Publicação: Estudo das propriedades físico-químicas de membranas de acetato
de celulose/glicerol incorporadas com aditivos de lignina extraída do
endocarpo da Macaúba (Acrocomia aculeata) e seus derivados
modificados quimicamente
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Resumo
Oito membranas de acetato de celulose comercial foram elaboradas incorporando diversos
aditivos que modificaram suas propriedades físico-químicas. As membranas foram divididas em
dois grupos (I e II) e suas propriedades foram estudadas. As quatro membranas do grupo I foram
elaboradas adicionando, na concentração de 0,1% (m/m), ligninas extraídas do endocarpo de
macaúba (Acrocomia aculeata) após purificação e modificação química. Estas quatro membranas
foram classificadas na sua composição como: (A) sem nenhum aditivo (acetato puro) , (B) com a
lignina purificada, (C) com a lignina carboximetilada e complexada com Na+ (CML-Na), (D) com
a lignina carboximetilada e complexada com Al 3+ (CML-Al). As outras quatro membranas do
grupo II tiveram a mesma composição das do grupo I, mas incorporadas com glicerol na
concentração de 10% (m/m). Todas as oito membranas foram elaboradas utilizando uma técnica
padronizada de espalhamento, após a dissolução em acetona. A percentagem de 10% na
composição de glicerol na membrana foi determinado em estudo prévio, onde as membranas
elaboradas pela mesma técnica, com composição variável de glicerol foram estudadas e
caracterizadas. Neste estudo as membranas com concentrações de 0, 2,5, 5,0, 10,0, 15,0 e 20,0%
(m/m) de glicerol foram dissolvidas com o acetato em dois solventes: acetona e mistura de
acetona/água (80/20 , v/v) . As membranas com 10% mostraram, nos dois solventes, um aumento de
suas propriedades mecânicas. O Glicerol além de possuir propriedades plastificantes, é um
coproduto produzido em larga escala pela indústria de biodiesel de primeira geração, que utiliza a
reação de transesterificação de óleos e gorduras. Concomitantemente a estes estudos a composição
do endocarpo da macaúba foi determinado quanto ao conteúdo de lignina, celulose e hemicelulose.
A grande quantidade de lignina presente no endocarpo (40,5%) e após purificação (59,8 %)
mostraram que este resíduo tem grande potencial para aproveitamento da lignina. A macaúba, após
extração dos óleos usados em industrias farmacêuticas e de biodiesel descarta grande quantidade
destes resíduos sem um aproveitamento adequado. A caracterização dos materiais foram feitas pela
determinação das propriedades :morfológicas por Microscopia Eletrônica de Varredura-MEV,
estruturais : Difração de Raio X-DRX , hidrofilicidade e propriedades de barreira (ângulo de
contato e permeabilidade a vapor de água) propriedades térmicas e termomecânicas: Calorimetria
Diferencial Exploratória DSC, Análise Termo Gravimétrica - TGA e Análise Termo Mecânica
DMTA.
Abstract
Eight membranes of commercial cellulose acetate were prepared incorporating various additives,
which changed their physicochemical properties. The membranes were divided into two groups (I
and II) and their properties were evaluated. The four membranes of group they were prepared by
adding, at a concentration of 0.1% (m / m) of the lignins extracted from the macaúba endocarp
(Acrocomia aculeata) after purification and chemical modification. These four membranes were
classified as to their composition as: (A) no additives (pure acetate); (B) with the purified lignin;
(C) with the carboxymethylated lignin and complexed with Na+ (CML-Na) and (D) with
carboxymethylated lignin and complexed with Al3+ (CML-Al). The other four membranes of group
II has the same composition of Group I, but with added glycerol at a concentration of 10% (m / m).
All eight membranes were prepared using a standard technique of spreading (casting method), after
the dissolution in acetone. The percentage of 10% glycerol in membrane composition was
determined in a previous study where the membranes prepared by the same technique, with a
variable composition glycerol were studied and characterized. In this preliminary study membranes
at concentrations of 0, 2.5, 5.0, 10.0, 15.0 and 20.0% (w / w) glycerol with acetate were dissolved in
two solvents: acetone and a mixture acetone / water (80/20, v / v). The membranes with 10%
glycerol shown in both solvents an increase of mechanical properties. The glycerol, as well as
having plasticizer properties, is produced in large scale by first generation biodiesel industry, which
uses the reaction transestrificação oils and fats. Concurrent with these studies, composition of the
macaúba wendocarp was determined as the content of lignin, cellulose and hemicellulose. The large
amount of lignin present in the endocarp (40.5%) and after purification (59.8%) showed that this
residue has great potential for use of lignin. The macaúba after extraction of oils used in
pharmaceutical industries and biodiesel discards lot of this waste without proper use. The
characterization of the materials were made for determining the properties: morphology, by
Scanning Electron Microscopy, SEM, structural: X-Ray Diffraction-XDR, hydrophobicity and
barrier properties (contact angle and permeability to water vapor), thermal and thermomechanical
properties: Differential Scanning Calorimetry - DSC, Thermo Gravimetric Analysis - TGA and
Dynamical Mechanical Analysis - DMTA.
Palavras-chave
Acetato de celulose, Glicerol, Lignina, Macaúba, Cellulose acetate, Glycerol, Lignin, Glicerina
Citação
MELO, Patricia Gontijo de. Estudo das propriedades físico-químicas de membranas de acetato
de celulose/glicerol incorporadas com aditivos de lignina extraída do
endocarpo da Macaúba (Acrocomia aculeata) e seus derivados
modificados quimicamente. 2015. 146 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2015.158