Ref.: MpoErec32-004
Apresentador: Gabriel Diego Lemes
Autores (Instituição): Lemes, G.D.(Universidade Federal do ABC); Camani, P.H.(Universidade Estadual de Campinas); Rosa, D.d.(Universidade Federal do ABC);
Resumo:
A celulose é o polímero natural mais abundante do planeta. Suas ligações ?-1,4 glicosídicas com alta presença de grupos funcionais hidroxila (OH-) conferem cristalinidade e características químicas versáteis. Na natureza, a celulose é contida em microfibrilas envolvidas por lignina e hemicelulose. A biomassa lignocelulósica consiste em 35 a 50% de celulose e pode ser obtida de forma ambientalmente amigável a partir de resíduos florestais e agroindustriais. Nanoestruturas de celulose (NECs) obtidas a partir de materiais celulósicos são materiais leves, de baixa densidade (1,6 g cm-3), com características mecânicas notáveis e aplicações diversas. A obtenção da nanocelulose depende da eficiente remoção da lignina e hemicelulose que envolvem as cadeias de celulose. Para o isolamento das NECs, métodos ácidos, enzimáticos, mecânicos ou até mesmo combinatórios podem ser empregados. Ambas etapas são limitadas por baixa eficiência, alto consumo de energia e impacto ambiental dos processos empregados. O objetivo desse trabalho foi avaliar a obtenção, eficiência e características por etapas de nanoestruturas de celulose (NECs) de resíduos lignocelulósicos a partir de pré-tratamento assistido por micro-ondas, seguido de isolamento mecânico combinatório, com intuito de definir uma possível metodologia para obtenção eficaz de NECs. Resíduos de serragem de fibra de eucalipto (Eucalyptus citriodora) foram pré-tratados por mercerização com NaOH (2,5 M), seguido pelo branqueamento com H2O2 (16 %), ambos com auxílio de micro-ondas (400 W). Homogeneização a altas taxas de cisalhamento (10.000 rpm) seguida de ultrassonificação de alta intensidade (100 kJ/60 °C) foram empregados para isolamento das nanoestruturas como método mecânico combinatório. Foram variados os tempos de mercerização e ultrassonificação em 30 e 60 min para ambos. Análises de FTIR e DRX mostraram diminuição e desaparecimento de picos ligados à lignina e hemicelulose, caracterizando a remoção dos compostos. Ademais, houve melhor definição de picos relacionados a celulose cristalina nas etapas de pré-tratamento e isolamento mecânico, com 77% de cristalinidade na nanocelulose obtida pela mercerização (30 min) e ultrassonificação (60 min) (NT2). Análises de DLS demonstraram que a amostra NT2 obteve a menor nanoestrutura (581 ± 173 nm) e análises de potencial ? apresentaram resultados na faixa de -23 mV e -29 mV. O rendimento do processo de isolamento ficou entre 80 e 96% em relação as fibras pré-tratadas. Dessa forma, o pré-tratamento de serragem de eucalipto através de mercerização (NaOH 2,5 M/ 30 min) e por branqueamento (H2O2 16 %/2 h), seguido por homogeneização a altas taxas de cisalhamento (20 min/10.000 rpm) e ultrassonificação (60 min/100 kJ/60 °C) é uma metodologia viável e eficaz, de rendimento satisfatório na obtenção de nanoestruturas de celulose a partir de resíduos lignocelulósicos.