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http://hdl.handle.net/1843/77234
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
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dc.contributor.advisor1 | Rodrigo Lambert Oréfice | pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4612177644565039 | pt_BR |
dc.contributor.referee1 | Raquel Santos Mauler | pt_BR |
dc.contributor.referee2 | André Santarosa Ferlauto | pt_BR |
dc.contributor.referee3 | Kássio André Lacerda | pt_BR |
dc.contributor.referee4 | Agda Aline Rocha de Oliveira | pt_BR |
dc.creator | Anderson Maia Peres | pt_BR |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7694755986084910 | pt_BR |
dc.date.accessioned | 2024-10-04T17:20:57Z | - |
dc.date.available | 2024-10-04T17:20:57Z | - |
dc.date.issued | 2014-03-07 | - |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/1843/77234 | - |
dc.description.abstract | Plastic bottles and bags are responsible for consuming the largest amount of plastics processed in Brazil and polyethylene is the most widely used polymer for this purpose. Thus, large quantities of waste are generated with the inappropriate disposal of such materials. One way to minimize this problem is the development of new materials that would be able to biodegrade in the environment without producing harmful waste to human health and environment. Thus, this study aims to develop new materials capable of maintaining their properties during their lifespan and subsequently biodegrade when properly discarded in the environment. For this, blends of thermoplastic starch and polyethylene (50/50% wt.) were initially produced by conventional routes in order to have comparable mechanical properties to pure polyethylene. Then, halloysite nanotubes and TiO2 based nanostructures, such as TiO2 nanoparticles, hydrogen titanate nanotubes and titania nanotubes were dispersed in thermoplastic starch/low density polyethylene blends. Therefore, considering the various types of nanostructures, the work was divided into two parts. The first part consisted in obtaining nanocomposites of thermoplastic starch/low density polyethylene with halloysite nanotube in concentrations of 2, 5 and 8% by weight. Results showed that the nanocomposite containing 8% by weight with halloysite nanotubes had higher mechanical properties than low density polyethylene 29% in modulus and 9% in elongation at fracture. In the second part, hydrogen titanate nanotubes and titania nanotubes were synthesized from commercial TiO2 nanoparticles. The materials were characterized and subsequently incorporated into thermoplastic starch/low density polyethylene blends at concentrations of 0.2 to 2% by weight. The mechanical properties of all the nanocomposites were evaluated, whereas thermal, optical and photodegradation properties were evaluated for nanocomposites containing 2% by weight of the nanocomponents. The results showed successful conversion of TiO2 nanoparticles to hydrogen titanate and titania nanotubes with high surface area in relation to precursor material. The mechanical properties were higher with the incorporation of hydrogen titanate nanotubes and titania compared to TiO2 nanoparticles. The nanocomposite containing 0.2wt% of hydrogen titanate nanotubes was able to increase ~107 % the modulus in comparison with low density polyethylene. The incorporation of TiO2 nanoparticles and titania nanotubes resulted in larger changes in the mechanical properties of the materials due to photodegradation. Thus, novel nanocomposites were obtained by different processing techniques, such as pressed films, extruded and injected materials, and the incorporation of nanomaterials in blends of thermoplastic starch/low density polyethylene was justified by the improvements in the observed properties. | pt_BR |
