Adesivo poliuretano termoativado baseado em lignina kraft modificada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Antonino, Leonardo Dalseno
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124651
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Demetrio Jackson dos Santos
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Uma das possibilidades para a revalorização deste material é sua utilização como precursor na síntese de polímeros, como poliuretanos (PU). O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de adesivos de PU termoativados a partir de lignina. Para isso, diferentes concentrações de ligninas Kraft não modificada e hidroxipropiladas através de duas rotas sintéticas distintas foram empregadas como polióis em formulações contendo diisocianato de difenil metileno (MDI) e óleo de mamona. A metodologia de síntese foi baseada na química de isocianatos bloqueados e foi dividida em duas etapas: pré-polimerização e cura. O agente de bloqueio utilizado foi a diisopropilamina (DIPA). Inicialmente, a hidroxipropilação foi confirmada por diferentes técnicas, como a espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear bidimensional (2D RMN). Posteriormente, a estrutura dos pré-polímeros sintetizados foi caracterizada através da técnica de 2D RMN e as cinéticas de pré-polimerização e de cura foram investigadas pelas técnicas de refratometria óptica com modulação de temperatura (TMOR) e FTIR. Os resultados revelaram que a presença da DIPA inibiu a densificação dos sistemas e reduziu a taxa de reação durante a etapa de prépolimerização, enquanto que o efeito inverso foi observado quando a concentração de lignina foi aumentada. Foi também verificado o efeito positivo da hidroxipropilação na reatividade da lignina Kraft. Por fim, a adesão prática dos adesivos foi avaliada em substratos de madeira e de aço através de ensaios de cisalhamento de junta sobreposta simples. Todas as formulações investigadas exibiram uma boa adesão em ambos os substratos. Adicionalmente, a hidroxipropilação levou ao melhoramento da adesão prática em aço. Os resultados do presente trabalho podem embasar cientificamente o desenvolvimento de adesivos de PU termoatviados baseados em lignina, contribuindo assim para revalorização deste biopolímero.In the last decades, lignin, the second most abundant biopolymer on the planet, has been gaining prominence in the context of renewable raw materials, since it exhibits potential for application in several areas due to its industrial scale availability and its physicochemical properties. However, currently most of the world's lignin production is burned for electricity generation. One of the possibilities for the revaluation of this material is its use as a precursor in polymers synthesis, such as for polyurethanes (PUs). The goal of this work is the synthesis and characterization of lignin-based thermoactivated PU adhesives. For this purpose, different amounts of unmodified and chemical modified (via two different hydroxypropylation routes) Kraft lignins were used as polyols in formulation containing diphenyl methylene diisocyanate (MDI) and castor oil. The synthesis methodology was based on the chemistry of blocked isocyanate and was divided into two steps: prepolymerization and curing. The blocking agent employed was the diisopropylamine (DIPA). Initially, the hydroxypropylation was confirmed by various techniques, such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and two-dimensional nuclear magnetic resonance (2D NMR). After, the structure of the synthetized prepolymers was accessed via 2D NMR and the pre-polymerization and curing kinetics were investigated using temperature modulated optical refractometry (TMOR) and FTIR techniques. The results revealed that the presence of DIPA inhibited the densification of the systems and reduced the reaction rate during the pre-polymerization step, whereas the opposite effect was observed when the lignin amount was increased. The positive effect of hydroxypropylation was also verified. Lastly, the practical adhesion of the adhesives was evaluated on wood and steel substrates with the support of single-lap shear tests. All investigated formulations exhibited good adhesion on both substrates. Additionally, hydroxypropylation improved the mechanical properties of the adhesives. The results obtained from this study can scientifically support the development of lignin-based thermoactivated PU adhesives, thus contributing to the revaluation of this biopolymer.Santos, Demétrio Jackson dosPetzhold, Cesar LiberatoCarastan, Danilo JustinoSpinacé, Márcia Aparecida da SilvaVidotti, Suel EricAntonino, Leonardo Dalseno2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf203 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124651http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124651&midiaext=80937Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=124651porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-08-07T10:41:10Zoai:BDTD:124651Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-08-07T10:41:10Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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