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Tipo do documento: Dissertação
Título: Produção de bioplastificantes empregado diferentes catalisadores (enzimáticos e químicos) e aplicação na preparação de filmes poliméricos
Autor: SABI, Guilherme José 
Primeiro orientador: MENDES, Adriano Aguiar
Primeiro coorientador: SILVA, Washington Azevêdo da
Primeiro membro da banca: KRIEGER, Nádia
Segundo membro da banca: TARDIOLI, Paulo Waldir
Resumo: O objetivo principal deste estudo foi a produção de compostos com propriedades plastificantes a partir óleos vegetais e seus derivados (ésteres decílicos) para aplicação na produção de filmes de poli(cloreto de vinila). O trabalho experimental proposto foi dividido em duas principais etapas. Na primeira etapa, foi realizada a produção de ésteres decílicos via hidroesterificação enzimática dos óleos de soja refinado (OSR) e de fritura (OF). Este processo consiste na sequencial hidrólise enzimática dos óleos catalisada por lipase de Candida rugosa (LCR) e esterificação dos ácidos graxos obtidos (AGL) em meio isento de solventes. Na etapa de esterificação, o biocatalisador heterogêneo foi preparado por adsorção física de lipase de Thermomyces lanuginosus (LTL-SiO2) em partículas de sílica de casca de arroz. De acordo com os resultados, completa hidrólise dos óleos foi observada após 180 min de reação. Máxima conversão dos AGL da ordem de 86%, foi observada após 90-150 min de reação. O biocatalisador preparado reteve 10% e 40% de sua atividade residual após 15 bateladas sequenciais de esterificação empregando AGL de óleo de fritura e óleo de soja refinado, respectivamente. Na segunda etapa, diferentes materiais com propriedades plastificantes foram produzidos via epoxidação in situ de óleos vegetais (OSR e OF) e seus derivados (ésteres decílicos) empregando catalisadores químicos como H2O2 e ácido fórmico. Os materiais epoxidados foram utilizados como plastificantes na preparação de filmes de PVC (via processo casting). Nas condições reacionais testadas, parcial conversão das duplas ligações presentes na estrutura dos ácidos graxos entre 32,5%-36,4% e 42% para os óleos vegetais e ésteres decílicos, respectivamente, foram obtidos. A porcentagem de grupos epóxi introduzidos (IEexp.) foi de apenas 2% para todas as amostras testadas. Por outro lado, a seletividade do processo de epoxidação foi da ordem de 85%, exceto para o óleo de fritura epoxidado (70,1%). Os filmes de PVC foram preparados e aqueles obtidos com óleos vegetais epoxidados apresentaram aparentemente maior flexibilidade e transparência. As estratégias propostas neste trabalho podem ser bastante promissoras na preparação de ésteres com propriedades plastificantes a partir de matérias-primas renováveis empregando catalisadores biológicos (lipases) e químicos (H2O2 e ácido fórmico) para a produção de filmes poliméricos (PVC) de grande interesse industrial.
Abstract: The main objective of this work was to produce bioplasticizers from vegetable oils such as refined soybean oil (RSO), used soybean cooking oil (USCO) and their derivatives (decyl esters) aimed at preparing poly (vinyl chloride) films. Two main steps were proposed for the present experimental work. In the initial step, was consisted in producing decyl esters via enzymatic esterification of RSO and USCO. The process involved a sequential step of enzymatic oils hydrolysis using crude lipase extract from Candida rugosa (CRL) as catalyst and then the produced FFA was esterified in a solvent-free medium. For such a purpose, lipase from Thermomyces lanuginosus physically adsorbed on rice husk silica particles (TLL-SiO2) was used as heterogeneous biocatalyst and exhibited an immobilized protein concentration of around 28 mg g-1 of support at fixed initial protein loading (40 mg g-1 of support). Complete oils hydrolysis has been achieved after 180 min of reaction and maximum FFA conversion percentage of around 86% has been reached after 90-150 min of reaction. The resulting biocatalyst retained only 10% and 40% of its residual activity after 15 successive esterification batches using FFA from USCO and RSO, respectively. In the second step, different materials having plasticizing properties were produced via epoxidation in situ of vegetable oils (RSO and USCO) and their derivatives (decyl esters) using chemical catalysts (H2O2/formic acid). Epoxidized materials were then used as bioplasticizers to prepare flexible PVC films via a casting process. Resultsindicate that there was a partial conversion of double bonds into oxirane groups of 32.5%-36.4% and 42% for vegetable oils and decyl esters, respectively. The percentage of introduced epoxy groups (IEexp.) was only 2% for all samples tested. On the other hand, their selectivity was around 85%, except for epoxidized USCO (70,1%). PVC films were prepared and those obtained using epoxidized vegetable oils apparently showed greater flexibility and transparency. Moreover, these strategies can be quite promising for producing several bioplasticizers from renewable raw materials (RSO and USCO) through a chemoenzymatic process for further preparation of polymeric films (PVC) of industrial interest.
Palavras-chave: Bioplastificantes
Óleos vegetais
Ésteres decílicos
Epoxidação
Filmes de PVC
Área(s) do CNPq: QUIMICA::QUIMICA ORGANICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: SABI, Guilherme José. Produção de bioplastificantes empregado diferentes catalisadores (enzimáticos e químicos) e aplicação na preparação de filmes poliméricos. 2022. 104 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2110
Data de defesa: 29-Jul-2022
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