Modificações na lignina kraft de eucalipto e produção de lignosulfonatos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Demuner, Iara Fontes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Lignina; Biorrefinaria; Lignosulfonatos; Tecnologia de Celulose e Papel
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27987

A lignina é o segundo polímero natural mais abundante do mundo, após a celulose. Como subproduto da indústria de celulose e papel, aproximadamente 50 milhões de toneladas de lignina são produzidas anualmente em todo o mundo. A combinação de um mercado em crescimento e os potenciais ganhos econômicos relacionados à biorrefinaria da lignina kraft, aumenta o Interesse em pesquisas para avaliar seu amplo espectro de aplicações. Esse estudo teve como objetivo realizar uma revisão completa da estrutura da lignina, processos de extração, modificação quimica da lignina kraft e possíveis aplicações de seu alto valor agregado. Após o processo de desconstrução da madeira pelo processo kraft, a lignina se caracteriza como um polímero altamente complexo e de baixa reatividade. O presente estudo avaliou o efeito do tratamento térmico do licor na reatividade da lignina kraft extraída. O licor negro foi tratado termicamente nas temperaturas de 175, 200 e 225 ºC e em tempos de reação de 30, 90 e 150 minutos. As ligninas do licor original e dos licores termicamente tratados foram extraídas e caracterizadas quanto à sua composição química, análise final, poder caloriífico e Py-GC-MS para avaliar as modificações causadas pelo tratamento térmico. O tratamento térmico promoveu desmetilação e desmetoxilação na lignina kraft de eucalipto. Observou-se também redução da relação S/G das ligninas tratadas termicamente e aumento do teor de catecol e metoxicatecol no tratamento de 225 “C e 150 minutos em relação à referência. A lignina kraft de eucalipto, isolada termicamente do licor tratado, foi considerada mais reativa do que a lignina original. Como atualmente a produção de lignosulfonatos se limita ao processo sulfito, a produção de lignosulfonatos a partir da lhignina kraft mostra-se uma abordagem promissora, sendo também objetivo desse trabalho a produção de lignosulfonatos através de sulfonação ácida e sulfometilação de lignina kraft de eucalipto. Para o processo de sulfometilação, foram avaliadas três temperaturas (100, 130 e 160 ºC) e três razões molares de hidroximetilsulfonato de sódio lignina (0,8; 1,2 e 1,6). Para o processo de sulfonação ácida, foram avaliadas as temperaturas de 80, 100 e 120 ºC e a razão molar H>SO4/lignna de 10, 20 e 30. A sulfonação ácida não foi eficiente para a produção de lignosulfonatos a partir da lignina kraft, no entanto, o lignosulfonato produzido pelo processo de sulfometilação (160 “C e razão molar de 1,6) apresentou teor de enxofre (5,23%) semelhante ao encontrado para o lignosulfonato comercial (5,28%). Além disso, foi confirmado a inserção de grupos sulfonatos na lignina kraft por meio da análise de FTIR e também devido a elevada solubilidade em água. Ficou evidenciado que o tratamento térmicodo licor negro residual é uma forma de modificação química da lignina kraft, com a geração de novos sítios ativos de reação e grupos catecol em sua estrutura. Além disso, a lignina kraft pode ser utilizada para produção de lignosulfonatos pelo processo de sulfometilação. Palavras-chave: Lignina kraft. Modificação química. Reatividade. Sulfonação.