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Abstract:
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Compósitos reforçados com fibras ou partículas naturais têm atraído um crescente interesse como uma alternativa aos compósitos reforçados por fibras sintéticas devido às suas propriedades, que incluem alta resistência e módulo específico, flexibilidade durante o processamento, baixo custo e resistência substancial à corrosão e fadiga. A nanocelulose bacteriana (NCB) possui características como elevada pureza, cristalinidade, biodegradabilidade e biocompatibilidade. O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo, gerando grande quantidade de borra. Esta borra de café (BC) possui centenas de constituintes, entre eles celulose e lignina, que lhe conferem grande potencial para sua reutilização, diminuindo assim seu descarte em aterros como resíduo. Este projeto de pesquisa teve como meta produzir um nanocompósito formado por celulose bacteriana e borra de café utilizando uma metodologia in-situ camada por camada avaliando a influência da borra nas propriedades mecânicas resistência à tração, alongamento percentual e módulo de elasticidade. A bactéria Komagataeibacter hansenii foi utilizada para produção de hidrogéis de celulose bacteriana com diferentes concentrações de borra de café (0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% e 1,50%). A análise visual dos nanocompósitos produzidos permitiu observar uma boa dispersão da borra de café na matriz polimérica e a formação de películas com integridade estrutural adequada, sendo que com o aumento da concentração do reforço foi observado um aumento na rugosidade e uma maior irregularidade das películas formadas. Os resultados dos ensaios mecânicos de tração demonstraram que o aumento da concentração de borra de café diminui os valores da máxima resistência à tração e da deformação máxima dos nanocompósitos quando comparados a nanocelulose pura, sendo de 30,7 MPa e 3,77% para a NCB pura e valores mínimos de 13,49 MPa e 1,17% para o nanocompósito NCB/BC 0,25%, havendo um aumento dos valores com o aumento da concentração do reforço, obtendo-se uma resistência máxima de 20,78 MPa para a NBC/BC 1,00% e uma deformação máxima de 2,60% para a NBC/BC 0,75%. Houve um aumento da rigidez do material alcançando um valor máximo de 1,96 GPa para o compósito NCB/BC 0,25% quando comparado a nanocelulose pura (1,51 GPa), mas diminuindo com o aumento da concentração do reforço (1,39 GPa para NBC/BC 1,50%). Os resultados demonstram que ocorre uma diminuição da resistência à tração, uma diminuição da deformação máxima e, apesar de ocorrer um aumento da rigidez para concentrações mais baixas de borra de café, os desvios padrão do ensaio não permitem obter uma tendência para esta propriedade do material. Assim, são necessários mais estudos para definir qual a influência da borra de café na formação de compósitos com a nanocelulose bacteriana. Os nanocompósitos obtidos poderão ser utilizados para o desenvolvimento de aplicações em diferentes áreas e ajudarão a diminuir a quantidade de resíduos descartados no meio ambiente. |
