Desenvolvimento de filamentos sustentáveis para impressão 3D a partir de PLA e lignina Kraft modificada

• Processo: 20/11960-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2020
• Vigência (Término): 31 de maio de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Júlia Rocha Gouveia
• Beneficiário: Júlia Rocha Gouveia
• Empresa Sede: Entropic Solutions - Tecnologias a Partir de Biomassa Ltda
• CNAE: Fabricação de artefatos de material plástico não especificados anteriormente
• Vinculado ao auxílio: 20/00876-7 - Desenvolvimento de filamentos sustentáveis para impressão 3D a partir de PLA e lignina kraft modificada, AP.PIPE
• Assunto(s): Impressão tridimensional Materiais compósitos de matriz polimérica Polímeros (materiais) Lignina Ácido láctico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: acetilação de lignina | esterificação de lignina | impressão 3D | Lignina Kraft | polímeros renováveis | Materiais poliméricos renováveis

Resumo

Flexibilidade de projeto, redução de desperdício de materiais e possibilidade de produção de estruturas complexas são algumas das características que tem impulsionado o uso e, consequentemente, o mercado de impressão 3D. Por outro lado, o número de materiais adequados para essa técnica ainda é limitado, devido ao restrito conjunto de propriedades necessárias para o processo, já que o material deve apresentar propriedades mecânicas e reológicas específicas, quando nos estados sólido e fundido, respectivamente. Além disso, os materiais mais empregados nessa função são, normalmente, de origem fóssil, o que vai contra a tendência atual da busca por materiais de origem renovável. Ao mesmo tempo, o desenvolvimento de materiais a partir de lignina tem se intensificado, devido ao início de operação de plantas industriais deste polímero no Brasil e no mundo. Anualmente, são gerados 50 milhões de toneladas de lignina como subproduto da produção de papel e celulose, sendo que apenas 2% deste montante é utilizado em aplicações de alto valor agregado. Estudos recentes têm mostrado que a incorporação de lignina em compósitos poliméricos aumenta sua resistência mecânica e rigidez. Portanto, a utilização de lignina como matéria-prima para a produção de filamentos de compósitos de matriz polimérica para a impressão 3D aparece como uma oportunidade de otimizar propriedades, promover a revalorização desse abundante recurso renovável em um mercado em crescente expansão e buscando por materiais com maior resistência mecânica, estabilidade e custo reduzido. Nesse cenário, insere-se esse projeto que tem como objetivo viabilizar o uso de lignina em alta concentração em compósito com Poli(Ácido Láctico) (PLA), material já utilizado para impressão 3D e também de origem renovável. Como a compatibilidade entre lignina e PLA é relativamente baixa, foram propostas três modificações químicas da lignina que devem reduzir essa limitação. Ao término desse projeto, espera-se encontrar o melhor método de modificação de lignina para a fabricação de filamento renovável para impressão 3D com propriedades semelhantes aos materiais que já são comercializados, comprovando assim a viabilidade do desenvolvimento desse produto inovador. (AU)