Obtenção e caracterização de nanocelulose a partir de fibras de Chorisia speciosa St. Hil

Abstract

Natural fibers have been highlighted as a renewable material that can replace materials from oil and its derivatives. In this context, Brazil becomes the perfect setting because of the diversity of fibers found in its territory, such as sugarcane, sisal, rice, cotton, coconut, pineapple, among others. The paineiras (Chorisia speciosa St. Hil) are typically Brazilian trees, which produce paina as fruit. These fruits are still little studied as a source of lignocellulose by research groups. This project aimed obtaining and characterization of cellulose nanofibers from the fibers from the paina fibers. Obtaining nanocellulose is practically made through simplified chemical processes. First, was performed out pre-treatments to removal of waxes, lignin and hemicellulose. The first stage of pre-treatment was carried out by alkaline aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) at 5wt%, where the fibers were under constant agitation for 1h at 70°C. Through alkali treatment it was possible to remove most of the lignin, hemicellulose, waxes and extractives. After the alkaline treatment was done bleaching with an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) to 4wt% and hydrogen peroxide (H2O2) to 24wt% 1:1 during 2h with constant stirring to 50 °C. Through bleaching was possibe to remove residual lignin, and got cellulose with 72% of crystallinity. Nanocellulose of paina fibers was extracted using different conditions of acid hydrolysis with sulfuric acid (H2SO4) to 50wt%. After acid hydrolysis, the suspensions were centrifuged during 30 min and dialyzed in water to remove excess acid until neutral pH (6-7). Then the suspensions were passed by ultrasonification in an ultrasound 20 kHz during 1h in an ice bath. Untreated, alkalinized and bleached fibers as well as cellulose nanoparticles were characterized by the techniques of thermogravimetry ... (Complete abastract click electronic access below)

As fibras naturais vêm se destacando como um material de fonte renovável que pode substituir materiais provindos do petróleo e seus derivados. Nesse contexto, o Brasil torna-se o cenário perfeito devido à diversidade de fibras encontradas em seu território, tais como cana-de-açúcar, sisal, casca de arroz, algodão, coco, abacaxi, entre outras. As paineiras (Chorisia Speciosa St. Hil) são árvores tipicamente brasileiras, que produzem como fruto a paina. Esses frutos ainda são poucos estudados como fonte de material lignocelulósico por grupos de pesquisa. Esse projeto visou à obtenção e caracterização de nanofibras de celulose a partir das fibras provenientes da paina. A obtenção de nanocelulose foi feita através de uma sequência de processos químicos. Inicialmente, realizou-se pré-tratamentos para a retirada de ceras, lignina e hemicelulose. A primeira etapa do pré- tratamento foi realizado com solução alcalina de hidróxido de sódio (NaOH) a 5% (m/v), por 1h em agitação constante a temperatura de 70°C. Através do tratamento alcalino foi possível eliminar grande parte da lignina, da hemicelulose, além de ceras e extrativos. Após o tratamento alcalino foi realizado um branqueamento, com solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) a 4% (m/m) e peróxido de hidrogênio (H2O2) a 24% (m/m) na proporção 1:1, durante 2h com agitação constante a 50°C. O branqueamento removeu a lignina residual, obtendo ao fim uma celulose com cristalinidade por volta de 74%. Nanocelulose de fibras de paina branqueadas foram extraídas empregando-se diferentes condições de hidrólise ácida com ácido sulfúrico (H2SO4) a 50% (m/m). Após a hidrólise ácida, as suspensões foram centrifugadas por 30 min, e dializadas em água para remoção do excesso de ácido até atingir pH neutro (6-7). Em seguida as suspensões... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)