Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua

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Acesso aberto (Open Access)
Amido termoplástico: obtenção de nanocompósitos de amido de araruta termoplastificado com nanopartículas de óxido de zinco
(Universidade Federal do Pará, 2024-02-07) PINTO, Bianca Corrêa; PAULA, Marcos Vinícius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
A busca por novos materiais com desempenho comparável aos sintéticos tem impulsionado o desenvolvimento de materiais sustentáveis e biodegradáveis. A crescente demanda tem estimulado a criação de materiais inovadores, como filmes à base de amido, biopolímeros e outros, que oferecem excelentes propriedades mecânicas e de barreira, sendo ambientalmente amigáveis. Para atingir níveis mais altos de sustentabilidade, os filmes à base de amido, enriquecidos com novos componentes, ganham destaque como possíveis candidatos para aplicações em embalagens alimentares. Nesse contexto, o presente estudo visa obter e caracterizar nanocompósitos termoplastificado com amido de araruta (TPA) e nanopartículas de óxido de zinco (NPs ZnO) em diferentes proporções (1%, 3% e 5%). Filmes sem NPs ZnO foram usados como controle. Os filmes de amido termoplastificado foram elaborados por meio da técnica casting solution (evaporação por solvente). Eles foram avaliados quanto à concentração de NPs ZnO, sendo também submetidos às técnicas laboratoriais, como teste de umidade, solubilidade e intumescimento. Além disso, foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaios de tração, deformação na ruptura e módulo de elasticidade. Para o ensaio de umidade, os resultados revelaram que a adição de 1, 3 e 5% de NPs ZnO à matriz polimérica proporcionou a diminuição gradual do percentual da umidade quando comparados ao filme de TPA controle. Atribui-se a este fato a interação interfacial entre as NPs ZnO e a matriz do amido de araruta, que por sua vez, dificulta a interação das moléculas de água com o filme de nanocompósitos. Para o percentual de solubilidade dos filmes, percebeu-se pequena alteração após a adição das NPs ZnO a matriz do amido, o que se torna importante para a manutenção de produtos armazenados nas embalagens de alimentos como também a estabilidade dos filmes poliméricos. Quanto ao teste de intumescimento, para os filmes de TPA 1%, TPA 3% e TPA 5%, verifica-se que ao se adicionar as NPS, os mesmos apresentaram variações menores comparado ao filme TPA contendo apenas o amido de araruta na matriz polimérica. Diante do exposto, as micrografias obtidas pelo MEV revelaram a presença de agregados randomicamente dispersos de NPs ZnO na matriz polimérica do amido de araruta. Os ensaios de propriedades de tensão foram conduzidos em 5 replicatas, com uma velocidade de 5 mm/min. O filme TPA apresentou uma média de 0,34 MPa e 59,80% para resistência à tração e deformação na ruptura, respectivamente. A incorporação de nanopartículas de ZnO à matriz de amido de araruta resultou em um aumento na resistência à tração e deformação dos filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% em comparação com o filme TPA. As médias de resistência para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram de 0,42 MPa, 0,45 MPa e 0,60 MPa, respectivamente. Além disso, as médias de deformação na ruptura para os filmes TPA 1%, TPA 3% e TPA 5% foram 77,14%, 86,34% e 86,05%, respectivamente. Os espectros de FTIR, exibiram o mesmo comportamento espectral. Este fenômeno é decorrente da presença de alto teor de amido na matriz polimérica dos filmes. A estabilidade térmica para os filmes TPA, TPA1%, TPA 3% e TPA 5% foi investigada através da análise termogravimétrica (TGA). Os resultados obtidos para os filmes de TPA1%, TPA 3% e TPA 5% apresentou dados semelhantes a estabilidade térmica do filme TPA e mostraram que a adição das NPs ZnO à matriz polimérica não provocou diminuição significativa dos mesmos. Os resultados mostraram que é possível a utilização dos filmes produzidos neste trabalho no setor de embalagens.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação da eficácia dos óleos essenciais das especies piper divaricatum e eugenia caryophyllus como inibidores de corrosão em aço carbono
(Universidade Federal do Pará, 2023-07-13) MONTEIRO, Heloise Leal; PAULA, Marcos Vinicius da Silva; http://lattes.cnpq.br/7538211324097974; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
