Obtenção e caracterização de fibras de celulose regenerada utilizando resíduo têxtil e líquidos iônicos

Abstract

A produção de fibras de celulose regenerada a partir da dissolução prévia de materiais com alto teor de celulose, como o resíduo de algodão, em líquidos iônicos, demonstra sua importância tanto a nível científico, quanto a nível industrial, já que representa uma alternativa aos processos convencionais atualmente utilizados, agressivos tanto ao homem quanto ao meio ambiente. Neste trabalho, resíduos do processo de peluciamento do algodão foram utilizados na obtenção de filamentos de celulose regenerada através do processo de dissolução utilizando o líquido iônico 1-etil-3-metilimidazolio (Emim-Cl) e os solventes polares apróticos Dimetilsulfóxido (DMSO) e N,N-Dimetilformamida (DMF) como cossolventes, em diferentes proporções (30%, 50% e 70%) em relação à massa do líquido iônico. O algodão foi adicionado ao líquido iônico a uma concentração de 3% em relação (m/m) e a dissolução ocorreu em temperatura de 110°C por um período médio de 1 hora 30 minutos. Após esse período foi adicionado o cossolvente e a solução foi mantida por mais 10 minutos em reação. A solução era, então, inserida em uma seringa para a extrusão dos filamentos com o auxílio de uma bomba infusora, em banho de coagulação de água deionizada. Os filamentos obtidos foram avaliados com relação ao seu grau de polimerização, espessura, densidade linear, propriedades mecânicas, microscopias eletrônicas de varredura (MEV), difração de raios X (DRX) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As melhores condições de processamento foram obtidas utilizando uma concentração de 50% de DMSO. As micrografias dos filamentos apresentaram uma estrutura densa, bem homogênea e sem a presença de poros ou fibras não dissolvidas. Os ensaios mecânicos demonstraram que as amostras não apresentaram diferenças significativas com relação a resistência à tração e a tenacidade, indicando que os diferentes cossolventes e as diferentes concentrações utilizadas não resultam em mudanças expressivas dessas propriedades. Houve uma redução do grau de polimerização da celulose regenerada e a análise de DRX indicou uma redução da cristalinidade e mudança de celulose tipo I para a celulose tipo II, o que foi confirmado pela análise de FTIR. De forma geral, verificou-se que é possível obter filamentos de celulose regenerada de resíduo industrial têxtil utilizando líquidos iônicos e solventes polares apróticos como cossolventes.