Navegando por Autor "Mottin, Artur Caron"

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Desenvolvimento e aplicação de sistemas para liberação prolongada de fertilizantes obtidos com nanofibras de POLI(3-hidroxibutirato) (PHB) incorporadas com hidrogéis.
(2016) Mottin, Artur Caron; Câmara, Jairo José Drummond; Ayres, Eliane; Câmara, Jairo José Drummond; Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira; Miranda, Carlos Alberto Silva de; Ayres, Eliane
Para atender à crescente demanda de alimentos, o setor agrícola é obrigado a empregar enormes quantidades de fertilizantes produzindo um impacto ambiental indesejável. A expectativa é que a demanda per capita por alimento dobre por volta de 2050. Portanto, é de suma importância desenvolver sistemas que aumentem a produção e reduzam os problemas ambientais. Os potenciais riscos e outros fatores relacionados à poluição do meio ambiente têm imposto algumas limitações ao uso da ureia como fonte de nutrientes para as plantas. Portanto, é imperativo melhorar o desempenho da ureia durante a sua utilização. Fertilizantes de liberação controlada são tidos como uma das soluções para aumentar o rendimento das culturas, reduzindo a poluição ambiental causada pelas emissões perigosas de nitratos dos fertilizantes. O presente trabalho tem por objetivo desenvolver e testar sistemas de liberação prolongada para fertilizantes, usando nanofibras de PHB obtidas pela técnica de eletrofiação incorporadas com hidrogel de gelatina ou quitosana carregado com ureia. A morfologia das nanofibras obtidas foi acompanhada com auxílio do MEV. O grau de cristalinidade das nanofibras foi avaliado através de FTIR, XRD, DSC e SAXS. Os resultados de FTIR apontaram que as nanofibras de PHB são menos cristalinas do que o filme de PHB obtido por termoprensagem. Pela análise de XRD foi possível estimar o tamanho dos cristalitos de PHB nas nanofibras em 190 Å. A eficiência do carregamento de ureia no hidrogel de quitosana incorporado nas nanofibras de PHB foi mais alta do no hidrogel de gelatina incorporado nas nanofibras de PHB. Os resultados das propriedades mecânicas indicaram que a presença das nanofibras de PHB promoveu um aumento de 100 % na tensão na ruptura em relação à gelatina pura e demonstra a capacidade de reforço das nanofibras de PHB quando adicionado à matriz. No entanto, para a quitosana, a combinação das nanofibras com a matriz ocasionou uma redução no valor da tensão de ruptura, da ordem de 87% aproximadamente. As curvas de liberação da ureia obtidas com o uso do espectrofotômetro UV-Vis mostraram que o efeito “burst” ainda não superado, ocorrendo a liberação de grande parte da ureia no início dos experimentos. Apesar disso, foi possível perceber que após o “burst” inicial de liberação da ureia, o compósito obtido com gelatina passou a liberar a ureia mais lentamente do que aquele obtido com quitosana. Esse resultado foi explicado através das análises de MEV, realizadas para avaliar a interação entre as fases do sistema hidrogel/nanofibras Por fim, foi desenvolvido um dispositivo tridimensional para o crescimento de mudas de painço a partir dos compósitos PHB / hidrogel / ureia. Os resultados demonstraram que o dispositivo é promissor, pois além de prolongar a liberação da ureia, cria um ambiente com umidade constante devido à presença do hidrogel.
Filamentos antichama poli(ácido láctico) / grafite expansível (PLA/EG) para impressão 3D.
