Obtenção de nanocristais de celulose a partir da casca de coco (cocos nucifera)

Abstract

A extração de nanocristais de celulose a partir de fontes renováveis tem sido estudada devido às suas excelentes propriedades mecânica (alta resistência e módulo específico) e proporção alta de benefícios ambientais. Este estudo teve como objetivo isolar e caracterizar os nanocristais de celulose da fibra de coco. A metodologia de produção dos nanocristais da celulose seguiu três diferentes etapas. A primeira foi um pré-tratamento com NaOH 5% (m/v), seguida por uma etapa de branqueamento e posteriormente a hidrólise com ácido sulfúrico 64% (m/m). O comportamento térmico e morfológico dos nanocristais foi investigado por espectroscopia de infravermelho com: transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial e análise termogravimétrica (TGA/DSC), raio-x e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Estas análises mostraram que houve uma redução dos picos na região do infravermelho entre 2400 cm-1 e 1730 cm-1 e um aumento do pico em 890 cm-1, referentes à lignina e as ligações C-O-C da celulose, respectivamente. As análises térmicas mostraram que a estabilidade térmica aumentou com a sequência de pré-tratamentos, porém para os nanocristais houve uma redução da estabilidade devido à degradação parcial da cadeia celulose. A metodologia adotada para a obtenção dos nanocristais mostrou que houve um aumento de 20% de cristalinidade para a amostra submetida a quatro etapas de branqueamento seguidas de duas horas de hidrólise. __________________________________________________________________________ ABSTRACT

The extraction of cellulose nanocrystals from renewable sources has been studied due to their excellent mechanical properties (high strength and specific modulus) and high ratio of environmental benefits. This study aimed to isolate and characterize the cellulose nanocrystals of coconut fiber. The methodology of production of the cellulose nanocrystals followed three different stages. The first was a pre-treatment with 5% NaOH (w / v), followed by a bleaching step and subsequent hydrolysis with sulfuric acid 64% (m / m). The thermal and morphological behavior of nanocrystals was investigated by infrared spectroscopy: Fourier transform (FTIR), differential scanning calorimetry and thermal gravimetric analysis (TGA / DSC), x-ray and scanning electron microscopy (SEM). These analyzes showed that a reduction of the peaks in the infrared region between 2400 cm-1 and 1730 cm-1 and an increase in the peak at 890 cm -1 related to lignin and cellulose COC bonds, respectively. The thermal analysis showed that the thermal stability increased with the pre-treatment sequence, but for the nanocrystals was reduced stability due to partial degradation of the cellulose chain. The methodology for obtaining nanocrystals showed an increase of 20% crystallinity in the sample subjected to four bleaching steps followed by two hours of hydrolysis.