PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE POLPA CELULÓSICA DE BAMBU Guadua weberbauri: TECNOLOGIA
Palabras clave:
Celulose; deslignificação; branqueamento; reforço de compósito.Resumen
A adição de fibras vegetais em compósitos podem otimizar as propriedades de muitos materiais. Assim, objetivou-se preparar e caracterizar polpa de celulose a partir de bambu. Para tanto, foi utilizado dois diferentes métodos de deslignificação do bambu, seguidos por branqueamento. Método I: o bambu foi lavado com solução de NaOH a 5% por 2h, à temperatura ambiente e agitação Após, foi realizado o branqueamento da polpa com H2O2 a 24% (v/v) e NaOH a 4% (m/m), na proporção de 1g/20mL, por 2h a 50ºC e agitação. Posteriormente, as amostras foram submetidas a análises: teor de celulose; espectroscopia FTIR; DRX e termogravimétrica. O teor remanescente de lignina e hemicelulose nas amostras do método I, foi 11% e 17%, respectivamente e 6% e 12% (II). O branqueamento das amostras (I) aumentaram o teor de celulose (88%) e da cristalinidade (79%). A perda de massa média foi de 80 %, em um pico médio de 356°C.
Citas
GUIMARÃES JÚNIOR, M. et al. Nanofibrilas obtidas de polpas celulósicas de bambu: propriedades e aplicação como reforço em polímeros. In: DRUMOND, P. M.; WIEDMAN, G. Bambus no Brasil: da biologia à tecnologia. Rio de Janeiro: ICH, 2017. 655 p.
BILCATI, Géssica Katalyne. Produção de painéis de cimento portland reforçados com fibra de curauá (Ananas erectifolius). 100 f. Dissertação ( Mestrado em Engenharia Civil) Universidade Tecnológica Federal Do Paraná, Curitiba, 2015.
AGOPYAN, V. et al. Developments on vegetable fiber – cement based materials in São Paulo: an overview. Cement and Concrete Composites. v. 27, p. 527 – 536, 2005.
LOPES, F.F.M; et al. Estudo dos efeitos da acetilação em fibras de sisal. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.14, n. 7, p. 783-788, 2010.
MOON, R. J. et al. Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites. Chem. Soc. Rev. v. 40, p. 3941 – 3994, 2011.
HUBBEL, C. A.; RAGAUSKAS, A. J. Effect of acid-chlorite delignification on cellulose degree of polymerization. Bioresource Technology. v. 101, p. 7410–7415, 2010.
FERRAZ, J. M.; Produção e Propriedades de Painéis de Fibra de Coco Verde (Cocos nucifera L.) em Mistura com Cimento Portland.2011. 89 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) – Departamento de Engenharia Florestal, Universidade de Brasília, Brasília, 2011.
MORI, F. A. et al. Estudo da compatibilidade entre a madeira e as cascas de Eucalyptus grandis e cimento Portland. Ciência Florestal. v.17, n. 3, p. 257-264, 2007.
D’ALMEIDA, M. L. O.; PHILIPP, P. Caracterização química e físico-química de materiais lignocelulósicos. In: Celulose e papel - Tecnologia de fabricação da pasta celulósica. São Paulo: SENAI-IPT, 1988. 20 p.
VÁRNAI, A. et al. Restriction of the enzymatic hydrolysis of steam-pretreated spruce by lignin and hemicellulose. Enzyme and Microbial Technology, v. 46, n. 3-4, p. 185-193, 2010.
CHERIAN, B. M. et al. Novel Method for the Synthesis of Cellulose Nanofibril Whiskers from Banana Fibers and Characterization. Journal of Agricultural and Food Chemistry. v. 56, n. 14, p. 5617-5627, 2008.
ABDELMOULEH, M. et al. Modification of cellulosic fibers with functionalized silanes: development of surface properties. International Journal of Adhesion and Adhesives. v.24, n. 1, p. 43–54, 2004.
CASTELLANO M. et al. Modification of cellulose fibers with organosilanes: under what conditions does coupling occur? Journal of Colloid and Interface Science. v. 273, n. 2, p. 505-511, 2004.
