Modificação superficial de fibras e microfibrilas de celulose em suspensão aquosa via automontagem com polissacarídeos iônicos e por meio da enxertia de grupos furânicos - Kramer, Ricardo Klaus (2019)
A celulose é o principal polímero derivado de fonte renovável de uso industrial tanto em termos de volume como em número de aplicações. A celulose é comercializada na forma de polpa, que se trata de uma commodity cuja principal aplicação é a indústria de papel e de derivados de celulose, tais como os seus éteres e ésteres. Com o advento das nanoceluloses, que podem ser obtidas diretamente da polpa química, se observa um expressivo aumento no interesse por esses materiais. A modificação superficial tanto das fibras (polpa) como das microfibrilas é de grande interesse, pois podem permitir a ampliação do uso desses materiais uma vez que suas propriedades poderiam ser modificadas. O desenvolvimento de métodos de modificação em meio aquoso da celulose em suspensão é de grande interesse em especial se realizado com o uso de agentes sustentáveis em contexto de química verde. Este trabalho visou a modificação da polpa de celulose por duas vias: química e física, realizadas inteiramente em meio aquoso e utilizando materiais de caráter renováveis. A modificação física da fibra de celulose \"never-dried\" foi feita pelo método de auto-montagem (Layer-by-Layer) com o par de polieletrólito quitosana / carboximetilcelulose (CH / CMC) em meio aquoso. Fibras modificadas foram submetidas à analise morfológica (MEV e microscopia confocal no método de absorção de dois fótons e EDS), propriedade mecânica (módulo elástico e limite de resistência à tração) e potencial zeta. O complexo CH / CMC depositado sobre as fibras apresentou uma espessura de aproximadamente 50 nm por camada e um aumento de aproximadamente 170% no limite de resistência a tração das folhas produzidos a partir das fibras, demonstrando uma forte interação fibra/polieletrólitos. Através da técnica de absorção de dois fótons foi possível identificar a deposição das camadas fora e dentro das fibras sem o uso de cromóforo. A modificação química da nanofibra de celulose foi feita pela enxertia de grupamentos furânicos na superfície da fibra, oxidada. Em seguida de uma reação com uma bismaleimida através da reação de \"click\" de Diels-Alder em meio aquoso. Os géis foram caracterizados por meio da técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e viscosimetria, com os quais pode-se verificar o efeito da termorreversibilidade uma vez que a 65°C ocorre gelificação do sistema e 95°C ocorre reversão do gel como resultado das reações DA e retro Diels-Alder. As modificações das fibras e nanofibras de celulose em meio aquoso foram bem-sucedidas, o que pode impulsionar o uso da polpa de celulose em novas aplicações originais como artefatos de papel fortes e géis biocompatíveis, visando a estratégia green chemistry.