Biobased composites from glyoxal–phenolic resins and sisal fibers

Ramires, Elaine C.; Megiatto, Jackson D.; Gardrat, Christian; Castellan, Alain; Frollini, Elisabete

doi:10.1016/j.biortech.2009.10.005

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“…Most of these chemicals are not environmentally friendly, and/or toxic. Glyoxal is however an almost fully biodegradable and low toxicity chemical (compared to formaldehyde), and can be obtained from renewable resources 21 by the oxidation of lipids and as a by-product of biological processes 22 . Consequently this molecule is a good candidate to be used as an environmentally friendly cross-linker for cellulose.…”

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confidence: 99%

Cross-Linked Bacterial Cellulose Networks Using Glyoxalization

Quero

Nogi

Lee

et al. 2010

ACS Appl. Mater. Interfaces

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In this study we demonstrate that bacterial cellulose (BC) networks can be crosslinked via glyoxalization. Modified BC networks are found to not dissolve in a typical cellulose solvent comprising a DMAc/LiCl mixture, whereas unmodified BC networks readily dissolve. The crystal structure of unmodified BC networks was investigated and found to not significantly change after glyoxalization, indicating heterogeneous modification occurs. No significant difference in moisture content between unmodified and glyoxalized BC networks is found using thermogravimetric analysis.

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Cross-Linked Bacterial Cellulose Networks Using Glyoxalization

Quero

Nogi

Lee

et al. 2010

ACS Appl. Mater. Interfaces

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“…No entanto, como as fibras de vidro comerciais sem tratamento, as fibras naturais apresentam baixa compatibilidade com os polímeros não polares e uma alta absorção de água. Tais características induzem aos compósitos uma perda das propriedades mecânicas [2,20,26,27] . A fim de melhorar a adesão polímero/fibra e reduzir a absorção de água, a superfície das fibras pode ser modificada por métodos físicos ou químicos [18,28,29] .…”

Section: Caracterização Da Fibraunclassified

“…Atualmente, o uso de fibras naturais como reforço em compósitos apresenta um grande potencial, substituindo as fibras de vidro e outros materiais, o que terá impacto tanto na redução da dependência de materiais provenientes de fontes não renováveis [1] , quanto como no que diz respeito a aspectos ambientais e econômicos [2][3][4][5] . Fibras de vidro são amplamente utilizadas como reforço em plásticos, entretanto, devido às restrições ambientais, a procura por novas fibras para a indústria de polímeros aumentou.…”

Section: Introductionunclassified

Preparação e caracterização de biocompósitos baseados em fibra de curauá, biopolietileno de alta densidade (BPEAD) e polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL)

et al. 2013

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Resumo: Neste trabalho, foram utilizadas fibras de curauá como reforço de matriz termoplástica de biopolietileno de alta densidade. O polietileno foi obtido por polimerização de eteno, gerado do etanol de cana de açúcar. Este polímero é também chamado de biopolietileno (BPEAD), por ser preparado a partir de material oriundo de fonte natural. Desta forma, pretendeu-se contribuir para desenvolver materiais que, dentre outras propriedades, causem menor emissão de CO 2 para a atmosfera na sua produção, utilização e substituição, comparativamente a outros materiais. Adicionalmente, polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL) foi acrescentado à formulação do compósito, visando a um aumento na resistência à propagação da trinca durante impacto. Os compósitos e as fibras foram caracterizados por várias técnicas, tais como microscopia eletrônica de varredura (MEV), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), além da caracterização dos compósitos quanto à Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA), propriedades mecânicas (impacto e flexão) e absorção de água. A presença das fibras de curauá diminuiu algumas propriedades do BPEAD, como resistência ao impacto. A análise de DMTA mostrou que as fibras geram material mais rígido. Pode-se considerar que a introdução de PBHL na formulação do material foi eficiente, levando a uma resistência ao impacto do compósito BPEAD/PBHL/Fibra maior do que a do compósito BPEAD/Fibra. Palavras-chave: Biocompósito, fibra de Curauá, HDPE. Preparation and Characterization of Biocomposites Based on Curaua Fibers, High-density Biopolyethylene (HDBPE) and Liquid Hydroxylated Polybutadiene (LHPB)Abstract: In this work, curaua fibers were used in the reinforcement of a high-density (HDPE) thermoplastic matrix. The polyethylene used was obtained by polymerization of ethene produced from sugarcane ethanol. This polymer, also called high-density biopolyethylene (HDBPE), was prepared from a natural source material. The aim was to contribute to developing materials which could lead to smaller release of CO 2 into the atmosphere in comparison to other materials. Additionally, liquid hydroxylatedpolybutadiene (LHPB) was added to the composite formulation, aiming at improving resistance to crack spreading during impact. The fibers and their composites were characterized by several techniques, such as scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and thermal gravimetry (TG). The composites were also characterized by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), mechanical properties (flexural and impact strength), and water absorption. The presence of curaua fibers reduced some of the properties of HDBPE, such as flexural and impact strength. DMTA indicated a more rigid material with the fibers incorporated. The addition of LHPB to the formulation was efficient, leading to greater impact strength for the HDBPE/LHPB/Fiber composite, as compared to the HDBPE/Fiber composite.

