???jsp.display-item.social.title??? |
![]() ![]() |
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11066
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Obtenção e caracterização do compósito poliácido láctico e microcelulose cristalina (PLA/ MCC) obtido por impressão 3D LCD (Liquid crystal display |
???metadata.dc.creator???: | Silva, Joyce Alves da ![]() |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Macedo Neto, José Costa de |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | Zborowski Sobrinho, Leonardo |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | Costa, João Carlos Martins da |
???metadata.dc.description.resumo???: | O uso excessivo de polímeros não biodegradáveis tem gerado impactos ambientais significativos. A Manufatura Aditiva tem impulsionado a pesquisa de compósitos sustentáveis para impressão 3D, como os de matriz de poliácido láctico (PLA), devido à sua biodegradabilidade e por apresentar boas propriedades mecânicas. A incorporação de Microcelulose Cristalina (MCC), que possui alto Módulo de Elasticidade, pode aprimorar essas características. Sendo assim, esse estudo tem como objetivo obter e caracterizar compósitos de PLA e MCC via Manufatura Aditiva por Liquid Crystal Display (LCD) e determinar a porcentagem ideal de MCC para avaliar sua influência nas propriedades do polímero. A MCC foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios X por Dispersão em Energia (EDS), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios X (DRX). Em seguida, a mesma foi incorporada à matriz polimérica em diferentes concentrações (1, 3, 5 e 10%) e obtidos os compósitos através de Manufatura Aditiva. O PLA puro e os compósitos foram caracterizados por Termogravimetria (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Ensaio Mecânico de Tração, Dureza Shore D, análise morfológica por MEV, Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Difração de Raios X (DRX). Além disso, o PLA puro e os compósitos foram submetidos ao envelhecimento térmico em estufa por 15 dias e a ensaios de absorção de água, com o objetivo de avaliar a influência da MCC nas propriedades estruturais e mecânicas das amostras. Os resultados da caracterização indicaram que a incorporação de MCC levou a um aumento na dureza Shore D, na resistência à tração e no módulo de elasticidade em comparação com o PLA puro. A análise das fraturas por MEV mostrou que o PLA puro apresentou uma superfície homogênea, característica de polímeros frágeis, enquanto os compósitos exibiram maior heterogeneidade à medida que a porcentagem de MCC aumentava. As analises térmicas demonstraram que enquanto a adição de MCC pode levar a variações na estabilidade térmica dos compósitos, em alguns casos ocasiona também aumento de degradação como observado na amostra C1 (1% MCC). Com o envelhecimento térmico, observou-se uma redução no desempenho mecânico e térmico das amostras. Além disso, os compósitos apresentaram regiões de fratura mais danificadas após o ensaio, sugerindo que a presença de MCC influenciou os processos degradativos. No entanto, a amostra com 10% de MCC demonstrou maior estabilidade após o envelhecimento térmico. No ensaio de absorção de água, verificou-se um aumento da absorção proporcional ao teor de MCC, o que pode impactar a durabilidade e a estabilidade dos compósitos em ambientes úmidos. |
Abstract: | The excessive use of non-biodegradable polymers has generated significant environmental impacts. Additive Manufacturing has driven research into sustainable composites for 3D printing, such as polylactic acid matrix (PLA), due to their biodegradability and good mechanical properties. The incorporation of Crystalline Microcellulose (MCC), which has a high Modulus of Elasticity, can enhance these characteristics. Thus, this study aims to obtain and characterize PLA and MCC composites via Liquid Crystal Display (LCD) Additive Manufacturing and determine the ideal percentage of MCC to evaluate its influence on polymer properties. CCM has been characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Diffraction (XRD). Then, it was incorporated into the polymeric matrix in different concentrations (1, 3, 5 and 10%) and the composites were obtained through Additive Manufacturing. Pure PLA and composites were characterized by Thermogravimetry (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Tensile Mechanical Test, Shore D Hardness, SEM morphological analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Diffraction (XRD). In addition, pure PLA and composites were subjected to thermal aging in an incubator for 15 days and to water absorption tests, with the objective of evaluating the influence of MCC on the structural and mechanical properties of the samples. The characterization results indicated that the incorporation of MCC led to an increase in Shore D hardness, tensile strength and modulus of elasticity compared to pure PLA. The analysis of SEM fractures showed that pure PLA presented a homogeneous surface, characteristic of fragile polymers, while composites exhibited greater heterogeneity as the percentage of MCC increased. The thermal analyses showed that while the addition of MCC can lead to variations in the thermal stability of the composites, in some cases it also causes increased degradation as observed in the C1 sample (1% MCC). With thermal aging, a reduction in the mechanical and thermal performance of the samples was observed. In addition, the composites showed more damaged fracture regions after the test, suggesting that the presence of MCC influenced the degradative processes. However, the sample with 10% MCC demonstrated greater stability after thermal aging. In the water absorption test, an increase in absorption proportional to the MCC content was verified, which can impact the durability and stability of composites in humid environments. |
Keywords: | Monitor de cristal líquido Polímeros - Aditivos Polímeros - Biodegradação |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
???metadata.dc.subject.user???: | Compósito polimérico Manufatura aditiva Liquid Crystal Display Poliácido lático Microcelulose cristalina |
Language: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal do Amazonas |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UFAM |
???metadata.dc.publisher.department???: | Faculdade de Tecnologia |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Citation: | SILVA, Joyce Alves da. Obtenção e caracterização do compósito poliácido lático e microcelulose cristalina (PLA/MCC) obtido por impressão 3D LCD (Liquid Crystal Display). 2025. 129 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
???metadata.dc.rights.uri???: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11066 |
Issue Date: | 15-May-2025 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
DISS_JoyceSilva_PPGCEM | 4.79 MB | Adobe PDF | Download/Open Preview |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.