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Título: Extração, caracterização e utilização da lignina da casca do coco verde em poliuretano
Título em inglês: Extraction, characterization and utilization of lignin from the coconut bark in polyurethane
Autor(es): Melo, Luiz Flávio Luciano de
Orientador(es): Fechine, Pierre Basílio Almeida
Palavras-chave: Química orgânica
Poliuretano
Lignina
Acetossolve
Organossolve
Coco
Data do documento: 2013
Citação: MELO, L. F. L. (2013)
Resumo: O coco (cocos nucífera) é uma fruta tropical de elevado poder econômico na esfera brasileira, sendo consumido largamente no estado imaturo, fase em que se apresenta com um expressivo volume de água em seu interior. Associado a este desempenho mercadológico, é notável o enorme volume de resíduo que este fruto deixa quando consumido. A casca corresponde a cerca de 85% do peso bruto do fruto e é associada a elevada resistência à degradação. O acúmulo deste material contribui para que a vida útil de aterros sanitários diminua, tornando o problema preocupante. Inserido nesta temática de reaproveitamento de biomassa, o coco foi estudado para se propor uma aplicação de alto desempenho. A caracterização físico-química do mesmo foi realizada, obtendo-se resultado percentual de lignina insolúvel da ordem de 28,27% o que o torna compatível para extração deste componente. No presente trabalho, lignina foi extraída de fibras de coco verde para posterior utilização em poliuretano. Visando um processo que não inutilizasse a fração de açúcares presentes, o processo utilizado para extração de lignina foi o organossolve com a utilização de ácido acético. O tratamento realizado mostrou um rendimento máximo apreciável de 78%, o que pode possibilitar o aproveitamento integral da fibra de coco dentro de uma abordagem de biorrefinaria. A lignina extraída pelo processo acetossolve, foi utilizada como fonte de hidroxilas para produção de poliuretano, uma vez que a lignina consiste em um polifenol aromático amorfo. As análises por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (NMR 1H) e Infravermelho (FTIR) apresentaram perfis característicos da lignina, mostrando que o método empregado foi adequado para a sua extração. As amostras de poliuretano produzidas presentaram dois eventos de degradação nas temperaturas de 325ºC e 400ºC, o que está de acordo com a literatura. A análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência do solvente de extração e do efluente de precipitação da lignina mostrou a presença de furfural e hidroximetilfurfural onde o primeiro apresentou um bom nível de produção de 604mg em cada 10 g de fibra de coco. A termogravimetria mostrou 2 eventos característicos de degradação na região de 320 e 400ºC e a análise por FTIR mostrou uma reação completa de grupos isocianatos.
Abstract: The coconut (Cocos nucifera) is a tropical fruit of high economic power in the Brazilian sphere being consumed largely in an immature stage that presents with a significant volume of coconut water. Associated with this market performance, it is remarkable the considerable amount of waste that this fruit when is consumed. The shell represents about 85% of the gross weight of the fruit and is associated with an increased resistance to degradation. The accumulation of this material contributes to the life of landfills decreases, making the problem of concern. Inserted in this issue of the reuse of biomass, coconut has been studied intended to application of high performance. Its physicochemical characterization was performed bringing the percentage of insoluble lignin result in the order of 28.27% which makes it compatible for extraction of this component. In this study, lignin was extracted from green coconut fiber for subsequent use in polyurethane. Targeting a process that does not destroys the fraction of sugars present, the process used to extract lignin was organosolv using acetic acid. The treatment showed an appreciable maximum yield of 78%, which can enable full utilization of the coconut fiber within a biorefinery approach. The lignin extracted by the method acetosolv was used as a source of hydroxyl for the production of polyurethane, since lignin is a amorphous aromatic polyphenol. Analysis by Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen (1H NMR) and Infrared (FTIR) showed characteristic profiles of lignin showing the extraction method was suitable for extraction of lignin. Polyurethane samples produced showed two degradation events in the ranges of 325 ° C and 400 ° C respectively, which is in agreement with the literature. Analysis by High Performance Liquid Chromatography of the solvent extraction and precipitation of lignin effluent showed the presence of furfural and hydroxymethylfurfural, where the first had a good production level of 604 mg in 10 g of coconut fiber. Thermal and spectroscopic characterizations were used to explore the behavior of the polyurethanes obtained.
Descrição: MELO, Luiz Flávio Luciano de. Extração, caracterização e utilização da lignina da casca do coco verde em poliuretano. 2013. 93 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18492
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