Síntese e caracterização da poli (acrilonitrila-g-lignina) via polimerização em solução visando a obtenção de materiais carbonosos
Data
2016-02-16
Autores
Oliveira, Taila Silverio de 
Orientadores
Oliveira, Mauricio Pinheiro de Oliveira
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Considering the growing scientific and industrial interests involving the incorporation of organic materials from renewable sources to produce hybrids polymers, the present work aims to synthesize this class of organic/organic type, via solution polymerization of acrylonitrile (ACN) with different concentrations of Kraft lignin. This study aims to obtain poly(acrylonitrile-g-lignin) (PAL or PAN-Lig) for future application in the carbon materials production. Lignin samples obtained from different isolation methods (acid lignin: LA and basic lignin: LB) were characterized related to solubility, thermogravimetric (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), atomic absorption spectroscopy (AAS), infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR) e gel permeation chromatography (GPC). Then different mass concentrations of ACN and lignin (LA) were used in the polymerization, respectively, in the ratio of: 100/0; 90/10; 85/15; 75/25, 65/35 and 50/50, synthesizing the polyacrylonitrile (PAN) and PAN-Lig copolymers. The obtained polymers were evaluated by AAS, elemental (CNHS), TGA, DSC, solid content and polymeric global conversion, FT-IR, GPC and immediate chemical analyses. The results show that it is possible to obtain copolymers of ACN grafted with lignin and also that the lignin insertion in PAN confers good properties to the formed copolymer. Among the ratios of lignin/ACN studied, the 75/25-copolymer (PAN-25Lig) showed the most promising results to be applied as a carbon material precursor.
Diante dos crescentes interesses científico e industrial de incorporação de materiais orgânicos, oriundos de fontes renováveis, na obtenção de polímeros híbridos, o presente trabalho tem como objetivo a síntese dessa classe de polímeros do tipo orgânico/orgânico, via polimerização em solução, da acrilonitrila (ACN) com diferentes concentrações de lignina Kraft. Este estudo visa contribuir com a obtenção de poli(acrilonitrila-g-lignina) (PAL ou PAN-Lig) para futura aplicação na obtenção de materiais carbonosos. Amostras de ligninas obtidas por diferentes métodos de isolamento (lignina ácida: LA e lignina básica: LB) foram caracterizadas com relação à solubilidade, análises termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção atômica (EAA), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e cromatografia de permeação em gel (GPC). Em seguida, diferentes concentrações em massa de ACN e lignina (LA) foram empregadas nas polimerizações, respectivamente, nas relações em porcentagem de: 100/0; 90/10; 85/15; 75/25; 65/35 e 50/50, sintetizando os polímeros de poliacrilonitrila (PAN) e PAN-Lig. Os polímeros obtidos foram avaliados em relação às análises de EAA, elementar (CNHS), TGA, DSC, teor de sólidos e conversão global polimérica, FT-IR, GPC e análise química imediata. Os resultados obtidos mostram que é possível obter copolímeros de ACN enxertados de lignina e que a inserção de lignina na PAN confere boas propriedades para o copolímero formado. Dentre as proporções de ACN/lignina LA estudadas, o copolímero 75/25 (PAN-25Lig) apresentou os resultados mais promissores para aplicação como precursor de material carbonoso.
Diante dos crescentes interesses científico e industrial de incorporação de materiais orgânicos, oriundos de fontes renováveis, na obtenção de polímeros híbridos, o presente trabalho tem como objetivo a síntese dessa classe de polímeros do tipo orgânico/orgânico, via polimerização em solução, da acrilonitrila (ACN) com diferentes concentrações de lignina Kraft. Este estudo visa contribuir com a obtenção de poli(acrilonitrila-g-lignina) (PAL ou PAN-Lig) para futura aplicação na obtenção de materiais carbonosos. Amostras de ligninas obtidas por diferentes métodos de isolamento (lignina ácida: LA e lignina básica: LB) foram caracterizadas com relação à solubilidade, análises termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção atômica (EAA), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e cromatografia de permeação em gel (GPC). Em seguida, diferentes concentrações em massa de ACN e lignina (LA) foram empregadas nas polimerizações, respectivamente, nas relações em porcentagem de: 100/0; 90/10; 85/15; 75/25; 65/35 e 50/50, sintetizando os polímeros de poliacrilonitrila (PAN) e PAN-Lig. Os polímeros obtidos foram avaliados em relação às análises de EAA, elementar (CNHS), TGA, DSC, teor de sólidos e conversão global polimérica, FT-IR, GPC e análise química imediata. Os resultados obtidos mostram que é possível obter copolímeros de ACN enxertados de lignina e que a inserção de lignina na PAN confere boas propriedades para o copolímero formado. Dentre as proporções de ACN/lignina LA estudadas, o copolímero 75/25 (PAN-25Lig) apresentou os resultados mais promissores para aplicação como precursor de material carbonoso.
Descrição
Citação
OLIVEIRA, Taila Silverio de. Síntese e caracterização da poli (acrilonitrila-g-lignina) via polimerização em solução visando a obtenção de materiais carbonosos. 2016. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São José dos Campos, 2016.