PACHECO-TORGAL, F.; JALALI, S. Cementitious building materials reinforced with vegetable fibres: A review. Construction and Building Materials. v.25, p.575-581, 2011.
PARVEEN, S.; RANA, S.; FANGUEIRO, R. Macro and nanodimensional plant fiber reinforcements for cementitious composites. Sustainable and Nonconventional Construction Materials Using Inorganic Bonded Fiber Composites. p. 343 – 382, 2017.
ARSÈNE M. A. et al. Cementitious composites reinforced with vegetable fibers. In: Proceedings of the first Interamerican conference on non-conventional materials and technologies in the eco-construction and Infrastructure. In: 13–16 November 2003, Joao- Pessoa Brazil, IAC-NOCMAT 2003, proceedings.
KRIKER A. et al. Mechanical properties of date palm fibres and concrete reinforced with date palm fibers in hot dry climates. Cement & Concrete Composites. v. 27, p. 554–648, 2005.
PASSUELLO A. et al. Cracking behavior of concrete with shrinkage reducing admixtures and PVA fibers. Cement & Concrete Composites. v. 31, p. 699 – 704, 2009.
CAMPELLO, E. F., et al. On the fatigue behavior of bamboo pulp reinforced cementitious composites. Procedia Structural Integrity. v. 2, p.2929-2935, 2016.
BRESCANSIN, Janaína. Comportamento à fratura de compósitos de matriz cimentícia reforçada com polpa de bambu. 70 f. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Materiais e Metalurgia da PUC-Rio) – Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia. Pontifícia universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2003.
XIE, X. et al. Flexural properties and impact behavior analysis of bamboo cellulosic fibers filled cement based composites. Construction and Building Materials. v. 220, p. 403 – 414, 2019.
YAO, W.; LI, Z. Flexural behavior of bamboo–fiber-reinforced mortar laminates. Cement and Concrete Research. v. 33, p. 15 – 19, 2003.
WAHYUNI, A. S. et al. The performance of concrete with rice husk ash, sea shell ash and bamboo fiber addition. Procedia Engineering. v. 95, p. 473-478, 2014.
CORREIA, V. C. et al. Potential of bamboo organosolv pulp as a reinforcing element in fiber–cement materials. Construction and Building Materials. v. 72, p. 65 – 71, 2014.
JOAQUIM, A. P. et al. Sisal Organosolv Pulp as Reinforcement for Cement Based Composites. Materials Research. v. 12, n. 3, p. 305 – 314, 2009.
FUJIYAMA, R. T., Argamassa de Cimento Reforçada por Fibras de Sisal: Caracterização Mecânica e Microestrutural, Dissertação de Mestrado, Departamento de Ciências dos Materiais e Metalurgia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 1997.
LIMA, P. R. L. et al. Caracterização mecânica de laminados cimentícios esbeltos reforçados com fibras de sisal. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.11, n.6, p.644–651, 2007.
PICANÇO, M. S; GHAVAMI, K. Comportamento à compressão de argamassas reforçadas com fibras vegetais da Amazônia. REM - International Engineering Journal. v. 61, n.1, p. 13 – 18, 2008
SILVA, E. J. et al. Resistência à compressão de argamassas em função da adição de fibra de coco. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.18, n.12, p.1268–1273, 2014.
JHON, V. M. et al. Durability of slag mortar reinforced with coconut fiber. Cement & Concrete Composites, v.27, p.565-574, 2005.
GUNASEKARAN, K. et al. Mechanical and bond properties of coconut shell concrete. Construction and Building Materials, v.25, p.92-98, 2011.
RODRÍGUEZ, N. J. et al. Assessment of coconut fiber insulation characteristics and its use to modulate temperatures in concrete slabs with the aid of a finite element methodology. Energy and Buildings. v.43, p.1264-1272, 2011.
SILVA, E. J. et al. Aplicação de fibra de coco em matrizes cimentícias. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental. v.8, p.1555-1561, 2012.
RAMLI, M. et al. Strength and durability of coconut-fiber-reinforced concrete in aggressive environments. Construction and Building Materials. v.38, p.554-566, 2013.