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“…Atualmente, o desenvolvimento de compósitos baseados em constituintes de origem natural é considerado primordial, tanto pela potencial aplicação tecnológica destes biocompósitos, como pela diminuição dos impactos ambientais resultantes da aplicação destes materiais [1][2][3] .…”

Section: Introductionunclassified

Biocompósitos de matriz glioxal-fenol reforçada com celulose microcristalina

et al. 2010

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Resumo: Glioxal pode ser obtido a partir de biomassa (como da oxidação de lipídeos) e não é tóxico ou volátil, tendo sido por isso utilizado no presente trabalho como substituto de formaldeído na preparação de resina fenólica do tipo novolaca, sendo usado como catalisador o ácido oxálico, que também pode ser obtido de fontes renováveis. A resina glioxal-fenol foi utilizada na preparação de compósitos reforçados com celulose microcristalina (CM, 30, 50 e 70% em massa), uma celulose com elevada área superficial. As imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) das superfícies fraturadas demonstraram que os compósitos apresentaram boa interface reforço/matriz, consequência da elevada área superficial da CM e presença de grupos polares (hidroxilas) tanto na matriz como na celulose, o que permitiu a formação de ligações hidrogênio, favorecendo a compatibilidade entre ambas. A análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) demonstrou que todos os compósitos apresentaram elevado módulo de armazenamento à temperatura ambiente. Além disso, o compósito reforçado com 30% de CM apresentou baixa absorção de água, comparável à do termorrígido fenólico, que é utilizado em escala industrial. Os resultados demonstraram que compósitos com boas propriedades podem ser preparados usando elevada proporção de materiais obtidos de biomassa. Palavras-chave: Biocompósitos, glioxal, resina fenólica, celulose microcristalina. Biobased Composites from Glyoxal-Phenol Matrices Reinforced with Microcrystalline CelluloseAbstract: Glyoxal, which can be obtained from biomass (as by lipids oxidation), is non-toxic and non-volatile. It was used as a substitute of formaldehyde, which does not have these properties, in the synthesis of a novolac-type phenolic resin, using oxalic acid as a catalyst, which can also be obtained from renewable sources. The glyoxal-phenol resin was used in the preparation of composites reinforced with microcrystalline cellulose (MCC 30, 50, and 70% w/w). Scanning electron microscopy (SEM) images of the fractured surfaces showed that the composites presented a good reinforcement/matrix interface. This can be attributed to the high surface area of the MCC and also to the presence of polar groups (hydroxyl) in both cellulose and matrix, which allowed the formation of hydrogen bonds, leading to a good adhesion between the components present at the interface. Dynamic mechanical thermoanalysis (DMTA) showed that all of the obtained composites have high storage modulus at room temperature. Moreover, the composite reinforced with 30% of MCC showed the lowest water absorption, almost the same as that of the phenolic thermoset, which is used in industrial applications. The results showed that composites with good properties can be prepared using high proportions of materials obtained from biomass.

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Biobased composites from glyoxal–phenolic resins and sisal fibers

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Cross-Linked Bacterial Cellulose Networks Using Glyoxalization

Cross-Linked Bacterial Cellulose Networks Using Glyoxalization

Preparação e caracterização de biocompósitos baseados em fibra de curauá, biopolietileno de alta densidade (BPEAD) e polibutadieno líquido hidroxilado (PBHL)

Biocompósitos de matriz glioxal-fenol reforçada com celulose microcristalina

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