A presente pesquisa relata a avaliação de óleos essenciais (OEs) como os da planta Piper divaricatum e Cravo (botão) Eugenia caryophyllus, como inibidores verdes de corrosão em materiais metálicos precisamente neste trabalho, o aço-carbono, sendo estes óleos considerados ambientalmente sustentáveis. Os ensaios de corrosão foram realizados em meios corrosivos como HCl a 1M e NaCl a 3,5%, as concentrações utilizadas de ambos os óleos essenciais foram 0,5g/L; 1g/L; 2g/L e 4g/L, por períodos de tempo como de 24h e 7 dias. O método utilizado para a avaliação da eficiência dos óleos foi o gravimétrico (perda de massa). A técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura do tipo field emission gun (MEV-FEG) foi conduzida para investigação da superfície do corpo de prova, enquanto que a sua composição química foi obtida através de Espectroscopia por Dispersão de Elétrons (EDS). Neste trabalho, vários aspectos foram discutidos como a eficiência em relação ao tempo exposto do corpo de prova aos meios corrosivos e fatores como isoterma de adsorção dos óleos sobre a superfície do metal, além dos cálculos da taxa de corrosão dos corpos de prova na ausência e presença dos inibidores e sua relação com as concentrações de óleo utilizadas. Os estudos indicaram que os óleos essenciais de Piper divaricatum e Cravo (Eugenia caryophyllus) apresentaram ótimos resultados em meio ácido de até 98,3% para a concentração de 2g/L do OE de Piper divaricatum em 24h, e 89,5% para a concentração de 1g/L do OE de Eugenia caryophyllus em 7 dias. No meio neutro, os maiores percentuais de inibição foram de 61,1% para a concentração de 0,5g/L do OE de Piper divaricatum em 24h, e 83,3% para a concentração de 1g/L do OE de Eugenia caryophyllus em 24h. as isotermas dos óleos seguiram o modelo de adsorção de Langmuir, onde ambos óleos adsorveram na superfície do metal, os melhores resultados de isotermas foram para o meio ácido, para o meio neutro devido à alta variabilidade dos dados não foi possível estabelecer uma correlação consistente. Diante dos resultados propostos, foi possível concluir que os óleos essenciais de P. divaricatum e E. caryophyllus, possuem potencial para serem utilizados como inibidores de corrosão principalmente em meio ácido, proporcionando assim, novas alternativas, afim de diminuir a toxidade deste processo em comparação aos inibidores já existentes no mercado.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e Caracterização da Zeólita Ferrierita (FER) a partir de resíduo caulinítico: a influência dos parâmetros do processo
(Universidade Federal do Pará, 2024-06-06) VILHENA, Thefeson Oliveira; MAIA, Ana Áurea Barreto; http://lattes.cnpq.br/0820112425394964; https://orcid.org/0000-0002-1880-1442
O presente trabalho aborda a síntese da zeólita ferrierita a partir de resíduo de caulim da região Amazônica. A ferrierita é uma zeólita de alta sílica e topologia considerada complexa, devido ao fato de sua estrutura apresentar um arranjo tridimensional de átomos com a presença de canais que se interseccionam perpendicularmente. É uma zeólita muito utilizada em catálise, adsorção, troca iônica, entre outros processos. A sua síntese a partir de materiais alternativos, como o resíduo de caulim, apresenta uma abordagem reciclável e de redução de custos. Dessa maneira, o resíduo de caulim da Amazônia foi utilizado como fonte de Si e Al para a síntese da ferrierita. Neste sentido, para a formação da mistura reacional, foi realizado o tratamento térmico do resíduo de caulim para se obter a metacaulinita. Pelo fato da relação Si/Al da metacaulinita ser insuficiente para o alcance dos objetivos, foi adicionada sílica gel na mistura reacional, assim como os demais reagentes, fontes de outros elementos/constituintes necessários, como compostos por cátions compensadores (Na+ e K+) e direcionador estrutural (etilenodiamina). A metodologia da IZA (International Zeolite Association) foi utilizada para a síntese da ferrierita, e como forma de redução do tempo de síntese é acrescentada uma etapa de envelhecimento da solução de sílica gel para torná-la mais reativa. O processo hidrotermal ocorreu na temperatura constante de 180ºC. A pesquisa investiga a influência de diferentes parâmetros do processo, como o tempo de envelhecimento e de síntese da ferrierita, além da utilização em conjunto de diferentes cátions compensadores. Os produtos foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho e análise térmica. Os resultados mostraram que a ferrierita foi efetivamente sintetizada a partir do tempo de 48 horas. No entanto, com a extensão do tempo de síntese, obteve-se a formação da ferrierita de maior cristalinidade. A utilização de diferentes cátions de compensação, também levou a formação da fase ferrierita com o prolongamento do tempo de síntese. Além disso, a pesquisa destacou a importância da etapa de envelhecimento da sílica gel, em solução, que se mostrou bastante eficaz para a síntese da zeólita ferrierita.

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