Biorrefinaria de lignina kraft modificada termicamente e fracionada para redução de emissão de formaldeído em adesivo a base de ureia
Authors:   , Almeida Êmilly Wakim 
Published: August 2024

O adesivo ureia-formaldeído é amplamente empregado na indústria de painéis reconstituídos de madeira devido à sua versatilidade e custo acessível. No entanto, suas principais desvantagens são a baixa resistência a umidade, que compromete sua resistência, e a emissão de formaldeído, uma substância cancerígena. Várias pesquisas são desenvolvidas para melhorar estes aspectos, com destaque para a adição de lignina na síntese do adesivo. O desafio para a utilização da lignina está relacionado à sua estrutura química complexa e com baixa reatividade, sendo necessário a realização de modificações químicas para melhorar seu desempenho para a aplicação na síntese adesiva. O objetivo deste estudo foi avaliar a adição de lignina kraft modificada termicamente e fracionada com solvente orgânico na síntese do adesivo de ureia- formaldeído. A dissertação está estruturada em três capítulos. O Capítulo 1 apresenta uma revisão bibliográfica sobre adesivo ureia-formaldeído, emissão de formaldeído e modificações da lignina para a aumentar a sua reatividade e homogeneidade, com foco na aplicação em adesivos. No capítulo 2, foi realizado o tratamento térmico do licor negro e posteriormente a precipitação da lignina kraft para ser utilizada na síntese adesiva. Foram produzidas formulações adesivas com diferentes porcentagens (0,5; 1,0 e 2,0%) de substituição de ureia pela lignina. Os adesivos foram caracterizados e a emissão de formaldeído foi quantificada. No capítulo 3, foi realizado o fracionamento com metanol da lignina kraft extraída do licor negro tratado termicamente. Foram sintetizados adesivos a base de ureia com diferentes porcentagens de substituição da ureia pela lignina fracionada (0,5; 1,0 e 2,0%), em duas etapas diferentes da síntese (inicial ou final). Por fim, avaliou-se as propriedades reológicas, mecânicas e a emissão de formaldeído dos adesivos produzidos. Dentre os resultados obtidos, o tratamento térmico do licor negro promoveu a desmetilação/desmetoxilação da lignina, caracterizando-a com grupos funcionais mais reativos. Os adesivos produzidos com essa lignina, tiveram incremento da viscosidade e redução do tempo de trabalho e armazenamento. A resistência ao cisalhamento dos adesivos formulados com 0,5% de lignina proveniente do licor negro tratado termicamente foi até 27% superior a testemunha e teve redução de até 97% na emissão de formaldeído. O fracionamento da lignina resultou em uma lignina com frações de massa molecular mais homogênea e menor teor de cinzas. As formulações adesivas produzidas com a lignina fracionada tiveram redução da viscosidade e do tempo de trabalho e aumento no tempo de armazenamento. A resistência ao cisalhamento dos adesivos com a lignina fracionada foi superior ao adesivo de ureia-formaldeído, com incremento de desempenho de até 41%, sendo os produzidos com a adição de lignina no início da reação de síntese os melhores resultados. A emissão de formaldeído foi reduzida em torno de até 88% para os adesivos com a lignina fracionada, para ambas as etapas de substituição. A utilização da lignina modificada quimicamente através do tratamento térmico do licor negro e do fracionamento na síntese adesiva, promoveu melhorias nas propriedades de resistência ao cisalhamento e redução da emissão de formaldeído livre, sendo uma alternativa para melhoria dos adesivos a base de ureia. Palavras-chave: Desmetilação; Desmetoxilação; Fracionamento com solvente; Resistência mecânica.