Diferentes processos de branqueamento da celulose e seus efeitos nas propriedades físicas e cristalinidade

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Marco Antonio Bandeira Azevedo
• Orientador(a): Vanya Marcia Duarte Pasa
• Banca de defesa: Jose Livio Gomide, Maria Lucia Bianchi, Fernando Carazza, Fabiano Vargas Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Cristalinidade da celulose; branquamento de polpa; produção de papel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-95JVPB

O segmento de polpas celulósicas destinadas à fabricação de papéis sanitários, de impressão e escrita representa quase a totalidade da produção nacional de celulose Kraft branqueada, sendo que para isso utiliza-se como matéria-prima quase que exclusivamente a madeira de eucalipto, que apresenta excelente qualidade e elevada produtividade. A conversão de regiões cristalinas em amorfas tende a aumentar a absorção de água pela fibra, o que é favorável na fabricação de papéis sanitários. Também pode favorecer o refino da polpa e reduzir o custo para a fabricação de papéis de escrita. O presente trabalho realiza uma pesquisa ampla da utilização de seis amostras de polpa celulósica marrom Eucalyptus grandis (A), Eucalyptus dunni (B), Eucalyptus urograndis (C), Eucalyptus urograndis com pré-hidrólise (G), Pinus taeda (H) e pinus taeda sulfito (J) como matéria-prima para a produção de celulose branqueada, tendo como objetivo principal o estudo da cristalinidade durante o branqueamento das polpas. Foram estudadas três sequências de branqueamento: ODHT(EP)DP como sequência referência, O(ZE)DPa como sequência 1 e OPMo(ZE)D como sequência 2. O acompanhamento das modificações na estrutura cristalina da celulose foi por análise de difração de raios X. Os resultados obtidos da deslignificação com oxigênio para as diferentes matérias-primas estão de acordo com os observados na literatura. Nota-se, uma eficiência de deslignificação entre 32% a 37,6% para as polpas A, B, C e H, enquanto as polpas G e J que são originados de polpações com pré-hidrólise e sulfito apresentaram uma redução de número kappa superior a 45%. Os níveis de reversão de alvura observados para as três sequências apresentaram comportamentos semelhantes para todas as polpas. As menores reversões foram observadas nas sequências referência. Com exceção da polpa H, que consumiu 1,1 a 4,8% de cloro ativo total. O desempenho da polpa H foi bem inferior às demais polpas. Além do maior consumo de cloro ativo total, apenas a sequência referência atingiu a alvura final de 90% ISO. Neste estudo, as polpas não apresentaram modificação no arranjo cristalino quando comparados os diferentes processos de branqueamento, apresentando valores de índices de cristalinidade diferentes. Isso significa que os diferentes agentes de branqueamentos agem de forma diferente sobre a celulose, afetando a cristalinidade, ou seja, a proporção das regiões cristalinas e amorfas em polpas celulósicas. As amostras A, C, G, H e J apresentaram maior índice de cristalinidade no final do branqueamento em comparação com as respectivas polpas marrons, com exceção da polpa B onde a cristalinidade final é menor. O estudo da decomposição térmica das polpas branqueadas mostra que existe uma relação entre o calor de desidratação das amostras de celulose e seus índices de cristalinidade. Não foi possível, no entanto, estabelecer qualquer relação entre o índice de cristalinidade e dimensão dos cristalitos com a estabilidade da celulose durante o branqueamento. Foram estudadas as propriedades físico-mecânicas da polpa C de Eucalyptus urograndis branqueadas pelas sequências ODHT(EP)DP, O(ZE)DPa e OPMo(ZE)D. Através dos resultados analisados da polpa C branqueada, a sequência referência (ODHT(EP)DP) se mostrou mais indicados para a produção de papel para imprimir e escrever, as sequências 1 e 2 (O(ZE)DPa e OPMo(ZE)D) para a produção de papéis sanitários (tissue).