FILMES DE NANOFIBRILAS DE CELULOSE E MICROSSÍLICA DO RESÍDUO DO AÇAÍ COM ALTA REATIVIDADE SUPERFICIAL
Euterpe oleraceae. Micropartículas. Fibras lignocelulósicas. Sílica.
A cadeia produtiva do açaí gera de grandes quantidades de resíduos compostos por fibras lignocelulósicas e sementes, com potencial para o desenvolvimento de bioprodutos. O objetivo do trabalho foi desenvolver filmes biodegradáveis a partir da combinação de dois materiais provenientes do resíduo do despolpamento do açaí, nanofibrilas de celulose e micropartículas de sílica. As fibras foram submetidas a tratamentos alcalinos com hidróxido de sódio (NaOH) e branqueamento com peróxido de oxigênio (H2O2). A nanocelulose foi produzida por meio da desfibrilação mecânica das fibras, com cinco passagens no grinder Supermasscolloider. Três composições do resíduo foram submetidas à produção de microssílica: a) sementes + fibras lignocelulósicas; b) fibras lignocelulósicas; e c) sementes. As amostras foram submetidas sequencialmente aos seguintes procedimentos: tratamento com (2N) HCl; tratamento térmico a 650 °C por 3 h; tratamento com (6N) HCl para formação do silicato de sódio (Na2SiO3) por meio da agitação magnética em solução 2.5N de NaOH, formando o gel com adição de ácido sulfúrico (H2SO4); e secagem em estufa. Os filmes nanocompósitos de nanofibrilas de celulose foram produzidos com concentrações diferentes de microssílica (2,5 %, 5 % e 10 %) pelo método casting. As seguintes caracterizações foram realizadas: microscopia eletrônica de varredura (MEV) para as fibras; microscopia eletrônica de transmissão para as nanofibrilas; espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, termogravimetria, MEV com espectroscopia por energia dispersiva e difração de raios X para as microssílicas; e ângulo de contato e propriedades físicas dos filmes. Os tratamentos químicos individualizaram as fibras e removeram extrativos orgânicos e inorgânicos da superfície. Foram obtidas nanofibrilas de celulose com aproximadamente 30 nm de diâmetro. A fração fibra do resíduo apresentou baixo rendimento da combustão, detecção de alta concentração de silício associado com as microestruturas globulares típicas da fibra do resíduo do açaí, com grupo funcional SiO2 de ocorrência predominante e na forma tetragonal e menor teor de massa degradada em atmosfera inerte, sem picos de degradação máxima acima de 100 °C. As frações sementes e sementes com fibras apresentaram difratogramas típicos de celulose e picos de degradação máxima, indicando altos teores de componentes orgânicos na sua composição. No entanto, silício e sílica foram detectados em baixas concentrações. As adições de 5% e 10% de microssílica (fração fibras) ou minerais (frações sementes e sementes com fibras) ocasionaram diminuição do ângulo de contato dos filmes. O oposto foi observado para 2,5%. A microssílica aumentou a absorção de água e permeabilidade dos filmes. Os minerais das duas outras frações diminuíram a absorção de água dos filmes, mas aumentaram a permeabilidade. Conclui-se que as fibras do resíduo do açaí são aptas como matéria-prima tanto para a produção de nanofibrilas de celulose, quanto microssílica cristalina. A combinação desses produtos gera filmes sustentáveis de alta reatividade. A adição de cinzas compostas de minerais múltiplos diminui a hidroficilidade dos filmes de celulose.