Solid‐state carbon‐13 NMR study of material composites based on sugarcane bagasse and thermoplastics polymers

Stael, Giovanni Chaves; Tavares, Maria Inês Bruno

doi:10.1002/app.2061

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“…In some sense, the reverse of this process is the analysis of whole plants and parts of plants grown in controlled conditions to determine where 13 C enrichment occurs (142) or the examination of the genetically modified trees to determine chemical changes that can be detected with NMR spectroscopy (143). In one interesting twist, composites of sugarcane bagasse with thermoplastics were analyzed with NMR spectroscopy (144).…”

Section: Biological Solidsmentioning

confidence: 99%

Solid-State Nuclear Magnetic Resonance

2002

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Section: Biological Solidsmentioning

confidence: 99%

Solid-State Nuclear Magnetic Resonance

2002

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“…Essa técnica permite a caracterização das interações moleculares existentes entre os componentes da fibra natural [1,2] . Somando, a relaxometria por RMN é uma técnica importante para caracterização de materiais [3,4] .…”

Section: Introductionunclassified

Caracterização de fibras de bananeira e de coco por ressonância magnética nuclear de alta resolução no estado sólido

et al. 2012

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IntroduçãoA Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é considerada uma espectroscopia de extrema importância e versatilidade para se estudar, em nível molecular, a estrutura e a dinâmica molecular de macromoléculas complexas, como as fibras naturais, por exemplo. Essa técnica permite a caracterização das interações moleculares existentes entre os componentes da fibra natural [1,2] . Somando, a relaxometria por RMN é uma técnica importante para caracterização de materiais [3,4] . As fibras naturais têm cinco componentes básicos: celulose, hemicelulose, pectina, lignina e extrativos (gorduras, proteínas e sais inorgânicos). A celulose (40 a 90% em massa da fibra) é responsável pela resistência das fibras devido ao seu alto grau de polimerização e orientação molecular. É um polímero linear cristalino formado por unidades β-D-glicopironases unidas por ligações glicosídicas. A hemicelulose (1-30% em massa) é uma variedade de moléculas complexas, amorfas e de unidades β-D-xilose, β-D-manose, β-D-glicose, α-L-arabinose e ácido β-D-glicurônico. Essas unidades são formadas por cadeias de carbono com um grupo hidroxila, exceto os que podem estar na forma de carbonila ou em ligação hemiacetal. A lignina, segundo maior componente em massa (1-35% em massa), é uma macromolécula formada por um sistema aromático, reticulado, com elevada massa molar, amorfo e com unidades de fenilpropano (Figura 1) [5,6] . Apesar de o Brasil ser o maior produtor e consumidor mundial de banana, a fibra de bananeira é pouco utilizada e estudada. Setores que vem consumindo essa fibra são o têxtil e o de papel [5] . A fibra de bananeira é produzida a partir das bainhas foliares extraídas do pseudocaule da bananeira, que equivale a seu tronco, sendo possível retirar cinco tipos diferentes de fibras, desde a mais áspera até a de textura mais fina [7][8][9] . Outro setor que vem se desenvolvendo e crescendo é o de compósito, no qual as fibras naturais são utilizadas como carga. Esse crescimento se deve ao fato dessas fibras apresentarem diversos benefícios em relação às fibras sintéticas. O estudo da estrutura molecular dos componentes da fibra permite o conhecimento de sua estrutura química e, consequentemente, implica em sua melhor utilização como carga em uma matriz apolar, dando origem aos compósitos com melhores propriedades [10][11][12][13] . Para saber como os diferentes componentes das fibras estão interagindo entre si, pode-se utilizar a técnica de relaxação nuclear do núcleo de hidrogênio por RMN de sólidos. Uma das maiores dificuldades dessa técnica tem sido a sua baixa sensibilidade, uma vez que as diferenças entre os níveis energéticos nas transições de ressonância magnética nuclear são baixas ocasionando uma diferença de população de spins pequena. No entanto, nos últimos anos têm-se verificado diversos avanços na técnica que tem permitido contornar este problema [14][15][16] . Na ressonância, a energia é transferida da radiação de radiofreqüência emitida para o núcleo. Assim, ocorre uma mudança na orientação do spin do núcleo, ou seja, muda a...

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“…These chemical reagents convert the hydrophilic surface of cellulosic fiber to a hydrophobic one; as a result the fiberfiber hydrogen bonding is reduced, the dispersion of the fibers in the matrix is enhanced and the adhesion is improved via the mechanism such as entanglement, mechanical interlocking and formation of physical or chemical bonds between treated fibers and the polymer matrix [5]. Stael et al [6] analyzed the composites formed by sugar cane bagasse and thermoplastic polymer such as polystyrene, polyethylene, and ethylene-co-vinyl acetate by NMR technique. NMR responses showed that in EVA composite, bagasse can act as reinforcement whereas in PS and PE composites bagasse acts as filler.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Studies on Sugarcane Bagasse Fiber—Thermoplastics Composites

Youssef

Ismail

Ali

et al. 2009

Journal of Elastomers & Plastics

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The influence of thermoplastic/bagasse fiber ratio, as well as electron beam irradiation on the physicomechanical properties of low-density polyethylene (LDPE) and high-density polyethylene (HDPE) composites has been investigated. The concentration of bagasse fibers ranges from 20 to 80 wt%. The results indicate that there is deterioration in the properties as fiber concentration increased; however, it becomes significant only beyond 50% (w/w) bagasse fibers in both LDPE and HDPE composites. Also, the data show that this decrease in the properties is more pronounced in HDPE rather than LDPE composites. It can be noticed that enhancing adhesion between fibers and thermoplastics can be achieved by irradiation of the thermoplastic phase prior to mixing at 10 up to 60 kGy; a maximum improvement in the properties is observed at 40 and 10 kGy for LDPE and HDPE, respectively. From the data it can be seen that the increase in the flexural properties is higher than 100%, while it does not exceed 65% for impact toughness. On the other hand, the reduction in water absorption is not more than 5.5%. Also, examining SEM micrographs reveals that there is some sort of adhesion between fibers and thermoplastics phases.

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Solid‐state carbon‐13 NMR study of material composites based on sugarcane bagasse and thermoplastics polymers

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Solid-State Nuclear Magnetic Resonance

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Caracterização de fibras de bananeira e de coco por ressonância magnética nuclear de alta resolução no estado sólido

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