Desenvolvimento de biocompósitos poliméricos de PLA e lignina obtida a partir da serragem e do bagaço da cana-de-açúcar

• Autor(a) principal: Gessi, Loara Costa
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/255807
• topic: Poli(ácido lático); Lignina; Polylactic acid; Lignin; Biocomposites; Biodegradable

É cada vez maior o incentivo pela utilização de plásticos que venham a trazer menores prejuízos ao meio ambiente e ao ser humano. Com isso, busca-se o uso de polímeros originários de fontes renováveis e biodegradáveis. O poliácido láctico (PLA) é um polímero que está se destacando por ser biodegradável e pela semelhança com o poliestireno (PS). O PLA apresenta boa resistência térmica e fácil processabilidade, podendo ser obtido por diversas técnicas como a extrusão, injeção e moldagem por sopro. Entretanto, o material dispõe de limitações que não possibilitam a ampliação do seu uso em larga escala, como alto custo, acentuada fragilidade e baixa ductilidade. A lignina, por outro lado, é um resíduo polimérico da indústria. Esse polímero biodegradável está presente na estrutura das plantas, sendo a macromolécula orgânica mais importante e abundante dentre os materiais lignocelulósicos, depois da celulose. A lignina desempenha um importante papel no transporte de nutrientes e metabólitos, além de ser responsável pela resistência mecânica dos vegetais e possuir propriedades antioxidantes. É um material renovável, disponível em grandes quantidades, de baixo custo, não tóxico, possui alto potencial de aplicação em diversas áreas para a síntese de novos produtos, mesmo assim, apenas 1 a 2% dela é separada e comercializada para aplicações na química, sendo o restante queimado para a geração de energia. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo investigar a utilização da lignina para atribuir melhores qualidades mecânicas ao PLA e torná-lo mais acessível economicamente. A lignina foi extraída de duas fontes: o eucalipto e o bagaço da cana-de-açúcar, por polpação álcali, em seguida precipitada com ácido. Depois de preparada, ela foi incorporada ao PLA em três concentrações distintas, 10, 30 e 50% m/m. As amostras de lignina obtidas e os biocompósitos de PLA+lignina foram caracterizadas por Difratometria de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (DSC e TGA) e Espectroscopia UV/Visível. Para garantir o desempenho da adição de lignina ao PLA, analisou-se também a resistência à tração e ao impacto Izod. O rendimento da obtenção da lignina do bagaço foi de 74,71 ± 3,36%, enquanto que da serragem foi de 64,46 ± 7,66%. O número Kappa para a polpa do bagaço foi de 22,5 ± 1,9, já para a serragem foi de 35,2 ± 3,3. Os compósitos de PLA/lignina apresentaram melhores propriedades mecânicas em tração e impacto de Izod em relação ao PLA puro a partir da incorporação de 30% em massa de lignina. Com isso, a adição de lignina foi uma forma viável de trazer melhorias ao PLA, tornando-o menos frágil e mais dúctil, podendo assim, ser ampliado o seu uso industrial.