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Título: Estudos preliminares da liberação controlada de sulfato de amônio recoberto com poliuretano à base de lignina do endocarpo do coco seco para o uso como fertilizante agricola
Autor(es): Miranda, Isabela Pires
Orientador(es): Mazzetto, Selma Elaine
Coorientador(es): Souza Filho, Men de Sá Moreira de
Palavras-chave: Biomassa
Lignocelulósicos
Fertilizantes
Biodegradáveis
Data do documento: 2016
Citação: MIRANDA, I. P. (2016)
Resumo: Poliuretanos são materiais altamente versáteis, sintetizados a partir de um isocianato e um poliol, que possuem características únicas, tais como baixa densidade, baixa condutividade térmica e permeabilidade à umidade, alta razão força/peso e alta estabilidade dimensional, que permitem com que sejam utilizados na fabricação de diversos materiais de maior valor agregado, como espumas flexíveis, adesivos, revestimentos, selantes, elastômeros e ligantes. Devido à preocupação com o meio ambiente, a procura por materiais mais biodegradáveis tem crescido. A agroindústria do coco é responsável pelo grande empilhamento do endocarpo do coco seco nos aterros sanitários, o que vem causando vários problemas ambientais. O coco seco é rico em biomassa lignocelulósica. A lignina é um dos biopolímeros mais abundantes na natureza, e possui uma estrutura amorfa tridimensional formada por três tipos de monolignóis. Essas características, tornam a lignina um forte candidato para substituir polióis na síntese de poliuretanos, mesmo que parcialmente. Os fertilizantes de liberação controlada (CFL) são todo e qualquer material capaz de revestir fertilizantes com o intuito de obter uma liberação controlada do mesmo, de maneira eficiente e que seja altamente biodegradável. A utilização de poliuretanos à base de lignina como revestimento para liberação controlada de fertilizantes se deve às seguintes características: grau de reticulação, permeabilidade à água e alta biodegradablidade. A lignina foi extraída do endocarpo do coco seco pelo método organosolv. Os poliuretanos foram sintetizados utilizando tolueno diisocianato (TDI) e dois polióis: lignina e polietilenoglicol (PEG 400). Para obtenção do CFL adicionou-se sulfato de amônio (NH4)2SO4 à síntese de poliuretano. Para caracterização realizou-se testes para obtenção do grau de relticulação (GR%) e grau de inchamento (GI%), utilizou-se técnicas de Infravermelho médio por Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os ensaios de liberação controlada utilizaram as técnicas de Espectrofotometria UV-Vis para monitorar os avanços na liberação dos nutrientes. De acordo com as análises realizadas, os poliuretanos tiveram resultados satisfatórios em relação à porosidade, grau de reticulação, grau de inchamento, morfologia superficial e capacidade de liberar (NH4)2SO4 controladamente, demonstrando que a metodologia desenvolvida nesse trabalho é viável e que ensaios em campo já podem ser iniciados.
Abstract: Polyurethanes are highly versatile materials synthesized from an isocyanate and a polyol, which have unique characteristics, such as low density, low thermal conductivity and moisture permeability, high strength to weight ratio and high dimensional stability, allowing them to be used to manufacture various kinds of higher added value materials such as flexible foams, adhesives, coatings, sealants, elastomers and binders. Due to the concern for the environment, the search for more biodegradable materials has grown. The coconut agroindustry is responsible for the large stacking of the dry coconut endocarp in the landfills, which has caused several environmental problems. Dry coconut is rich in lignocellulosic biomass. Lignin is one of the most abundant biopolymers in nature, and has a three-dimensional amorphous structure formed by three types of monolignols. These characteristics make lignin a strong candidate to replace polyols in polyurethane synthesis, even partially. Controlled Release Fertilizers (CRFs) are every kind of highly biodegradable material capable of coating fertilizers to efficiently obtain a controlled release of the nutrient. The use of lignin-based polyurethanes as a coating for controlled release of fertilizers is due to the following characteristics, degree of crosslinking, permeability to water and high biodegradability. The lignin was extracted from the coconut dried endocarp by the organosolv method. Polyurethanes were synthesized using toluene diisocyanate (TDI) and two polyols: lignin and polyethylene glycol (PEG 400). To obtain CRF, ammonium sulfate (NH4)2SO4 was added to the polyurethane synthesis. For characterizing, tests were carried out to obtain the gel content (% gel content) and swelling ratio (% S), using Fourier Transform Infrared (FTIR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. The kinetics of the nutrients controlled release was determined by UV-Vis spectrophotometry. According to the analysis, the polyurethanes had satisfactory results in terms of porosity, gel content, swelling ratio, surface morphology and ability to release the (NH4)2SO4 in a controlled manner, demonstrating that the methodology developed in this work is viable and that field trials can already be initiated.
Descrição: MIRANDA, Isabela Pires. Estudos preliminares da liberação controlada de sulfato de amônio recoberto com poliuretano à base de lignina do endocarpo do coco seco para o uso como fertilizante agricola. 2016. 51 f. Monografia (Graduação em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35706
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