PEREIRA, C. L. et al. Use of highly reactive rice husk ash in the production of cement matrix reinforced with green coconut fiber. Industrial Crops and Products. v.49, p.88-96. 2013.
TEIXEIRA, F. P. et al. Caracterização mecânica de material compósito de matriz cimentícia reforçado com fibras de juta. In: Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, 21, 2014. Cuiabá . Anais... p. 2845-2852.
ZHANG, W.P.; CLARK, L.G. Phylogeny and classification of the Bambusoideae (Poaceae). In: JACOBS, S.W.L.; EVERETT, J.E. Grasses: systematics and evolution. Collingwood, Victoria, Australia: CSIRO Publishing, 2000. p.35-42.
CARVALHO, A. L. et al. Bamboo‑dominated forests of the Southwest Amazon: detection, spatial extent, life cycle length and flowering waves. Plos One. v. 8, n. 1, p.e 54852, 2013.
LONDOÑO, X.; PETERSON, P.M. Guadua sarcocarpa (Poaceae:Bambuseae), a new species of Amazonian bamboo with fleshy fruits. Syst. Bot., v.16, p. 630-638, 1991.
BIANCHINI, M. C. 2005. Florestas dominadas por bambu (gênero Guadua) no sudoeste da Amazônia: extensão, comportamento espectral e associação com o relevo. 88f. Dissertação (Mestrado em Ecologia) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Universidade do Amazonas, Manaus, 2005.
FERREIRA, E. J. L. O bambu é um desafio para a conservação e o manejo de florestas no sudoeste da Amazônia. Ciência e Cultura, v. 66, n. 3, p. 46-51, 2014 .
JUDZIEWICZ, E.J. et al. American bamboos. Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press, 1999. 392 p.
MIRANDA, E. M. et al. Estrutura populacional e o potencial de uso de Guadua cf. superba na região do Alto Acre. In: DRUMOND, P. M.; WIEDMAN, G. Bambus no Brasil: da biologia à tecnologia. Rio de Janeiro: ICH, 2017. 655 p.
CARMO, L. F. Z. et al. Ocorrência, biomassa, perdas e exploração de bambu em florestas da Amazônia no Acre, Brasil. In: DRUMOND, P. M.; WIEDMAN, G. Bambus no Brasil: da biologia à tecnologia. Rio de Janeiro: ICH, 2017. 655 p.
AFONSO, D. G. 2011. Bambu nativo (Guadua spp.): alternativa de desenvolvimento econômico e sustentável para o Estado do Acre. 49 f. Trabalho de conclusão de curso de pós-graduação (Pós-Graduação em Gestão da Indústria Madeireira) - Departamento de Economia Rural e Extensão, Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2011.
COUTTS, R. S. P. Autoclaved bamboo pulp fiber reinforced cement. Cement and Concrete Composites. v. 17, p. 99–106, 1995.
LIMA, H. et al. Durability analysis of bamboo as concrete reinforcement. Materials and Structures. v. 41, n. 5, p. 981–989, 2008.
CORDEIRO, E. M. S. et al. Extração e caracterização de nanocelulose de fibras do pseudocaule da bananeira. In: Congresso Norte-Nordeste de Pesquisa e Inovação, 5, 2014. Maceió . Anais... p. 1-8.
MACHADO, B. A. S. et al. Obtenção de nanocelulose da fibra de coco verde e incorporação em filmes Biodegradáveis de amido plastificados com glicerol. Quim. Nova. v.37, p. 1275-1282, 2014.
VAN SOEST, P. V.; ROBERTSON, J. B.; LEWIS, B. A. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of dairy science, v. 74, n. 10, p. 3583-3597, 1991.
SEGAL, L.; CREELY, J.J.; MARTIN, A.E.; CONRAD, SEGAL, L.; CREELY, J.J.; MARTIN, A.E.; CONRAD, C.M. An empirical method for estimating the degree of crystallinity of native cellulose using the X-ray diffractometer. Textile Research Journal, v.29, n.10, p.786-794, 1959.
LENGOWSKI, E. C. CARACTERIZAÇÃO E PREDIÇÃO DA CRISTALINIDADE DE CELULOSE ATRAVÉS DE ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO E ANÁLISE MULTIVARIADA. 2012. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal.
