TÍTULO: AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE FORMADORA DE FILMES DE ACETATO DE CELULOSE OBTIDO A PARTIR DAS FIBRAS DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

AUTORES: Moreira Brito, I. (UFVJM) ; Pinheiro da Silva, A. (UFVJM) ; França Antunis, A. (UFVJM) ; Moreira Britto, M. (UFVJM)

RESUMO:Uma das formas possíveis de produção de filmes biodegradáveis é através da modificação química da celulose que, por meio de uma reação de acetilação, se transforma em acetato de celulose. O objetivo deste trabalho é a avaliação da capacidade formadora de um filme polimérico de acetato de celulose. Em todas as metodologias, exceto em uma, o acetato de celulose formado era insolúvel ou parcialmente insolúvel em acetona e insolúvel em clorofórmio, o que pode ser devido a um baixo grau de acetilação da molécula de celulose. A adição de sorbitol conferiu ao filme certa maleabilidade que foi perdida posteriormente devido a uma provável hidrólise do filme formado. É possível concluir, então, que há a possibilidade de formação de um filme polimérico maleável e resistente ao toque.

PALAVRAS CHAVES: FILME; ACETILAÇÃO; ACETATO DE CELULOSE

INTRODUÇÃO:Os filmes biodegradáveis surgem como uma alternativa aos produzidos por polímeros sintéticos, em casos nos quais a reciclagem não é praticada ou inviável economicamente, dentre os polímeros mais utilizados estão como polietileno, polipropileno, poli(cloreto de vinila) e poli(tereftalato de etileno) que permanecem inalterados física e quimicamente por vários anos. Estes podem ser produzidos por métodos sintéticos ou obtidos a partir de fontes naturais como o amido e a celulose, podendo sofrer variadas modificações estruturais dando origem a uma série de polímeros semi-sintéticos. Dentre os polímeros de origem natural a celulose constitui um dos mais importantes e promissores devido às suas características estruturais. A celulose pode ser obtida a partir de diversos tipos de matérias-primas como algodão, sisal, cana-de-açúcar, dentre outros. Dentre os diversos métodos para preparação de um filme polimérico podemos destacar a formação realizada a partir de soluções ou dispersões coloidais. Nesta metodologia, freqüentemente empregada em laboratório, a solução do polímero é espalhada sobre a superfície de uma placa de vidro e o solvente é removido por evaporação, deixando uma camada polimérica delgada. As características do filme obtido dependem não apenas das propriedades estruturais da cadeia polimérica, dependem também da influência de aditivos que são adicionados à massa polimérica de modo a conferir ao produto final as características desejadas. Estes aditivos podem ter natureza plastificante, lubrificante, estabilizante, dentre outros. O presente trabalho trata da avaliação da capacidade formadora de filmes de acetato de celulose, a partir da modificação química na estrutura da celulose, obtida do bagaço da cana-de-açúcar.

MATERIAL E MÉTODOS:Deslignificação: Uma solução de água com H2SO4 foi adicionada ao bagaço de cana- de-açúcar previamente cortado e colocadas em um balão de fundo redondo, a mistura foi mantida sob refluxo por 10 minutos a 100°C. A solução foi retirada e o bagaço remanescente contido no balão foi lavado com água destilada. Posteriormente uma solução de NaOH com água foi adicionada ao balão e a mistura foi novamente colocada sob refluxo por 1 hora. O composto foi filtrado e lavado com água quente e em seguida, deixou-se secar em placa de petri à temperatura ambiente. Acetilação: Em um balão de fundo chato foi colocado uma solução de anidrido acético, H2SO4 e ácido acético juntamente à cana-de-açúcar deslignificada. A mistura foi mantida sob agitação por 1 hora. A mistura obtida foi filtrada para retirada do material não solubilizado. Ao filtrado foi adicionado água pra promover a precipitação, e o precipitado foi filtrado novamente. O precipitado filtrado foi colocado em placa de petri para secar à temperatura ambiente. Preparação do filme: Fez-se uma mistura de sorbitol e acetona em um tubo de ensaio, agitou-se com o objetivo de fazer o sorbitol diluir ao máximo, a parte não dissolvida foi filtrada. Paralelamente todo o acetato de celulose obtido da etapa anterior foi dissolvido em um pouco de acetona. Posteriormente o filtrado obtido da mistura sorbitol e acetona foi adicionado ao acetato de celulose dissolvido, homogeneizou-se a solução e colocou-a em placa de petri que foi vedada. Após 3 dias formou-se um filme amarelo que foi retirado facilmente da placa.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:No processo de deslignificação observa-se variação na coloração da solução ao final da reação, sendo que nos procedimentos onde se utiliza uma concentração maior de NaOH, uma solução amarelo mais intensa se formava. Com soluções mais diluídas de NaOH, uma solução amarela mais clara se formava, de modo que a concentração do NaOH tem um efeito significativo no processo de deslignificação. As fibras obtidas imediatamente após a deslignificação apresentavam-se mais limpas. Ao final, as fibras apresentavam-se claras, mais flexíveis quando ainda hidratada, intumescida pela absorção de água. Após alguns dias a fibra seca apresentava-se mais clara e quebradiça. A baixa solubilidade destas fibras em acetona ou clorofórmio é um indicativo que a acetilação da fibra foi realizada em grau ineficiente. Um baixo grau de acetilação poderia deixar uma quantidade significativa de grupos hidroxila remanescentes, aumentando por conseqüência a polaridade da fibra e reduzindo, desta forma, sua solubilidade em solventes com a acetona e o clorofórmio. Um tempo maior para promover uma acetilação eficiente poderia ser empregado, contudo um tempo maior poderia acarretar em hidrólise da cadeia polimérica reduzindo com isso a massa molar e como conseqüência a não formação do filme. O filme continha um ligeiro odor de ácido acético. Desta forma, o filme formado, com o passar do tempo começou a perder a maleabilidade e foi tornando- se quebradiço.O filme hidrolisado foi novamente solubilizado em acetona, mas desta vez a amostra apresentou baixa solubilidade e o filme não foi formado, indicando mais uma vez a hidrólise das fibras de acetato de celulose.

CONCLUSÕES:Dentro dos limites do experimento podemos concluir que é possível a obtenção de filmes com maleabilidade e boa resistência ao toque a partir do bagaço de cana de açúcar. Contudo a quantidade de agente acetilante bem como as condições nas quais a acetilação ocorre é um fator decisivo para a formação do filme, bem como as propriedades conferidas a ele. O tempo de reação, a quantidade de agente acetilante, a ação do plastificante e a purificação das fibras são questões muito importantes a serem avaliadas, visto que de acordo com suas quantidades é que teremos ou não a formação do filme.

AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Departamento de Química da UFVJM pelo espaço cedido.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:FECHINE G. J. M. A era dos polímeros biodegradáveis. Revista plástico moderno. São Paulo, n. 423, Janeiro 2010. Disponível em: <http://www.plasticomoderno.com.br/revista/pm423/tecnica/tecnica02.html> Acesso em: 11 out. 2011.
MEDEIROS, C. Avaliação da qualidade de filmes a base de amido de milho quimicamente modificado. 2007. Monografia (Graduação em Engenharia de Materiais). UNILESTE.