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Síntese e caracterização da metilcelulose produzida a partir do caroço de manga para aplicação como aditivo em argamassas

By Sebastião Francelino da Cruz

Abstract

The mango is one of the most popular fruits in Brazil, and the best know type is Mangifera indica L. The production of this fruit is seasonal and its industrialization has grown in the last years as a means of diminishing loss in the harvest time. The mango processing generates a great amount of residues, around 40 to 60% of the entire amount of raw material. From the residues generated, 12 to 15% is made up of peel and 15 to 20% is seeds. The residues cannot be accumulated indefinitely where they were produced, and are normally discarded with no previous treatment, far from the processing unit. In this sense, the use of the mango seed as a source of cellulose is an alternative in order to diminish the loss and impact on the environment. In this study, the mango seed of the Ubá variety of mangifera indica L. was used as a source of cellulose. The mango seed, originating from a juice factory in the municipality of Araguari-MG, showed a content of cellulose of 55.00% ± 1.0, while the content of Klason lignin was 23.85% ± 0.3. The fibres of the mango seed were used in the production of methylcellulose and the samples were produced by means of heterogeneous methylation using dimethyl sulfate (DMS) and iodomethane as alkylating agents. The methylcelluloses produced were characterized as to their thermal properties by means of scanning exploratory calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The crystalline fraction of the polymers was determined by diffraction of X-rays (DRX), and the substitution degrees (GS) were determined by chemical means. The GS values, determined by chemical means were of 1.35 for MCD and 0.45 for MCI, showing a higher substitution in the synthesis using DMS as methylation agent. Aqueous solutions of methylcellulose, in the concentration of 0.2% m/m and 0.6% m/m (polymer mass/cement mass) were used as an additive in mortar and its effect was assessed, when newly prepared, by means of Consistency Index (CI) tests, density and water retention. After hardened, tests by means of the assessment of potential resistance in adherence and traction (Ra) were carried out. The methylcellulose samples obtained with DMS (MCD) and iodomethane (MCI) as methylate agents, used in the proportion of 0.6% w/w, showed better result; the increase was of 27.75% and 71.54% in the IC and an increase of 23.33% and 26.67% respectively in the Ra, showing that polymers can be used in the production of adhesive mortars.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDoutor em QuímicaA manga é uma das frutas mais populares no Brasil, sendo a espécie mais difundida a Mangifera indica L. A produção dessa fruta é sazonal e sua industrialização tem crescido nos últimos anos como forma de diminuir as perdas no período de safra. O processamento da manga gera uma grande quantidade de resíduos, em torno de 40 a 60% de toda a matéria prima. Dos resíduos gerados 12 a 15 % são constituídos de cascas e de 15 a 20% de sementes. Os resíduos não podem ser acumulados indefinidamente no local onde foram produzidos e geralmente são descartados sem um tratamento prévio, longe da unidade processadora. Nesse sentido a utilização do caroço de manga como fonte de celulose se torna uma alternativa para diminuir as perdas e o impacto ambiental. No presente trabalho, o caroço de manga, Mangifera indica L. variedade Ubá, foi utilizado como fonte de celulose. O caroço de manga, proveniente de uma fábrica de suco do município de Araguari-MG, apresentou um teor de celulose de 55,00 % ± 1,0, enquanto o teor de lignina Klason foi de 23,85 % ± 0,3. As fibras do caroço de manga foram utilizadas para produção de metilcelulose e as amostras foram produzidas através da metilação heterogênea, utilizando-se o dimetilsulfato (DMS) e o iodometano como agentes alquilantes. As metilceluloses produzidas foram caracterizadas quanto às propriedades térmicas por calorimetria exploratória de varredura (DSC) e análise termogravimétrica (TGA). A fração cristalina dos polímeros foi determinada por difração de raios-X (DRX), e os graus de substituição (GS) foram determinados por via química. Os valores de GS, determinados por via química, foram de 1,35 para a MCD e 0,45 para a MCI, demonstrando uma maior substituição na síntese utilizando DMS como agente metilante. Soluções aquosas de metilcelulose, na concentração de 0,2 % m/m e 0,6% m/m (massa de polímero/massa de cimento), foram empregadas como aditivo em argamassas e o seu efeito foi avaliado, no estado fresco, através de ensaios de Índice de Consistência (IC), densidade e retenção de água. No estado endurecido, através da resistência potencial de aderência à tração (Ra). As amostras de metilcelulose obtidas com DMS (MCD) e iodometano (MCI) como agentes metilantes, utilizadas na proporção de 0,6% m/m, apresentaram um melhor resultado, sendo que o aumento foi de 27,75 % e 71,54 % no (IC) e um aumento na Ra de 23,33 % e 26,67%, respectivamente, mostrando que os polímeros podem ser empregados na produção de argamassas adesivas

Topics: Caroço de manga, Celulose, Metilcelulose, Aditivo, Argamassa, Manga (Fruta) - Semente, Mango seed, Cellulose, Methylcellulose, Additive, Mortar, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Publisher: 'EDUFU - Editora da Universidade Federal de Uberlandia'
Year: 2011
OAI identifier: oai:repositorio.ufu.br:123456789/17505

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