras Vegetais impermeabilizadas com Solução de Poliestireno Expandido (EPS) e Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP).(2011) Santiago, Gislene Aparecida; Botaro, Vagner RobertoA crescente preocupação com o meio ambiente e o uso de produtos naturais tem contribuído fortemente para o uso de materiais derivados da biomassa, e em particular fibras vegetais. Algumas vantagens são atribuídas ao uso de fibras vegetais em muitas aplicações industriais quando comparado a fibras sintéticas. A fibra vegetal vem de fontes renováveis, é atóxica, de baixo custo e tem menor densidade. Outro aspecto importante a ser considerado no uso de fibras vegetais é a geração de empregos rurais e industriais. Assim, as implicações sociais e ambientais de seu uso também devem ser reconhecidas. No entanto, a rápida absorção e dessorção de água e a degradação de fibras vegetais podem representar características negativas. Assim, um estudo sobre o efeito do tratamento superficial das fibras vegetais, visando diminuir sua higroscopicidade e aumentar sua durabilidade é necessário para a que estas possam substituir com sucesso as fibras sintéticas. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa foi analisar o comportamento mecânico de um solo granular reforçado com a inclusão aleatória de fibras de curauá e sisal, naturais e superficialmente tratadas com soluções de EPS (poliestireno expandido) e CAP (cimento asfáltico de petróleo). Estas fibras foram misturadas ao solo granular para a avaliação da influência de tais materiais na melhoria das propriedades mecânicas da mistura. A fim de caracterizar o desempenho destas fibras foram realizadas caracterização química, microscopia eletrônica de varredura (SEM), análise dinâmico mecânica (DMA) e análises microbiológicas. Também uma série de ensaios geotécnicos foram realizados sobre as amostras com 0% e 0,50% de teor de fibra e 24, 36 e 50 mm de comprimento. A influência do teor e comprimento de fibras sobre as propriedades do solo arenoso reforçado foram estudadas através de ensaios triaxiais drenados. Os resultados indicaram que a inclusão de fibras vegetais melhora as propriedades geotécnicas das amostras. Observou-se que o reforço fibroso aumenta a resistência ao cisalhamento de pico e os parâmetros de resistência ao cisalhamento das amostras de solo em ensaios de compressão triaxial. Constatou-se que a adição de fibras vegetais naturais e tratadas confere melhoria significativa no comportamento mecânico deste solo, e o potencial das fibras de curauá e sisal como elemento de reforço. Os polímeros utilizados foram adequados à análise proposta, cobrindo a superfície das fibras vegetais e aumentando sua durabilidade.Item Evaluation of physical properties of bleached eucalyptus fibers after thermal treatment.(2012) Botaro, Vagner Roberto; Novack, Kátia Monteiro; Caux, Leonardo Souza deItem Hidrogéis superabsorventes a base de acetato de celulose modificado por dianidrido 3, 3’, 4, 4’ benzofenona tetracarboxílico (BTDA) : síntese, caracterização e estudos físico-químicos de absorção.(2009) Botaro, Vagner Roberto; Santos, Cláudio Gouvêa dos; Oliveira, Víctor de Andrade AlvarengaEste trabalho descreve as sínteses de hidrogéis superabsorventes a base de acetato de celulose (AC), com grau de substituição 2.5, reticulado com dianidrido 3, 3’, 4, 4’ benzofenona tetracarboxílico (BTDA). As caracterizações das matérias primas foram realizadas por análises térmicas (TG/DTG) e espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). O grau de substituição do acetato de celulose foi determinado por via úmida. A confirmação da reação de esterificação foi possível a partir da técnica de FTIR, espectroscopia UV-vis e análises térmicas (TG/DTG). A presença de poros no novo material foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e porosimetria (BET). A influência da concentração de dianidrido no meio reacional foi investigada, bem como a influência do aumento no grau de reticulação no comportamento térmico do material. Foram obtidas isotermas de absorção de água em diferentes temperaturas para os hidrogéis com diferentes graus de reticulação. Os coeficientes de difusão dos géis foram determinados, juntamente com a energia de ativação para o processo de inchamento usando a equação de Arrhenius. A entalpia de mistura do sistema gel-água foi determinada pela medida da quantidade máxima de água absorvida no equilíbrio a diferentes temperaturas, empregando a equação de Gibbs/Helmholtz.Item High moisture strength of cassava starch/polyvinyl alcohol-compatible blends for the packaging and agricultural sectors.(2015) Guimarães Júnior, Mário; Botaro, Vagner Roberto; Novack, Kátia Monteiro; Teixeira, Fábio Gomes; Tonoli, Gustavo Henrique DenzinThis study aimed to evaluate the thermal, mechanical, physical, structural and morphological properties of new polymeric mixtures based on cassava starch (CMS) and polyvinyl alcohol (PVA) in the proportions of 0/100, 20/80, 40/60, 50/50, 60/40, 80/20 and 100/0 using the casting method. The polymer concentrations and choice of plasticizer were defined after preliminary tests. Mechanical tests revealed that blends became more flexible and ductile with increasing the PVA proportion. The spectroscopy analysis showed significant alterations on the positions and intensity of the bands in 2920, 1415, 1150, 1077, 927 and 848 cm−1, thus indicating a good compatibility among the polymers. Increase of the CMS proportion was reduced until reaching 45%of the values of water vapor permeability (WVP) in relation to PVA biofilm. Any of the combinations was enough to make the blend less permeable than the CMS biofilm. After increasing the CMS proportions, all blends were more soluble in water compared to PVA biofilm. The exception was the 20P80A blend. Besides representing a tendency of higher opacity, all blends with elevated CMS proportions were more thermally stable when compared to those with the same proportions of PVA. Results showed the potential of such blends for applications on sectors of plastic and agricultural packages.Item Hybrid chipboard panels based on sugarcane bagasse, urea formaldehyde and melamine formaldehyde resin.(2011) Barros Filho, Roberto Monteiro de; Mendes, Lourival Marin; Novack, Kátia Monteiro; Aprelini, Leonardo Oliveira; Botaro, Vagner RobertoThe expansion of Brazilian agricultural production was very important in the last decade. A number of waste residues were produced showing an enormous potential for industrial crops and products. Sugarcane bagasse is the most important one and it has been investigated for chipboard panel’s preparation. In this sense, this work aims to develop, characterize and compare chipboard panels made with sugarcane bagasse with urea formaldehyde (UF) and melamine formaldehyde (MF) resins. Panels were obtained with a mixture of sugarcane bagasse and particles, like pine or eucalyptus, with and without paraffin in the formulation. Nine different types of panels have been made, all with 9% in resin mix, under a pressing cycle of 4.0MPacm2, and temperature of 160 ◦C. Under physical tests, the panels complied with the American Standard CS 236-66 for trading chipboards of medium density and, in most cases the results obtained were lower than the ones raised in the literature. Under mechanical tests, that same standard was not complied with and, in most cases the results were close to or higher than those obtained in the literature.