Modificação dos óleos de andiroba e buriti via catálise enzimática para obtenção de precursores de poliuretanos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silva, João Antonio Pessoa da
• Orientador(a): Cardozo, Nilo Sérgio Medeiros
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Óleos vegetais; Catálise enzimática; Poliuretanos
• Palavras-chave em Inglês: Polyol; Glycerolysis; Polyurethane
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/266125

O objetivo deste trabalho é preparar monômeros dos tipos poliol e carbonato a partir de óleos vegetais de andiroba (Carapa guianensis) e buriti (Mauritia flexuosa), para utilizar no desenvolvimento de formulações de poliuretanos (PUs). Para tanto, foi empregada a técnica de catálise enzimática em diversas etapas de síntese, valendo-se das características operacionais brandas deste método. Na primeira etapa da pesquisa foram realizados experimentos de glicerólise com lipases (lipozyme 435®) dos óleos de andiroba e buriti e catalisador alcalino (óxido de magnésio), a fim de obter polióis. Para a reação enzimática, foram avaliados os fatores quantidade de solvente, razão molar entre glicerol e óleo e temperatura reacional, através de um planejamento experimental do tipo Box-Benhken. No método alcalino foram realizados experimentos variando-se a quantidade de catalisador e a temperatura. Os produtos de ambos os métodos foram quantificados através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) quanto ao teor de monoglicerídeos (MAGs), diglicerídeos (DAGs) e triglicerídeos (TAGs). Também foram realizadas caracterizações de espectrometria de massas e espectroscopia UV-vis (370- 520 nm) dos óleos e seus respectivos polióis. Os resultados dessa etapa demonstraram que a reação enzimática apresenta desempenho superior em termos do rendimento em MAGs e seletividade (MAG/DAG) em relação ao método alcalino e, conforme verificado pelos perfis de absorbância na análise de UV-Vis e pelo aspecto visual dos produtos reacionais, o método alcalino causou significativa degradação dos óleos vegetais. Na segunda etapa do trabalho foram preparadas formulações de PU a partir dos polióis de andiroba e buriti, PEG 400 e MDI. Os PUs foram caracterizados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, análise termogravimétrica, UV-Vis e resistência à tração. A formação de grupos uretano de PU foi confirmada através de FTIR, e as faixas de degradação térmica estiveram de acordo com aquelas típicas de PU. Testes de absorção em UV-Vis revelaram que filmes com poliol vegetal de buriti podem exibir propriedades antioxidantes. Na terceira etapa do trabalho avaliou-se a preparação de carbonatos a partir de ácido oleico e dos óleos vegetais de andiroba e buriti, com intuito de utilizá-los como monômeros para a preparação de PUs livres de isocianato. Para tanto, os lipídeos foram primeiramente epoxidados via rota enzimática e em seguida foram submetidos à reação de carbonatação, empregando-se brometo de tetrabutilamônio e ácido gálico como catalisador e co-catalisador, respectivamente. Os resultados foram bastante positivos para a etapa de epoxidação, principalmente para o ácido oleico, onde alcançou-se elevadas conversões e seletividades. Entretanto, na carbonatação as conversões estiveram abaixo do esperado e o resultado foi atribuído principalmente a problemas de agitação da mistura reativa dentro do reator. Em suma, os polióis obtidos via glicerólise enzimática apresentam potencial para o desenvolvimento de formulações de PUs com propriedades bioativas. Destaque é dado para o poliol de buriti, que demonstrou possuir propriedades antioxidantes, no entanto, é necessário aprimorar as formulações de modo a se alcançar melhores propriedades mecânicas.