Valorização de subprodutos industriais por oxipropilação

• Autor(a) principal: Soares, Belinda Isabel Gomes
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/7498
• topic: Engenharia química; Resíduos industriais; Aproveitamento de resíduos; Café - Resíduos; Polióis; Poliuretanos; Poliesteres

Nesta dissertação pretendeu-se avaliar a possibilidade de valorizar subprodutos provenientes de actividades industriais agro-alimentares e agroflorestais, pela sua conversão em polióis líquidos viscosos precursores na síntese de poliuretanos e poliésteres. O processo baseia-se na oxipropilação da biomassa e é realizado em duas etapas: uma pré-funcionalização seguida da oxipropilação propriamente dita. O objectivo principal da tese foi optimizar as condições de operação da primeira etapa. As matérias-primas e os polióis sintetizados foram também caracterizados por diversas técnicas. Os resultados obtidos mostraram que foi possível converter vários subprodutos industriais em polióis, tendo-se seleccionado as borras de café com mistura de cereais como a matéria-prima para o restante trabalho da tese. Foi efectuada a sua caracterização química e determinada a sua composição em cinzas e extractáveis, para além de realizadas análises estruturais por FTIR e RMN 13C de estado sólido. As análises confirmaram a existência de compostos ricos em grupos OH. Seguidamente estudou-se a optimização da primeira etapa do processo, cumprindo-se um desenho factorial de experiências do tipo 24. Os factores investigados foram a granulometria, a pressão, o tempo do tratamento e a razão mássica KOH / biomassa. Os resultados permitiram concluir que, para um intervalo de confiança de 95%, o parâmetro com maior influência no teor de resíduos sólidos obtidos é a granulometria, para além da interacção granulometria / tempo / pressão. Foram também efectuados alguns ensaios complementares que permitiram: (i) demonstrar a necessidade de realizar a etapa da pré-funcionalização independentemente da reacção de oxipropilação; (ii) confirmar a viabilidade de fazer a pré-funcionalização à pressão atmosférica; (iii) oxipropilar os resíduos sólidos remanescentes das reacções. Os polióis foram caracterizados por diversas técnicas, tendo-se detectado a presença de duas fracções distintas: a biomassa oxipropilada e homopolímero. Em termos de viscosidade e de índice de OH, os seus valores estão próximos dos polióis comerciais tipicamente utilizados nas formulações de espumas rígidas de poliuretano (viscosidade na gama dos 4000 aos 12500 mPa.s, medidos a 25 ºC, e índice de OH nos 482 mg KOH / g poliól).