Título: BIOCHAR COMO REFORÇO EM POLIPROPILENO RECICLADO LAVRAS - MG 2023

Título alternativo: BIOCHAR AS REINFORCEMENT IN RECYCLED POLYPROPYLENE

Autoria de: Milene Tavares Ferreira

Orientação de: Rafael Farinassi Mendes

Presidente da banca: Rafael Farinassi Mendes

Primeiro membro da banca: Tiago José Pires de Oliveira

Segundo membro da banca: Queilla Viana

Palavras-chaves: Materiais poliméricos, Casca de café, Materiais modificados termicamente, Resíduos, Compósitos poliméricos.

Data da defesa: 02/03/2023

Semestre letivo da defesa: 2022-2

Data da versão final: 09/03/2023

Data da publicação: 09/03/2023

Referência: Ferreira, M. T. BIOCHAR COMO REFORÇO EM POLIPROPILENO RECICLADO LAVRAS - MG 2023. 2023. 67 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: O polipropileno (PP) reciclado e a casca de café são resíduos que contribuem negativamente com o meio ambiente, tendo em vista a sua produção e descarte no Brasil. O PP é um dos polímeros mais fabricados no País, contudo, o PP reciclado não possui as mesmas propriedades do material inicial, pois, a cada ciclo de reciclagem, o material sofre com perdas de propriedades, o que faz com que ele seja comumente descartado, gerando toneladas de resíduos ao meio ambiente. No caso da casca de café, a quantidade de resíduos gerados no beneficiamento dos grãos é equivalente à quantidade de café produzido, o que é particularmente problemático para o Brasil, que tem uma posição de destaque na economia mundial do setor cafeeiro. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da utilização de biochar, obtido da casca de café, sobre as propriedades de compósitos poliméricos produzidos com matriz de PP reciclado. Os tratamentos se diferenciaram pela porcentagem de biochar presente na matriz de PP (0, 20 e 30) e pela temperatura de reação para produção de biochar (450 e 500??C). Para investigar as propriedades finais foi realizado termogravimetria (TGA), calorimetria de varredura diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raio X (DRX), ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), ensaio de densidade e ensaios mecânicos de flexão e tração das amostras. Como resultado obteve-se melhora nas propriedades térmicas dos compósitos em relação a temperatura de degradação e quantidade de cinzas, a amostra que teve destaque nesse requisito foi a amostra que continha 30 em peso de biochar tratado a 450??C. As temperaturas de cristalização se mantiveram semelhante ao do PP reciclado, porém o DSC apresentou redução nos valores de entalpia de fusão e cristalização para todos os compósitos. A fração cristalina das amostras detectadas pelo DRX apresentaram queda para todos os compósitos devido a estrutura amorfa do biochar. Através do FTIR foi detectado que todos os espectros sofreram redução com a adição de biochar, sendo mais evidente tal padrão nas amostras com maior temperatura de pirólise, o que comprovou a diminuição na quantidade de grupos de superfície, além disso, não houve nenhuma nova reação química com a adição de biochar a matriz. O ângulo de contato comprova os resultados de FTIR evidenciando que não houve ligações OH entre os materiais. As propriedades mecânicas dos materiais foram reduzidas com o acréscimo de biochar devido à falta de adesão ao PP, ou seja, não houve boa ligação interfacial entre o reforço e a matriz. Por fim, conclui-se que, a adição de biochar ao PP deve ser realizada quando é desejado o aumento das propriedades térmicas do material.

Abstract: Recycled polypropylene (PP) and coffee husks are residues that contribute negatively to the environment, considering their production and disposal in Brazil. PP is one of the most manufactured polymers in the country, however, recycled PP does not have the same properties as the initial material, since, with each recycling cycle, the material suffers from loss of properties, which causes it to be commonly discarded. , generating tons of waste to the environment. In the case of coffee husks, the amount of waste generated in processing the beans is equivalent to the amount of coffee produced, which is particularly problematic for Brazil, which has a prominent position in the world economy in the coffee sector. Thus, this work aimed to evaluate the effect of using biochar, obtained from coffee husks, on the properties of polymeric composites produced with recycled PP matrix. The treatments were differentiated by the percentage of biochar present in the PP matrix (0, 20 and 30) and by the reaction temperature for biochar production (450 and 500??C). To investigate the final properties, thermogravimetry (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (DRX), contact angle, scanning electron microscopy (SEM), density test and mechanical tests of flexion and traction of the samples. As a result, there was an improvement in the thermal properties of the composites in relation to the degradation temperature and amount of ash, the sample that stood out in this requirement was the sample that contained 30 by weight of biochar treated at 450??C. The crystallization temperatures remained similar to the recycled PP, however the DSC showed a reduction in the melting and crystallization enthalpy values for all composites. The crystalline fraction of the samples detected by XRD showed a decrease for all composites due to the amorphous structure of the biochar. Through the FTIR it was detected that all spectra suffered reduction with the addition of biochar, being more evident this pattern in the samples with higher pyrolysis temperature, which proved the decrease in the amount of surface groups, in addition, there was no new reaction chemistry with the addition of biochar to the matrix. The contact angle proves the FTIR results showing that there were no OH bonds between the materials. The mechanical properties of the materials were reduced with the addition of biochar due to the lack of adhesion to the PP, that is, there was no good interfacial bond between the reinforcement and the matrix. Finally, it is concluded that the addition of biochar to PP should be performed when it is desired to increase the thermal properties of the material.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_de_materiais/20222201710586

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G034 - ENGENHARIA DE MATERIAIS (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

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Detentores dos direitos autorais: Milene Tavares Ferreira e Universidade Federal de Lavras

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