Deposição de xilana sobre celulose kraft de eucalipto - Dalvi, Leandro Coelho (2019)
O desenvolvimento de propriedades físicas de polpa de eucalipto kraft branqueada é tipicamente baseado em processos de refino. Entretanto, muitos trabalhos relatam a viabilidade da deposição de xilana sobre as fibras de celulose. Como os mecanismos de deposição ainda não são claros, o principal objetivo deste trabalho foi buscar um melhor entendimento destas interações. Considerando a complexidade de uma matriz de celulose com deposição de xilana, alguns modelos foram utilizados. Nanofilmes de celulose foram preparados através das técnicas de spincoating e do método Langmuir- Schaefer (LS) com trimetilsililcelulose. As interações foram monitoradas através de Microbalança de Quartzo com Monitoramento por Dissipação (QCM-D). As alterações topográficas foram estudadas com Microscopia de Força Atômica (AFM). Para os estudos de RMN em Estado Sólido de 13 C, foram preparadas amostras com celulose microcristalina comercial (MCC) e xilana, que foi obtida através de extração alcalina a frio (CCE) de polpa kraft branqueada de bétula. Também foi avaliada a deposição de xilana sobre a celulose em condições industriais nos estágios de deslignificação e branqueamento, bem como sua estabilidade através do processo industrial além do estudo dos efeitos da deposição de xilana sobre as propriedades da polpa e sobre o processo de reciclagem das fibras e os efeitos da carga de NaOH e temperatura sobre as eficiências de extração de xilana de polpa kraft branqueada de eucalipto. O monitoramento por QCM-D mostrou deposição somente com soluções mais concentradas de xilana (1 mg L -1 ) nos experimentos com o método LS. As imagens de AFM mostraram que a xilana deposita na forma de aglomerados sobre a superfície da celulose e os experimentos de RMN indicaram que há interações entre xilana e celulose nas regiões cristalinas e amorfas da celulose. A deposição de xilana no estágio de deslignificação se mostrou tecnicamente viável apesar do elevado consumo de NaOH devido às condições ácidas do extrato de xilana. Entretanto, os experimentos de branqueamento indicam a redução do conteúdo de xilana através da sequência testada, em que a xilana depositada continua acessível para reações de oxidação e hidrólise. Os experimentos de deposição nos estágios do branqueamento demonstraram viabilidade principalmente no primeiro estágio com dióxido de cloro (D1), apesar da elevação dos consumos de NaOH e ClO 2 . Os melhores resultados de deposição e evolução das propriedades da polpa foram obtidos no estágio de deslignificação. Foram observadas melhorias de rendimento e propriedades físicas da polpa e, principalmente, redução do consumo de energia no processo de refino em todos os estágios testados. Finalmente, foi possível observar os efeitos da deposição da xilana sobre a histerese, melhorando a reciclabilidade das fibras. A carga de 240 g de NaOH nos testes de extração alcalina atingem as máximas eficiências. Cargas mais elevadas não mostraram diferenças significativas em relação ao teor de pentosanas. As extrações a 25 ºC mostraram melhores resultados. Entretanto, a extração a 60 ºC, que é uma condição mais adequada ao processo de produção de celulose, mostrou resultados similares aos obtidos com temperaturas mais baixas. Palavras-chave: AFM. Branqueamento. Celulose. Deslignificação. Deposição. RMN. QCM-D. Xilana.