Dissertação
Lignin based copolymers by free radical polymerization, for sustainable carbon fibers EVALUATED
As fibras de carbono, que possuem elevada resistência e baixo peso, são compostas por finos filamentos contendo ~90% de carbono. O seu principal precursor, poliacrilonitrilo (PAN), é de origem fóssil, o que levanta questões ambientais e económicas. Este estudo explora um novo precursor de base-biológica, copolimerizando lenhina (LB), um subproduto da indústria do papel e derivado do processo LignoBoost, com bio-acrilonitrilo (bio-AN), via polimerização por radicais livres, seguindo um método adaptado da SGL Composites S.A. Fatores-chave como a ativação da lenhina, ordem de adição dos reagentes e reatividade dos grupos funcionais foram analisados. A utilização de lenhina despolimerizada (DLB), foi investigada devido à sua alta reatividade, atribuída ao menor peso molecular e maior funcionalização. Copolímeros com diferentes teores de LB ou DLB (3.4, 17.5 e 33% em massa) foram sintetizados e caracterizados em termos de peso molecular (Cromatografia de Permeação em Gel, GPC), estrutura molecular (Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, FTIR; Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear–Protão, 1H-NMR; e Análise Elementar, EA) e estabilidade térmica (Termogravimetria, TGA; e Calorimetria Diferencial de Varrimento, DSC). Os novos copolímeros mostraram maior estabilidade térmica, permitindo um processamento das fibras mais seguro e económico, diminuindo o calor libertado por intervalo de temperatura e as temperaturas onset (177.9–208.4°C e 222.3–229.2°C para copolímeros de LB e de DLB, respetivamente, versus 234.7ºC para o PAN).Os copolímeros de DLB demonstraram-se mais polidispersos (3.34–3.88), com maiores pesos moleculares (84731–112329 g/mol) e maior incorporação de lenhina (22–67%) face aos copolímeros de LB (55 335–65 379 g/mol, 2.26–2.97, 21–28%).
novembro 21, 2024, 9:0
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Orientação
