Valorização de ligninas de cana-de-açúcar como materiais termoplásticos

• Processo: 18/12516-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de novembro de 2020 - 31 de outubro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Convênio/Acordo: Ministério Federal da Educação e Pesquisa da Alemanha
• Pesquisador responsável: Antonio Aprigio da Silva Curvelo
• Beneficiário: Antonio Aprigio da Silva Curvelo
• Pesq. responsável no exterior: Peter Eisner
• Instituição no exterior: Fraunhofer-Gesellschaft, Alemanha
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Biomateriais Biorrefinarias Bagaço de cana-de-açúcar Lignina
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biomaterials | biorefinery | Industrial biotechnology | lignins | Sugarcane bagasse | thermoplastic materials | Química de Materiais Lignocelulósicos

Resumo

O padrão de vida da sociedade moderna é amplamente baseado em materiais feitos de plásticos funcionais. Para manter e melhorar este padrão, novas abordagens sustentáveis para a produção de materiais poliméricos devem ser consideradas. O uso de plásticos de base biológica é uma abordagem para lidar com esse problema. A lignina da biomassa é um dos polímeros naturais mais abundantes. Espera-se que, devido ao aumento da produção de bioetanol de segunda geração, uma nova fonte de lignina esteja cada vez mais disponível e supere a demanda. Devido à sua disponibilidade, preço baixo e propriedades únicas, várias tentativas foram feitas para usar lignina para produção de plástico. Apesar dos resultados promissores, a valorização da lignina foi muitas vezes dificultada devido à qualidade variável e à má processabilidade do polímero resultante. O principal objetivo deste projeto é a utilização da lignina da cana-de-açúcar como recurso biogênico para biomateriais termoplásticos. Este objetivo será alcançado através da aplicação de processos químicos e enzimáticos suaves para derivatizar as moléculas da estrutura molecular da lignina. Para isso, foram definidos 8 pacotes de trabalho, incluindo pré-tratamento e modificação da matéria-prima, bem como escalonamento, desenvolvimento e caracterização de material e avaliação econômica. O principal objetivo deste projeto é a conversão da lignina residual da cana-de-açúcar em um bioplástico de alta funcionalidade. Para atingir este objetivo global, os objetivos específicos são os seguintes: Proporcionar propriedades termoplásticas à lignina, utilizando uma combinação de tratamentos mecânicos, térmicos, químicos, enzimáticos e por solventes; Provando a viabilidade dos processos em escala piloto; Desenvolvimento de compostos e compósitos à base de lignina; Processamento termoplástico dos compostos por injeção e extrusão de moldes; Demonstração da funcionalidade do novo bioplástico usando protótipos. Isso permitirá que as equipes de pesquisa na Alemanha e no Brasil desenvolvam novas contribuições científicas, bem como as empresas para fornecer novos produtos e serviços baseados na valorização da lignina da cana-de-açúcar. (AU)