63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 2. Química Ambiental

OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE NANOFIBRAS DE CELULOSE DERIVADAS DE RESÍDUOS DE CASCA DE ARROZ

Rafael Abra de Campos 1 Flávio Aparecido Rodrigues 2

1. Núcleo de Ciências Ambientais, Universidade de Mogi das Cruzes - UMC 2. Prof. Dr./Orientador - Núcleo de Ciências Ambientais – UMC

INTRODUÇÃO:

A casca de arroz é uma das fontes naturais mais abrangentes de biomassa. Estima-se que anualmente sejam geradas aproximadamente 580 milhões de toneladas em todo o mundo. O Brasil responde pela produção anual de aproximadamente 11 milhões de toneladas de casca de arroz. Indústrias que utilizam fibras procuram materiais renováveis e de baixo custo como alternativa às fibras sintéticas. Fibras naturais como o algodão necessitam de grandes áreas para plantação e água, além de outros recursos naturais. Fibras sintéticas derivadas do petróleo consomem mais energia que as fibras naturais. A casca de arroz é um material composto por aproximadamente 10% de sílica e 90% de material orgânico, principalmente celulose, hemi-celulose e lignina, entre outros. Em nosso grupo de pesquisa foi desenvolvido um método para a utilização da sílica derivada da casca de arroz para a síntese de cimentos. Por outro lado, tem sido estudada a utilização do material orgânico para a preparação de outros compósitos. O método para extração de sílica gera um resíduo orgânico rico em fibras de celulose, que equivale a aproximadamente 90% da massa total da casca de arroz. Este trabalho teve por objetivo a extração, preparação e caracterização de nanofibras de celulose obtidas a partir da casca de arroz.

METODOLOGIA:

Método de extração do material orgânico Foi utilizado o método usual de extração de sílica em meio alcalino, a casca de arroz in natura foi tratada em solução de NaOH 1mol.L-1 à ebulição por 1 hora, obtendo desta forma o resíduo orgânico remanescente. Obtenção de fibras Foi inicialmente utilizado o método descrito por Reddy e Yang; neste processo o material orgânico restante, do processo de extração de sílica, foi tratado em solução de NaOH 1mol.L-1 à ebulição e agitação de 1500 rpm pelo período de duas horas. Após o tratamento do material orgânico as fibras extraídas foram separadas do material restante por filtragem em peneira granulométrica com abertura de 25 mm/µm (Bertel); em seguida, este material foi disperso em água deionizada (0,1mL de fibras para 10mL de água deionizada). Caracterização das fibras As fibras foram caracterizadas por microscopia de força atômica (AFM, Shimadzu SPM 9600). As principais características avaliadas foram: distribuição do tamanho das fibras, diâmetro e topografia.

RESULTADOS:

As imagens obtidas por microscopia de força atômica mostram que foi possível a obtenção de nanofibras de celulose, utilizando o método desenvolvido neste trabalho. Observou-se a formação de aglomerados de fibras, o que ocorreu devido ao método utilizado. Por outro lado, o diâmetro das fibras, em média, é inferior a 200 nm, sugerindo que as mesmas possam ser utilizadas com sucesso em compósitos, especialmente no que se refere à melhoria de propriedades mecânicas e durabilidade.

CONCLUSÃO:

As nanofibras obtidas e caracterizadas neste projeto apresentam varias características promissoras, devido às suas dimensões e características físicas.

Palavras-chave: Casca de Arroz, Fibras Naturais, Celulose.