dc.description.resumo | As embalagens representam o maior consumo de plásticos transformados no Brasil e os polietilenos são os polímeros mais utilizados para este fim. Desta forma, grandes quantidades de resíduos podem ser geradas com o descarte inadequado desses materiais. Uma forma de combater este problema é o desenvolvimento de novos materiais que sejam capazes de biodegradar no meio ambiente sem gerar resíduos nocivos à saúde humana e ambiente. Sendo assim, este trabalho visa o desenvolvimento de novos materiais capazes de manter suas propriedades durante sua aplicação e que sejam posteriormente biodegradados ao serem descartados ao meio ambiente. Para isto, blendas de polietileno e amido termoplástico (50/50% em peso) foram inicialmente produzidas por rotas de processamento convencionais à polímeros com o intuito de ter propriedades mecânicas comparáveis ao polietileno puro. Em seguida, nanotubos de haloisita e nanoestruturas baseadas em TiO2, como nanopartículas de TiO2, nanotubos de titanato de hidrogênio e nanotubos de titânia foram dispersos na blenda de amido termoplástico/polietileno de baixa densidade. Portanto, considerando os diferentes tipos de nanoestruturas, o trabalho foi dividido em duas partes. A primeira parte consistiu na obtenção de nanocompósitos de amido termoplástico/polietileno de baixa densidade com nanotubos de haloisita nas concentrações de 2, 5 e 8% em peso. Como resultado principal foi observado que o nanocompósito contendo 8% em peso de nanotubos de haloisita apresentou ter melhores propriedades mecânicas sendo superior ao polietileno de baixa densidade em 29% no módulo de elasticidade e 9% na deformação na fratura. Na segunda parte foram sintetizados nanotubos de titanato de hidrogênio e nanotubos de titânia a partir de nanopartículas de TiO2 comercial. Os materiais obtidos foram caracterizados e posteriormente incorporados à blenda de amido termoplástico/polietileno de baixa densidade nas concentrações de 0,2 e 2% em peso. As propriedades mecânicas foram avaliadas quanto ao teor das nanoestruturas, enquanto as propriedades térmicas, ópticas e de fotodegradação foram avaliadas quanto ao tipo de nanoestrutura para a concentração de 2% em peso. Os resultados demonstraram eficiência na conversão das nanopartículas de TiO2 em nanotubos de titanato de hidrogênio e de titânia com elevada área superficial em relação ao material percursor. As propriedades mecânicas foram superiores com a incorporação dos nanotubos de titanato de hidrogênio e de titânia em relação às nanopartículas de TiO2. O nanocompósito contendo 0,2% em peso de nanotubos de titanato de hidrogênio representou um aumento de ~107% no módulo de elasticidade em comparação ao polietileno de baixa densidade. Já a incorporação das nanopartículas de TiO2 e dos nanotubos de titânia resultaram em maiores alterações nas propriedades mecânicas após fotodegradação do que amostras sem estes nanocomponentes, o que sugere a atuação destes na intensificação do processo de fotodegradação. Assim, novos materiais nanocompósitos foram obtidos por diferentes técnicas de processamento, tais como filmes prensados, extrudados e materiais injetados, e a incorporação dos nanomateriais na blenda de amido termoplástico/polietileno foi justificada com as melhorias nas propriedades observadas. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.department | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFMG | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Polietileno | pt_BR |
dc.subject | Amido termoplástico | pt_BR |
dc.subject | Nanotubos de titânia | pt_BR |
dc.subject | Nanotubos de titanato | pt_BR |
dc.subject | Nanotubos de haloisita | pt_BR |
dc.subject | Blendas | pt_BR |
dc.subject | Nanocompósitos | pt_BR |
dc.subject | Extrusão | pt_BR |
dc.subject.other | Materiais | pt_BR |
dc.subject.other | Ciência dos materiais | pt_BR |
dc.subject.other | Blendas poliméricas | pt_BR |
dc.subject.other | Termoplásticos | pt_BR |
dc.subject.other | Nanocompósitos (Materiais) | pt_BR |
dc.subject.other | Plásticos - Extrusão | pt_BR |
dc.subject.other | Polietileno | pt_BR |
dc.subject.other | Nanotubos de dióxido de titânio | pt_BR |
dc.title | Nanocompósitos de polietileno e amido termoplástico com diferentes nanoestruturas baseadas em nanotubos de haloisita e TiO2 | pt_BR |
dc.type | Tese | pt_BR |
dc.identifier.orcid | https://orcid.org/0000-0001-8945-3855 | pt_BR |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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