Extração e caracterização de nanocristais de celulose a partir de casca de soja, e sua aplicação como agente de reforço em nanocompósitos poliméricos utilizando carboximetilcelulose como matriz

AUTOR(ES)

Wilson Pires Flauzino Neto

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

27/07/2012

RESUMO

Diante dos problemas envolvidos na reciclagem de plástico e no esgotamento dos recursos fósseis surgiu um grande interesse em materiais sustentáveis e ambientalmente corretos. Neste contexto, a aplicação de nanocristais de celulose (NC) como agente de reforço para matrizes poliméricas tem atraído considerável atenção, pois os nanocompósitos baseados em NC geralmente exibem propriedades térmicas, mecânicas e de barreira superiores em relação ao polímero puro ou compósitos convencionais, e adicionalmente oferecem benefícios ambientais. A casca de soja é um resíduo agro-industrial disponível em grandes quantidades em vários países, incluindo o Brasil, que merece ser melhor e/ou adequadamente aproveitado. Neste estudo foram extraídos e caracterizados NC a partir de casca de soja sob diferentes condições de hidrólise ácida a fim de avaliar sua adequação como um agente de reforço para a fabricação de nanocompósitos. A hidrólise foi realizada a 40 C durante 30 ou 40 min, utilizando 30 mL de H2SO4 64% (m/m) por cada grama de fibra. Os nanocristais de celulose de casca de soja (NCC) foram rótulados como NCC30 ou NCC40 dependendo do tempo de hidrólise. Para avaliar a capacidade de reforço dos NCC obtidos foram produzidos filmes nanocompósitos, utilizando carboximetilcelulose (CMC) como matriz polimérica, e avaliou-se a resistência à ruptura destes filmes a diferentes níveis de carga. Os resultados mostraram que o aumento do tempo de extração (40 min) provocou uma diminuição nos comprimentos dos NCC e ainda causou danos na estrutura cristalina da celulose. Os NCC30 apresentaram formato de agulha, cristalinidade elevada (73,5%), boa estabilidade térmica (temperatura inicial de degradação térmica de aproximadamente 170 C), comprimento médio de 122,7 39,4 nm, diâmetro médio de 2,77 0,67 nm e razão de aspecto em torno de 44. Através dos testes de resistência à ruptura dos compósitos observou-se que os NCC30 têm uma maior capacidade de reforço do que os NCC40. Os NCC30 são agentes de reforço satisfatórios para a matrix de CMC, pois houve um aumento na resistência à ruptura do polímero de até 2,56 vezes (ou 256%). Os NCC produzidos têm um grande potencial enquanto agentes de reforço para a produção de nanocompósitos e são uma alternativa que poderia expandir as aplicações comerciais dos filmes de CMC. Atráves da produção de nanocristais de celulose de casca de soja neste trabalho foi agregado valor a um resíduo de biomassa vegetal que provém de um commodity agro-industrial.

ASSUNTO(S)

nanocristais de celulose casca de soja resíduo agro-industrial agente de reforço nanocompósitos quimica nanocristais biomassa vegetal cellulose nanocrystals soy hulls agro-industrial residue reinforcing agent nanocomposites

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