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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-19092022-095016
Document
Author
Full name
Matheus Pereira Pereira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Tadini, Carmen Cecilia (President)
Arias, Carla Ivonne La Fuente
Maniglia, Bianca Chieregato
Title in Portuguese
Desenvolvimento de compósitos de amido de mandioca nativo e modificado por aquecimento à seco reforçados com argila
Keywords in Portuguese
Amido
Aquecimento à seco
Argilas
Materiais compósitos
Plásticos biodegradáveis
Abstract in Portuguese
No presente trabalho, compósitos biodegradáveis de amido de mandioca nativo e modificado por aquecimento à seco (DHT) reforçados com argila foram desenvolvidos e caracterizados. Os compósitos foram obtidos pelo método casting utilizando amido nativo (NS) e modificado por 2h (DHT_2h) e 4h (DHT_4h), glicerol e água foram empregados como plastificantes e quatro concentrações diferentes de argila do tipo bentonita sódica (0, 2, 5, e 7) g/100 g de amido foram testadas. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades físicas (espessura, molhabilidade, solubilidade e umidade), propriedades mecânicas (resistência máxima à tração, elongação na ruptura, módulo de elasticidade) e permeabilidade ao vapor de água. Ao total 12 formulações diferentes foram obtidas com aspectos preliminares sem deformações com espessura e umidade uniformes. A modificação do amido e diferentes teores de argila influenciaram estatisticamente as propriedades mecânicas e a permeabilidade ao vapor de água. Os compósitos apresentaram maior resistência à tração com o aumento do teor de argila (de 16,96 ± 2,45MPa para 23,14 ± 2,85 MPa DHT_4h) assim como menor elongação decorrente ao tempo de tratamento do amido (18,08 ± 3,82 % NS para 7,61 ± 1,41 % DHT_4h). A redução da permeabilidade ao vapor de água foi registrada no mesmo sentido (1,71 ± 0,31×10-9 g·s-1·m-1·Pa-1 NS para 1,20 ± 0,11×10-9 g·s-1·m-1·Pa-1 DHT_4h). A solubilidade dos filmes não reduziu com o pré-tratamento do amido e a superfície dos filmes apresentou característica hidrofílica com valores de ângulo de contato menores de 45°. Os compósitos com amido modificado e argila apresentaram melhor desempenho que o amido nativo nas propriedades mecânicas. Tais fatores reduziram a permeabilidade ao vapor de água, porém não foram significativos na redução da sensibilidade à água.
Title in English
Composite development of native and Dry Heating Treatment modified cassava starch reinforced with clay.
Keywords in English
Biodegradable composites
Casting
DHT
Sodium bentonite
Abstract in English
In the present work, it was proposed to develop and characterize biodegradable composites of native and modified cassava starch by dry heating treatment (DHT) reinforced with clay. The composites were obtained by casting technique using native (NS) and modified cassava starch for 2h (DHT_2h) and 4h (DHT_4h), glycerol and water as plasticizers, and four different concentrations of sodium bentonite clay (0, 2, 5, and 7) g/100 g of starch were tested. The films were characterized concerning physical properties (thickness, wettability, solubility and water content), mechanical properties (maximum tensile strength, elongation at the break and elastic modulus) and water vapor permeability. A total of 12 different composites were obtained with no deformations, uniform thickness and water content. The starch modification and different concentrations of clay significantly influenced the mechanical properties and water vapor permeability. The composites showed higher tensile strength with increasing clay content (from 16.96 ± 2.45 MPa to 23.14 ± 2.85 MPa for DHT_4h) as well as lower elongation according to the starch treatment time (18.08 ± 3.82 % for NS to 7.61 ± 1.41 % for DHT_4h). The reduction in water vapor permeability was registered in the same way (1.71 ± 0.31×10-9 g·s-1·m-1·Pa-1 for NS to 1.20 ± 0.11×10-9 g·s-1·m-1·Pa-1 for DHT_4h). The solubility of the films did not reduced with the starch pre-treatment used, and the surface of the films showed a hydrophilic character with contact angle values smaller than 45°. Composites with modified starch and clay showed better performance than native starch in mechanical properties. These factors reduced the water vapor permeability but were not significant in reducing its water sensitivity.
 
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Publishing Date
2022-09-19
 
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