Lignina organosolv de Eucalyptus dunnii maiden, alternativa para a síntese de adesivos de poliuretano para madeira

Abstract

Resumo: Por muitos anos a lignina tem sido utilizada como combustível para a geração de energia na indústria da celulose. Porém no transcorrer dos anos, as empresas de celulose têm aumentado a capacidade produtiva, isto traz como conseqüência que, algumas delas tenham excedentes de lignina que pode ser aproveitada na obtenção de outros materiais. Atualmente são comercializadas as ligninas técnicas (lignina Kraft e lignosulfonatos) que têm mercado específico como agentes de flotação, dispersante, condicionadores de solos, carga de alguns materiais e polímeros, inclusive adesivos de fenol formol. Porém, estas ligninas contêm nas suas estruturas, compostos de enxofre o que pode atrapalhar seu desempenho ou a síntese desses subprodutos. É justo aqui que as ligninas livres de enxofre, como as Organosolv, podem ser uma alternativa interessante, porque além de serem livres de enxofre são mais puras e mais reativas com grande número de grupos hidroxilas livres. O objetivo geral deste trabalho foi: a síntese e caracterização de poliuretanos adesivos para madeira a base de lignina. Sob a hipótese de que a lignina adicionada em diferentes proporções na formulação incrementará a resistência adesiva. Desta forma, madeira de Eucalyptus dunni Maiden, foi tratada pelo processo Organosolv para extrair lignina livre de enxofre por neutralização, evaporação e filtragem. As características químicas desta lignina foram avaliadas para estabelecer os parâmetros de reação na síntese dos poliuretanos. Foram sintetizados dois tipos diferentes de poliuretano de lignina com dois tipos de polióis: polibutadieno líquido hidroxilado (PBLH) e polietileno glicol (PEG) com di-isocianato tolueno (TDI). Segundo os resultados obtidos das provas de adesão dos poliuretanos sintetizados com lignina foram três vezes mais fortes do que o adesivo de poli vinil álcool (PVA) comercial para teores de lignina ate 5% no caso do poliuretano Lignina-PBHL e até 10% de lignina para Lignina-PEG

Abstract: The lignin had been used as fuel for energy generation in the pulp industry. However, pulp industries are increasing their production. Thus an excess of black liquor is generated as byproduct and could be used to isolate the lignin to be used in the production of several derivatives of it. Actually, technical lignins as Kraft and lignosulfonate are commercialized for different products, as dispersants, soils restructuring, filler in polymeric materials and adhesives for wood products, etc. Nevertheless, these lignins have sulfur in their chemical structure which could decrease the byproducts performance. Here is a good chance for isolated lignins by the Organosolv pulping process; because of these, sulfur free lignins are more pure and reactive. The objective of this work was the syntheses of polyurethane-lignin adhesive for wood. Our hypothesis is: The addition in different amount of Organosolv lignin during polyurethane synthesis can improve the adhesives properties. Eucalyptus dunnii Maiden, wood chips were cooked by two stages Organosolv pulping process. Organosolv sulfur free lignin was isolated by neutralization, evaporation and filtration of the black liquor. Chemical characteristics of lignin were evaluated in order to establish stechiometric parameters during polyurethanes production. Two different kind of lignin-polyurethanes films were synthesized, using: hydroxyl terminated polybutadiene (HTPB) and Polyethylene glycol and Toluene diisocyanate as agent urethane production. The adhesion and stress-strain properties for the polyurethanes-lignin films obtained were three times higher than commercial polyvinyl acetate (PV A) for 5% lignin amount for HTPB-lignin and 10% lignin amount for lignin-PEG.