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Materiais Celulósicos e Papel

Objetivos

Pretende-se:transmitir ao aluno um conjunto integrado de informação que se pensa ser útil, tanto para a aquisição de conhecimentos adicionais sobre um conjunto de materiais, como para promover a procura de conhecimentos sobre o modo de utilizar materiais de base celulósica e seus derivados em novas aplicações.

Estimular a capacidade de pesquisa, de síntese e de comunicação oral através da realização de relatórios dos trabalhos de laboratório e suas discussões. Procura-se que o aluno seja crítico em relação à informação que lhe é fornecida e crie o hábito de exprimir a sua opinião sobre o assunto em causa; que aprenda a confrontar a sua opinião com a dos outros.

No final do semestre espera-se que os alunos conheçam:

-  as principais metodologias utilizadas para a extracção da celulose, nomeadamente extracção das fibras celulósicas a partir da madeira.

 - propriedades físicas e químicas da celulose.

- modelos físicos que ajudam a interpretar o comportamento dos materiais celulósicos em solução. Influência do solvente no comportamento da cadeia celulósica.

- aplicabilidade dos materiais celulósicos, como polímeros líquidos cristalinos e como materiais biodegradáveis.

- aplicação da celulose em compósitos estruturais ou de outra índole, como aplicações na armezanação de energia e na electrónica (ex: electrólitos de estado sólido)

- electrónica em papel/substratos celulósicos

Caracterização geral

Código

7452

Créditos

6.0

Professor responsável

Maria Helena Figueiredo Godinho

Horas

Semanais - 5

Totais - A disponibilizar brevemente

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

P.J. Flory "Principles of Polymer Chemistry", Cornell University Press, Ithaca, N.Y. (1953)

R.D. Gilbert, Cellulosic Polymers, Blends and Composites, Hanser, Munich (1994)

W. Hamad, Cellulosic Materials, Kluwer Academic Publishers, London (2001)

P.A. Williams, Cellulosic pulps, fibres and materials, Woodhead Publishing ltd, Cambridge (2000)

N.-S. Hon, N. Shiraishi, Wood and Cellulosic Chemistry, Marcel Dekker, N.Y. (2000)

Artigos a distribuir durante as aulas teóricas

Método de ensino

A disponibilizar brevemente

Método de avaliação

A disponibilizar brevemente

Conteúdo

I - Celulose: Constituição e estrutura. Fórmula química da celulose. Celulose I, análise estrutural. Celulose Ia e I b. Cellulose II, estrutura cristalina da celulose II. Celulose III e Celulose IV. Celulose amorfa. Propriedades químicas. Acção da água e das soluções salinas. Acção das bases alcalinas, orgânicas, ácidos e oxidantes.

II - Derivados celulósicos. Classificação dos derivados celulósicos. Reacções de modificação da celulose; ésteres e éteres. Reacções de reticulação. Preparação de filmes e fibras e sua caracterização mecânica.

II - Interacção derivados celulósicos/solvente. Parâmetros de solubilidade. Caracterização reológica das soluções polímero/solvente. Derivados celulósicos solúveis em água. Percentagem de humidade, inchamento e penetração de água. Ponto de gelificação. Derivados celulósicos solúveis em solventes orgânicos.

III - Polímeros líquidos cristalinos celulósicos. Classificação dos polímeros líquidos cristalinos celulósicos. Formação de fases líquidas cristalinas liotrópicas. Soluções de derivados celulósicos e de celulose. Propriedades ópticas da fase nemática quiral. Mesofases termotrópicas e nano celuloses. Aplicações. Fibras de alto módulo. Fabrico de mostradores electro-ópticos a cristal líquido.

IV - Fabrico do papel. Pastas celulósicas. Processo sulfito, composição do licor, reacções químicas da lenhina, hemiceluloses e celulose. Tipos de processos. Recuperação dos licores, Processos alcalinos. Reacções químicas. Branqueamento das pastas.

V - Compósitos celulósicos. Preparação de misturas e de micro/nano compósitos. Obtenção de filmes por evaporação do solvente, electrofiação e coagulação. Caracterização. Aplicações em materiais de embalagem, papel, materiais para a construção e aeronáutica.

VI - Electrólitos de estado sólido de matriz celulósica. Formulação e preparação de membranas. Caracterização e aplicações em armazenamento de energia e electrónicas

VII - Electrónica impressa. A celulose como substrato e como parte integrante em tintas de materiais funcionais. Formulação de tintas e solventes. Aplicação a tintas condutoras e semicondutoras.

VIII - Novas aplicações. A celulose como material funcional na electrónica. Transístores em papel.