Study of nanocomposite formed by PLA and cellulose nanoparticles.

Devido à preocupação com o meio ambiente e o volume crescente de resíduos plástico em aterros sanitários, os polímeros biodegradáveis estão sendo estudados extensivamente. Um deles é o PLA. Apesar de possuir propriedades comparáveis a polímeros commodities e polímeros de engenharia, ainda é necessário melhorar certas características do PLA, como resistência ao impacto. Para isso, a nanocelulose (NC) pode ser usada sem alterações significativas na biodegradação polimérica. Este estudo teve como objetivo obter a nanocelulose, caracteriza-la e incorpora-la ao poli(ácido láctico) (PLA), assim como, estudar as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do compósito obtido. A NC foi obtida por hidrólise ácida utilizando ácido fosfórico e posteriormente foi silanizada com três silanos distintos. As nanopartículas foram caracterizadas por Birrefringência, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Termogravimetria (TG), Potencial Zeta, Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raio X (DRX). Com as imagens obtidas pelo MET foi possível medir o tamanho das partículas de NC. E então obter a razão de aspecto de 82 e o limite de percolação de 1,1% em massa, confirmando a morfologia de nanofibra. De acordo as analises TG\'s, a presença de NC silanizada aumentou o início da degradação térmica. Os compósitos, contendo 3% em massa de NC, foram obtidos por fusão em câmara de mistura e moldados por injeção. Os compósitos foram caracterizados por FTIR, Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), TG, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG), Impacto e Tração. As análises dos compósitos mostraram que a NC atuou como agente de nucleação, facilitando a cristalização do PLA, além de a NC ter atuado como reforço na matriz polimérica melhorando as propriedades mecânicas.Due to concern for the environment and the growing volume of plastic waste in landfills, biodegradable polymers are being studied extensively. One of them is the PLA. Despite properties comparable to commodities polymers and engineering polymers, it is still necessary to improve certain characteristics of PLA, such as impact resistance. For this, the nanocelulose (CN) can be used without significant changes on the polymeric biodegradation. This study aimed to obtain nanocelulose, characterizes it and incorporates it to polylactic acid (PLA), even as, studies of thermal, morphological and mechanical properties of the composites processed. The CN was obtained by acid hydrolysis using phosphoric acid and it was, subsequently, silanized with three different silanes. The nanoparticles were characterized by Birefringence, Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetry (TG), Zeta Potential, Spectroscopy Absorption Vibrational Infrared Fourier Transform (FTIR) and X-Ray Diffraction (XRD). By images taken by TEM was possible to measure the size of particles CN. So, obtain the aspect ratio of 82 and the percolation limit of 1.1 wt%, demonstrating morphology of nanofiber. According to TG analysis, the beginning of thermal degradation increased when CN Pure was compared with modified CN. The composite, containing 3 wt% CN, were obtained by melt in mixing chamber and then injection molded. The composites were characterized by FTIR, Gel Permeation Chromatography (GPC), TG, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM), Impact and Tensile Strength. The results showed that the CN acts as a nucleating agent in PLA, facilitating the crystallization and acts as reinforcement in polymer matrix to improve the mechanical properties

Expanded polystyrene composites recycled with biodegradable solvent and plasticized with glycerol for 3D printing: processing and characterizations.

Uma grande preocupação ambiental da atualidade é a geração de resíduos poliméricos, pois há registros de que estão poluindo áreas de preservação nos lugares mais remotos do mundo, devido ao descarte incorreto. Uma das alternativas para esse problema é a reciclagem, porém após alguns ciclos de reciclagem as propriedades dos polímeros são reduzidas consideravelmente. Para melhorar as propriedades deste material podem ser adicionados reforços e aditivos na matriz polimérica. As fases dispersas podem ser nanopartículas como argilas e dióxido de titânio ou podem ser partículas de tamanho micrométrico, como o gesso. Compósitos de poliestireno expandido reciclado (REPS) com solvente biodegradável (acetato de etila) e plastificado com glicerol, foram processados em extrusora dupla rosca seguido de injeção e impressão 3D de corpos de prova. As partículas das fases dispersas (gesso reciclado, argila e dióxido de titânio) foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Análise Termogravimétrica (TG), a distribuição de tamanho de partícula foi determinada por dispersão a laser e a morfologia foi estudada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV-FEG). Os compósitos foram caracterizados por DRX, FTIR, TG, MEV-FEG, por ensaios mecânicos, além de ser avaliada a propagação de chamas. Os resultados mostraram que a adição de glicerol melhorou significativamente as propriedades mecânicas e térmicas do material reciclado, ao mesmo tempo que mantém a característica de auto extinção de uma chama, mesmo após o processo de reciclagem. Corpos de prova foram impressos em 3D com filamento fabricados com as amostras recicladas. As propriedades mecânicas variaram de acordo com a composição do filamento, sendo para o compósito com gesso, similares as do material injetado. Sendo assim, os compósitos reciclados podem ser utilizados para a fabricação de filamentos para impressão 3D e podem ser usados para aplicações na construção civil.A major environmental concern today is the generation of polymeric waste, as there are records that they are polluting conservation areas in the most remote places in the world, due to incorrect disposal. One of the alternatives to this problem is recycling, after a few recycling cycles as properties of the polymers are considerably reduced. To improve the properties of this material, the reinforcements and additives can be used in the polymeric matrix. The dispersed phases can be nanoparticles like clays and titanium dioxide or they can be micrometric size, like plaster. Composites of recycled expanded polystyrene (REPS) with biodegradable solvent (ethyl acetate) and plasticized with glycerol, were processed in a twin screw extruder followed by injection and 3D printing of specimens. The dimensions of the dispersed phases (recycled plaster, clay and titanium dioxide) were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Vibrational Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TG), size distribution the particle was specified by laser dispersion and the morphology was studied by Scanning Electron Microscopy (SEM-FEG). The composities were characterized by DRX, FTIR, TG, MEV-FEG, by mechanical tests, in addition to being evaluated as flame propagation. The results show that the addition of glycerol improved the mechanical and thermal properties of the recycled material, while maintaining the self-extinguishing of the flame, even after the recycling process. The specimens were 3D printed with filament made from recycled samples. The mechanical properties varied according to the composition of the filament, being for the composite with plaster, similar to those of the injected material. Therefore, recycled composites can be used for the manufacture of filaments for 3D printing and can be used for civil construction applications

Properties of PLA reinforced with nanocellulose

Este trabalho teve como objetivo a obtenção de nanocelulose, a incorporação destas partículas no poliácido láctico (PLA) e o estudo das propriedades dos comósitos obtidos. A nanocelulose (NC) foi obtida por hidrólise ácida utilizando ácido sulfúrico. As nanopartículas foram caracterizadas por DRX e TGA. A incorporação da NC no PLA foi realizada em câmara de mistura no estado fundido