Caracterizaciòn y aplicación de lignina de Paulownia obtenida mediante un proceso de autohidrólisis y deslignificación NaOH/antraquinona

Abstract

Tradicionalmente la lignina se aprovecha energéticamente pero cada vez más se buscan nuevas aplicaciones como la fabricación de composites con propiedades físico-mecánicas iguales o superiores al polímero original. En este trabajo, se caracterizan diferentes tipos de lignina obtenidas por deslignificación alcalina del clon trihíbrido de Paulownia fortunei x tomentosa x elongata y separadas por evaporación o en medio ácido y se utilizan para la obtención de composites con ácido poliláctico. La utilización de un proceso de autohidrólisis previo a la deslignificación alcalina ha proporcionado una fase líquida residual (licor negro) con una mayor cantidad de lignina extraida (11.9% más que sin autohidrólisis previa) y un mayor poder calorífico (14822 kJ/kg) que si no se hubiese utilizado dicha etapa de autohidrólisis. El análisis termogravimétrico muestra una importante influencia del proceso de autohidrólisis previo en la consecución de unas fracciones residuales del proceso de deslignificación mucho más puras en lignina, desprovistas de productos de degradación de los polisacáridos y de otros constituyentes de la materia prima. El análisis dinámico mecánico de composites con cantidades de lignina entre el 12.5% y el 30% muestra un aumento del módulo elástico o de almacenamiento (E’) y de la estabilidad térmica del material que llegan a ser asimilables a las propiedades de resistencia mecánica del plástico puro de ácido poliláctico, con un 30% en peso de lignina en la formulación del composite.

Traditionally, Lignin is takes energy but increasingly searching for new applications as making composites with physical and mechanical properties equal or exceed the original polymer. In this paper, we characterize different types of lignin obtained by alkaline delignification trihíbrido clone Paulownia fortunei x tomentosa x elongata and separated by evaporation or in acid and are used for the production of polylactic acid composites. Using an autohydrolysis process prior to alkaline delignification has provided a residual liquid phase (black liquor) with a greater amount of lignin extracted (11.9% more than without autohydrolysis required) and a higher calorific value (14,822 kJ / kg) if he had not used that autohydrolysis stage. Thermogravimetric analysis shows a significant influence of prior autohydrolysis process in achieving a residual fractions delignification process much more pure lignin, devoid of degradation products of polysaccharides and other constituents of the raw material. Dynamic mechanical analysis of composites with lignin amounts between 12.5% and 30% showing an increase of elastic or storage modulus (E ‘) and the thermal stability of material that become assimilated to the properties of mechanical strength pure plastic polylactic acid with 30% by weight of lignin in the formulation of the composite.

Tradicionalment la lignina s’aprofita energèticament però cada vegada més es busquen noves aplicacions com la fabricació de compòsits amb propietats físico-mecàniques iguals o superiors al polímer original. En aquest treball, es caracteritzen diferents tipus de lignina obtingudes per deslignificació alcalina del clon trihíbrid de Paulownia fortunei x tomentosa x elongata i separades per evaporació o en medi àcid i s’utilitzen per a l’obtenció de compòsits amb àcid polilàctic. La utilització d’un procés de autohidrólisis previ a la deslignificació alcalina ha proporcionat una fase líquida residual (licor negre) amb més quantitat de lignina extreta (11.9% més que sense autohidrólisis prèvia) i més poder calorífic (14.822 kJ / kg) que si no s’hagués utilitzat aquesta etapa de autohidrólisis. L’anàlisi termogravimètrica mostra una influència important del procés de autohidrólisis previ, en l’assoliment d’unes fraccions residuals del procés de deslignificació molt més pures en lignina i desproveïdes de productes de degradació dels polisacàrids i d’altres constituents de la matèria primera. L’anàlisi dinàmic mecànic de compòsits amb una quantitat de lignina entre el 12.5% i el 30% mostra un augment del mòdul elàstic o d’emmagatzematge (E’) i de l’estabilitat tèrmica del material que arriben a ser assimilables a les propietats de resistència mecànica del plàstic pur d’àcid polilàctic, amb un 30% en pes de lignina en la formulació del compòsits.