Acetato de celulose: síntese, caracterização e aplicação em filmes biodegradáveis
Data
2025-01-28
Autores
Silva, Ariane Cardoso da
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Resumo
O presente estudo teve como objetivo de sintetizar acetato de celulose a partir da celulose extraída da casca de aveia empregando-se processo hidrotérmico, inovador, livre de solvente e catalisador, e aplicar para obtenção de filmes biodegradáveis. A celulose foi extraída da casca de aveia empregando-se peróxido de hidrogênio alcalino como agente de deslignificação, um processo simples e ambientalmente amigável, livre de organoclorados, que resultou na obtenção de materiais com alto teor de celulose (=83%) e redução significativa dos teores de hemicelulose e lignina. A partir de celulose nativa (CN) foram produzidas as amostras de acetato de celulose (AC), por acetilação hidrotérmica, com tempos de reação de 1 e 2 horas, denominadas de AC1h e AC2h, respectivamente. A acetilação hidrotérmica da celulose resultou na obtenção de monoacetatos de celulose, apresentando graus de substituição variando de 0,28 a 0,37. Essa modificação proporcionou um aumento na solubilidade em solventes orgânicos, na hidrofobicidade, sem alterar a morfologia e cristalinidade. Em seguida, os AC foram empregados para a obtenção de filmes biodegradáveis que, assim como as demais amostras, foram caracterizados por meio de análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Os resultados da microscopia de CN indicaram uma desestruturação do complexo lignocelulósico após o processo de extração, nos quais as fibras de celulose ficaram individualizadas e mais evidentes. Nas amostras de AC, observou-se uma rugosidade na superfície das fibras de celulose, no entanto, não foram observadas diferenças morfológicas importantes entre as amostras de AC1h e AC2h. Não foram observadas alterações na cristalinidade das amostras de AC na análise de DRX. Os espectros de FTIR confirmaram a extração da celulose nativa da casca de aveia, observando-se a redução das bandas características dos grupos alquila entre 2950-2850 cm⁻¹, associada à diminuição de resíduos não celulósicos. A acetilação da celulose foi comprovada pelo surgimento da banda característica do grupamento carbonila (C=O) em torno de 1700-1750 cm⁻¹. Considerando-se os filmes produzidos, a incorporação do glicerol como plastificante foi confirmada pela alteração na banda de estiramento entre 3200 e 3500 cm⁻¹, característica das interações de hidrogênio. Os filmes obtidos com a amostra acetilada em 1 h (AC1h) apresentaram uma melhor integridade estrutural quando comparados aos filmes produzidos a partir de AC2h, possivelmente devido às alterações estruturais decorrentes do tempo de reação, uma vez que a literatura aponta que tempos prolongados podem favorecer a degradação da celulose e a hidrólise parcial da estrutura molecular. Os resultados demonstraram o potencial dos filmes de acetato de celulose como materiais biodegradáveis e biocompatíveis, com possíveis aplicações em setores variados, como embalagens na área alimentícia e máscaras faciais na área cosmética
Descrição
Palavras-chave
Resíduos agroindustriais, Aveia, Celulose, Acetato de celulose, Filmes biodegradáveis