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Type: Tese de Doutorado
Title: Obtenção de espumas de poliuretano a partir de coprodutos da cadeia dos biocombustíveis e resíduos agroindustriais
Authors: Camila Santana Carriço
First Advisor: Vanya Marcia Duarte Pasa
First Referee: Vagner Roberto Botaro
Second Referee: Breno Nonato de Melo
Third Referee: Fabiano Vargas Pereira
metadata.dc.contributor.referee4: Luciano Andrey Montoro
Abstract: A utilização de matérias primas alternativas para fabricação de espumas de poliuretano tem sido cada vez mais estudada nos últimos anos. Neste sentido, o aproveitamento de coprodutos gerados nos processos de produção de biocombustíveis e resíduos agroindustriais são promissores, considerando os volumes de biomassa gerados com os demandados por polímeros. Neste trabalho, lignina, glicerol bruto, óleo de mamona, líquido da casca da castanha de caju, fibra de curauá e polpa da macaúba foram as matérias primas estudadas para obtenção de polióis a fim de sintetizar espumas de poliuretano, com diversas aplicações. Os polióis foram obtidos a partir dos métodos de mistura física e liquefação. O planejamento fatorial foi realizado para avaliar o efeito da quantidade de catalisador (2, 5 e 7% m/m), tipo de catalisador (ácido sulfúrico e hidróxido de sódio), tempo de reação (0,5, 1 e 1,5 h) e a razão molar solvente/biomassa (2:1, 3,5:1 e 5:1) na liquefação da polpa de macaúba. Os polióis obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, análise termogravimétrica, número de hidroxila e viscosidade. O número de hidroxila dos polióis obtidos foram na faixa de 150 à 1050 mg KOH g-1. O efeito da razão molar NCO/OH (1,1, 1,5 e 2,0), tipo (água, ciclopentano e n-pentano) e quantidade (2,4 e 6% m/m) de agente de expansão, tipo (DBTDL e DABCO) e quantidade (1 e 2% m/m) de catalisador, adição de nanoestruturas (nanocristais de celulose, argila e nanotubos de carbono) foram avaliados na formulação das espumas. Estes polímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, densidade aparente, resistência à compressão, módulo elástico e condutividade térmica. As espumas apresentaram propriedades semelhantes àquelas das espumas comercializadas, com valores de densidade aparente de 13 à 120 kg m-3 e resistência a compressão entre 1,2 e 170 kPa, utilizando uma tecnologia voltada para aproveitamento da biomassa e coprodutos da indústria, agregando maior valor aos processos e produtos. 
Abstract: The use of alternatives raw materials in polyurethane foams synthesis has been increasingly studied in recent years. In this sense, the use of residues from biofuels production and agroindustrial waste production is promising, considering that large volumes of biomass are generated in these chains, which are compatible with those demanded by polymers. In this work, lignin, crude glycerol, castor oil, cashew nut shell liquid, curauá fiber and macaúba pulp were the raw materials studied for the polyols preparation in order to synthesize polyurethane foams for different applications. These compounds were obtained from physical mixing and liquefaction methods. The polyols obtained were characterized by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, hydroxyl number and viscosity. The polyols hydroxyl number presented values around 150 à 1050 mg KOH g-1. The effect of catalyst amount (2, 5 and 7% w/w), catalyst type (sulfuric acid and sodium hydroxide), reaction time (0.5, 1 and 1.5 h) and solvent / biomass molar ratio (2: 1, 3.5: 1 and 5: 1) were investigated on the macaúba pulp liquefaction. The effect of the NCO/OH molar ratio (1.1, 1.5 and 2.0), type (water, cyclopentane and n-pentane) and amount (2.4 and 6% w/w) of blowing agent, type (DBTDL and DABCO) and amount (1 and 2% w/w)of catalyst, addition of charge and addition of nanostructures (cellulose nanocrystals, clay and carbon nanotubes) were the parameters evaluated to produce the foams from the renewable polyols. The foams were characterized by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, optical microscopy, scanning electron microscopy, apparent density, compressive strength, elastic modulus and thermal conductivity. The foams obtained presented similar properties to the petrochemical derived foam, with values of apparent density from 13 to 120 kg m-3 and compressive strength between 1,2 e 170 kPa, using a more environmentally friendly technology, adding value to the processes and products.
Subject: Polióis
Residuos organicos Reaproveitamento
Biocombustíveis
Castanha-de-caju
Poliuretanas
Físico-química
Biomassa
Glicerina
Lignina
Óleo de mamona Excreção cuticular
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-ARZULR
Issue Date: 20-Jul-2017
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