Efeito da utilização de complexos com celulose nanofibrilada e polieletrólito nas propriedades de papéis de fibra longa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ferreira, Isabela Cabral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Papel - Testes; Embalagens de papel; Celulose; Carga e distribuição elétrica; Papel e Celulose
• Link de acesso: https://locus.ufv.br/handle/123456789/33766; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2025.121

Neste trabalho, foram avaliados complexos estruturados com celulose nanofibrilada (CNF) e polieletrólito catiônico (Poli-DADMAC), referido ao longo do texto por complexo CNF-P, sendo estes produzidos em sete níveis de razão de densidade de carga (q+/q-), com o objetivo de melhorar as propriedades de papéis para embalagens. Além do efeito na qualidade do papel, foi avaliado o efeito desses complexos nas variáveis operacionais de retenção e drenagem da suspensão fibrosa. Para comparação, foram realizados ensaios de referência sem adição dos complexos CNF-P. Polpa de celulose de Pinus não branqueada, com grau de deslignificação correspondente ao número kappa médio de 95, foi utilizada nos ensaios. A polpa foi previamente refinada e lavada, para atingir o grau de refino correspondente ao °SR 19. Os complexos, em meio aquoso, foram formados a partir de CNF-P, esta última obtida a partir de fibra eucalipto branqueada. A execução do trabalho considerou as densidades de carga dos dois materiais em valores de pH e força iônica fixos (7,0 ± 0,5 e 10 ± 3 µS.cm-1, respectivamente) para avaliar a máxima retenção dos sólidos na estrutura do papel e sua qualidade por meio de interações, especialmente, eletrostáticas. Os complexos CNF-P, para os níveis 0/0; 100/0; 100/25; 100/50; 100/75; 100/100, 0/100 de razões de carga (q+/q-), resultou em suspensões com estruturas de equilíbrio com densidade de carga distintas quando comparadas às suspensões com os componentes isolados, CNF e polieletrólito. Essa associação possibilitou a formação de complexos com densidades de carga residual variadas, o que permitu diferentes graus de interação com as superfícies das fibras do papel, as quais estavam carregadas negativamente em meio aquoso. Os complexos melhoraram as propriedades do papel e as variáveis de processo estudadas, especialmente quando foi produzida com 3% de CNF base polpa, aumentando o índice de tração em ~20% (q+/q-=100/100) em relação à referência (q+/q-=0/0). Para resistência à passagem de ar, foi observado um aumento de ~165% (q+/q-=100/75), quando utilizado o mesmo nível de CNF-P, e redução da taxa de permeabilidade ao vapor d'água em ~15% (q+/q-=100/100), propriedade importante para papéis para embalagens de alimentos. Ainda, houve impacto positivo na retenção de sólidos da água drenada em ~229% (q+/q-=100/75) quando empregado o mesmo nível de 3% de CNF, permitindo maior reaproveitamento da água branca e redução do consumo específico de água. Palavras-chave: Nanotecnologia; Complexos com celulose nanofibrilada e polieletrólito catiônico; Papéis para embalagens; Retenção e drenagem; Resistência físico-mecânicas.