Valorização da biomassa brasileira utilizando óleo de patauá como precursor de novos biopolímeros seguindo os princípios da química verde

Abstract

A síntese de novos materiais a partir de óleos vegetais tem aumentado devido as aplicações de interesse tecnológico, baixo custo e impacto ambiental. A partir da semente do patauá, extrai-se seu óleo que é rico em ácidos graxos oleico e linoleico e podem ser quimicamente modificados para obtenção de monômeros renováveis. Estes podem ser reagidos com um intercruzante de interesse para obtenção de materiais poliméricos. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de materiais termorrígidos à base de óleo vegetal e anidrido. Este resultado foi alcançado por meio de uma abordagem global do processo de reticulação, começando pela escolha do óleo vegetal (óleo de patauá), intercruzante (dianidrido benzofenona) e catalisador (sais de amônio quaternário). Além disso, o óleo de patauá foi epoxidado e intercruzado, obtendo um copolímero alternado de epóxido-dianidrido, sendo que o processo de polimerização foi investigado em diferentes razões molares (de anidrido e catalisador) e utilizando diferentes sais de amônio, a fim de ajustar os parâmetros que levaram a melhores conversões e propriedades. Os precursores e polímeros foram caracterizados por análises espectroscópicas e termoanalíticas. Por conseguinte, material final apresentou conversões >97% usando apenas 5% de catalisador (iodeto de tetrabutilamônio) e 2 horas de cura a 120ºC, com estabilidade térmica de 240ºC e Tg em -1,5ºC. Além disso, o polímero possui propriedades fluorescentes e hidrofóbicas, sugerindo sua aplicação em dispositivos eletrônicos e isolantes. Por conseguinte, este polímero apresentou propriedades similares ao poliestireno podendo ser utilizado como seu substituto.

The synthesis of new materials from vegetable oils has increased due to technological interest applications, low cost and environmental impact. From the patauá seed, its oil is extracted, which is rich in oleic and linoleic fatty acids and can be chemically modified to obtain renewable monomers. These can be reacted with an intercross of interest to synthesize a thermosetting polymer. This work aimed to develop thermoset materials based on vegetable oil and anhydride. This result was achieved through a global approach to the crosslinking process, starting with the choice of vegetable oil (patauá oil), crosslinker (benzophenone dianhydride), and catalyst (quaternary ammonium salts). Furthermore, patauá oil was epoxidized and crosslinked, obtaining an alternating epoxide-dianhydride copolymer, and the polymerization process was investigated at different molar ratios (anhydride and catalyst) and using different ammonium salts, to adjust the parameters that led to better conversions and properties. The precursors and polymers were characterized by spectroscopic and thermoanalytical analyses. Therefore, the final material showed conversions >97% using only 5% catalyst (tetrabutylammonium iodide) and 2 hours of curing at 120ºC, with thermal stability up to 240ºC and Tg at -1.5ºC. Furthermore, the polymer has fluorescent and hydrophobic properties, suggesting its application in electronic devices and insulating. Therefore, this polymer showed properties similar to polystyrene and could be used as its substitute.