Obtenção de fibra de carbono a partir da lignina do bagaço de cana-de-açúcar

Como maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, o Brasil também é o país com maior geração de resíduo dessa gramínea. Seu bagaço tem sido queimado em caldeiras para aproveitamento energético, subaproveitando seu potencial. No entanto, com o avanço das biorrefinarias, essa biomassa tem alcançado melhor aplicação tornando-se matéria-prima do etanol de segunda geração. Essa tecnologia desestrutura o complexo lignocelulósico do bagaço, aproveitando as frações de hemicelulose e celulose, porém gerando como novo subproduto, a lignina. Essa macromolécula, presente em todos os vegetais vasculares, é o segundo material orgânico mais abundante na natureza e também tem sido destinado à queima para obtenção de energia. No entanto, uma aplicação nobre para a lignina tem sido o aproveitamento de sua natureza aromática e alto teor carbônico, como um precursor de fibras de carbono.

A lignina do bagaço foi extraída em uma das etapas de pré-tratamento da biomassa para geração do etanol celulósico. Após isolar a lignina e purificá-la, parte do material foi esterificado com cloreto de octanoíla e cloreto de lauroíla, para avaliar aquele que ofereceria melhor propriedade da fibra de carbono final. As três amostras de lignina foram submetidas a análises de caracterização. O percentual de cinzas da lignina trabalhada foi de 1,25%. A análise de TGA apresentou em todas as amostras 3 etapas térmicas de degradação, bem como diferentes percentuais de perda mássica. O DSC forneceu as temperaturas de transição vítrea das ligninas pura e lauroilada, não tendo sido possível obter a da lignina octanoilada. O DRX corroborou a estrutura amorfa dos materiais. As técnicas de UV, IV e RMN demonstraram a efetividade da reação de esterificação sugerindo maior rendimento para a lignina octanoilada. A análise elementar forneceu maior percentual carbônico para a lignina lauroilada. Obtiveram-se extrudados das amostras em diferentes temperaturas e pressões. Os fios foram, subsequentemente, submetidos à termoestabilização e carbonização. Os materiais obtidos foram analisados morfologicamente com um MEV e análise elementar, de forma a avaliar se foram alcançados os parâmetros desejados da fibra de carbono.

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