Fase aquosa do bio-óleo de pirólise rápida incorporada com bentonita como agente protetor contra fungos e para hidrorepelência da madeira

Autor: Sanson, Caio Silvestre Lima, 1991
Přispěvatelé: Helm, Cristiane Vieira, Magalhães, Washington Luiz Esteves, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal, Cademartori, Pedro Henrique Gonzalez de, 1987
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPR
Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
Popis: Orientador: Prof. Dr Pedro Henrique Gonzalez de Cademartori Coorientadores: Profª. Drª. Cristiane Vieira Helm, Prof. Dr. Washington Luiz Esteves Magalhães Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 27/08/2021 Inclui referências: p. 73-85 Área de concentração: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais Resumo: O estudo teve como principal objetivo desenvolver um agente protetor para madeira a ataques de fungos e aumentar a hidrorepelência da superfície da madeira, através do fracionamento líquido-líquido do bio-óleo de pirólise rápida de Eucalyptus sp. e incorporação de nanoestruturas do argilomineral bentonita. A motivação do presente estudo foi produzir uma alternativa de origem renovável com caráter protetor para madeira com menor potencial danoso para o meio ambiente, em comparação por exemplo a produtos derivados do cromo, cobre e arsênio. O bio-óleo foi fracionado pelo método de separação física por agitação vigorosa utilizando água destilada como meio líquido. Ajustou-se a proporção água:óleo, para obter os melhores rendimentos da fração aquoso (WS) (em torno de 60%), optando-se pelas proporções 1:50 (WS50) e 1:100 (WS100). A bentonita foi esfoliada em meio aquoso via agitação vigorosa e magnética, formando a suspensão de nanoestruturas de bentonita (NB), e em seguida incorporada com as WS. Um total de cinco tratamentos contendo com as WS e/ou NB (WS100+NB, WS100, WS50+NB, WS50 e NB) foram caracterizados essas suspensões antes (na sua forma líquida e os sólidos de cada suspensão quando secos) e depois de quando impregnados na madeira de Pinus taeda quanto a morfologia, atividade antifúngica, resistência biológica, molhabilidade superficial, comportamento térmico por análise termogravimétrica e ensaios de lixiviação. Morfologicamente por MEV e MET foi utilizado para caracterização das nanoestruturas de bentonita dispersas em escala nanométrica, e quando impregnadas na madeira com ou sem a WS, formou um filme sob a superfície da madeira. Os sólidos das suspensões de WS incorporadas com NB, quando analisadas por termogravimetria, apresentaram maior estabilidade térmica, suponha-se que pelo fato da presença dos compostos inorgânicos. As madeiras tratadas com WS e NB aumentaram substancialmente a hidrorrepelência, apresentando maior estabilidade cinética do ângulo de contato. Os tratamentos WS100, WS50 e WS50+NB inibiram totalmente o crescimento dos fungosTrametes versicolor e Gloeophyllum trabeum em ensaio de potencial antagonista por disco-difusão. Estas inibições foram confirmadas no teste de biodeterioração acelerada da madeira com os mesmos fungos. De maneira geral, os tratamentos com WS e NB resultaram em menor perda de massa se comparado a madeira não-tratada, ressaltando-se o tratamento com NB e WS50+NB com os melhores resultados. Na lixiviação foi verificado a quantidade material de lixiviado para os materiais analisados. Portanto, ao serem analisados em caráter físico, químico e biológico, as suspensões provenientes do fracionamento do bio-óleo de pirólise rápida com ou sem as nanoestruturas de bentonita, demonstraram ser uma alternativa eficaz como agente protetor de materiais lignocelulósicos, e que a junção desses dois materiais resultou em uma sinergia positiva. Abstract: This study was to develop a protective agent for wood, through the liquid-liquid fractionation of the fast pyrolysis bio-oil of Eucalyptus sp. and incorporation of bentonite clay mineral nanostructures. The motivation of this study was to produce an alternative with a protective character for wood with less harmful potential for the environment and adding value to materials of renewable origin. Bio-oil was fractionated by physical separation method by vigorous stirring using distilled water as liquid medium. The water:oil ratio was adjusted to obtain the best WS yields (around 60%), opting for the ratios 1:50 (WS50) and 1:100 (WS100). The bentonite was exfoliated in an aqueous medium via vigorous and magnetic stirring, forming a suspension of bentonite nanostructures (NB), and then incorporated with the WS. A total of five treatments containing WS and/or NB (WS100+NB, WS100, WS50+NB, WS50 and NB) were characterized before (in its liquid form and its solids when dry) and after impregnation in Pinus taeda wood as morphology, antifungal activity, biological resistance, surface wettability, thermal behavior by thermogravimetric analysis and leaching tests. Morphologically, by SEM and TEM, the nanostructures of bentonite dispersed at a nanometric scale were verified, and when impregnated in the wood with or without WS, it formed a film under the surface of the wood. The solids of WS suspensions incorporated with NB, when analyzed by thermogravimetry, showed greater thermal stability due to the presence of inorganic compounds. Woods treated with WS and NB substantially increased water repellency, showing greater kinetic stability of the contact angle. Treatments WS100, WS50 and WS50+NB totally inhibited the growth of the fungi Trametes versicolor and Gloeophyllum trabeum in a disk-diffusion test of antagonist potential. These inhibitions were confirmed in the accelerated wood biodeterioration test with the same fungi. In general, the treatments with WS and NB resulted in less mass loss compared to untreated wood, highlighting the treatment with NB and WS50+NB. And when analyzing the leaching of the wood impregnated with WS and/or NB suspensions, a low level of leaching was verified for both materials. Therefore, when analyzed on a physical, chemical, and biological basis, the suspensions from the fractionation of rapid pyrolysis bio-oil with or without bentonite nanostructures, proved to be an effective alternative as a protective agent for lignocellulosic materials, and that the combination of these two materials resulted in a positive synergy.
Databáze: OpenAIRE
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