(2021) Melillo, João Miguel Ayres; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Mottin, Artur Caron; Araújo, Fernando Gabriel da Silva; Pagnan, Caroline Salvan; Mottin, Artur Caron
Os filamentos de PLA (poli(ácido láctico)) são muito populares para impressão 3D. Suas propriedades incluem, por exemplo, boa biocompatibilidade e facilidade de processamento. No entanto, a alta ignitabilidade do PLA é um inconveniente, pois contraria a tendência de valorização de procedimentos e instrumentos mais seguros seguida pelas grandes organizações mundiais. Esta pesquisa visa estudar o efeito da modificação do filamento de PLA com grafite expansível (EG) comercial para acrescentar propriedades antichama ao filamento. Em imagens de MEV foi possível perceber que a EG, quando submetida à temperatura de 900 °C, apresentou camadas volumosas que atuam como isolantes. Foram preparados masterbatches (MB) com diferentes razões PEG: EG (1:1, 1:3 e 1:5), os quais foram incorporados ao PLA. Os resultados obtidos por meio de TG (termogravimetria) indicaram aumento da estabilidade térmica na presença de 1% e 3% de EG. Outro aspecto importante desta pesquisa foi a produção de protótipos com os materiais desenvolvidos, comprovando a viabilidade de aplicação dos mesmos.
Modification of poly-lactic acid- filament with expandable graphite for additive manufacturing using fused filament fabrication-FFF : effect on thermal and mechanical properties.
(2021) Melillo, João Miguel Ayres; Pereira, Iaci Miranda; Mottin, Artur Caron; Araújo, Fernando Gabriel da Silva
Fused Filament Fabrication, better known as Fused Deposition Modeling®, is currently the most widespread 3D Printing Technology. There has been a significant demand for developing flame-retardant filaments. Thereby enabling them, for example, in electronics and automotive applications. In this study, commercial PLA filament was modified by the addition of 1, 3 and 5% (%wt.) of expandable graphite. The composites were reprocessed, via extrusion, into filaments for Fused Filament Fabrication. Thermal properties of the filament composites were evaluated by thermogravimetric analysis and differential scanning calorimetry. Mechanical properties of thermo-pressed specimens indicated that no strong adhesion was promoted between the filler and matrix. This is a challenge with expandable graphite reported by many authors. All composites with expandable graphite achieved the V-2 rating of UL-94 flammability test. In spite of this, the results indicated that flammability of the PLA was reduced. All composite filaments were printable and prototypes were successfully 3D printed.
Produção e caracterização de compósitos poliméricos Poli (hidroxibutirato) (PHB) / Cloisite® 30B com aditivos plastificantes.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede em Engenharia de materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2011) Mottin, Artur Caron; Câmara, Jairo José Drummond
Neste trabalho foi desenvolvida e caracterizada a aplicação de plastificantes nos compósitos de Poli(hidroxibutirato) (PHB) com cargas de argila montmorilonita organofílica Cloisite 30B® em concentrações de 0,1, 1 e 3 % em peso. Os plastificantes utilizados foram Polietileno Glicol (PEG), Glicerol Etoxilado, Hexadecano, Óleo de Mamona Glicidil Éter, Óleo de Soja Epoxidado Acrilato e Dodecanodiol. As propriedades físico-químicas das composições estudadas foram analisadas através de ensaio de tração (ASTM 638), espectrometria de absorção na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia óptica (MO) e análise de micrografias em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados indicaram que a presença dos plastificantes influencia diretamente na cristalinidade e na velocidade de cristalização da matriz de PHB. A exsudação dos plastificantes ocorreu acima de concentrações de 20% em massa, sendo possível visualizar no microscópio ótico as gotículas de plastificante sobre os esferulitos de PHB. A adição de plastificantes na matriz de PHB causou movimentos de deslizamento dos planos cristalinos do PHB, travando estes movimentos com a adição de 0,1 e 1% de Cloisite® 30B. A adição de 3% de Cloisite® 30B não causou o travamento do movimento de discordância da fase amorfo-cristalina do PHB. A presença da montmorilonita modificada (Cloisite® 30B) aumentou a estabilidade térmica do PHB, no entanto, a presença do surfactante utilizado no processo de modificação da argila provocou o aparecimento de um segundo pico do gráfico da análise térmica diferencial (DTA).