Adesivos aquosos à base de látex de borracha natural e lignina: performance adesiva dirigida por interações na nanoescala

Adesivos aquosos à base de látex de borracha natural e lignina: performance adesiva dirigida por interações na nanoescala

• Autor
• Juliana Martins da Silva
• Co-autores
• Pedro Ivo Cunha Claro , Rubia Gouveia
• Resumo

• Materiais de origem renovável têm ganhado destaque científico e tecnológico devido à sua elevada disponibilidade, biodegradabilidade, apelo ambiental e potencial de concorrência com fontes fósseis. O látex de borracha natural (LBN) e a lignina são substâncias obtidas de fontes naturais com propriedades de hidrofobicidade e alto teor de grupos fenólicos, respectivamente, interessantes para aplicações em adesivos. Entretanto, a combinação de ambos os compostos em aplicações adesivas ainda é praticamente pouco explorada pela literatura. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo desenvolver um adesivo de base aquosa e ambientalmente mais sustentável baseado em LBN e contendo lignina como aditivo. Nesse contexto, a interação em escala nanométrica entre LBN e três tipos de lignina oriundas de diferentes pré-tratamentos (organossolve, alcalina e Kraft) foi investigada por microscopia de força atômica (AFM), que revelou variações na afinidade entre ambos os materiais em função do método de extração da lignina. As propriedades mecânicas dos filmes de LBN-lignina reproduziram a tendência das interações em nanoescala observadas por AFM, sugerindo uma rota de extração de lignina ideal para aditivação de LBN que resultou em uma formulação adesiva otimizada, utilizando LBN-lignina (processo alcalino) para a adesão de diferentes materiais. A avaliação das propriedades coloidais desta formulação indicou a solubilização da lignina em LBN, evidenciando a compatibilidade química entre os componentes com estabilidade de cerca de 50 dias. Como prova de conceito, vários substratos quimicamente e estruturalmente distintos foram aderidos usando o adesivo aquoso baseado em LBN e contendo a lignina alcalina. Em comparação com as colagens baseadas em LBN puro, as juntas aderidas com o adesivo apresentaram performance adesiva superior em 200%, 74%, 71% e 27% nos substratos de vidro, alumínio (Al), polipropileno (PP) e madeira, respectivamente, avaliada por ensaio de resistência ao cisalhamento. Além disso, a colagem em PP apresentou resistência ao cisalhamento melhorada quando comparada com adesivos comerciais. As juntas de PP e Al possuem potencial de aplicações subaquáticas, conforme indicaram os resultados de resiliência mecânica após a submersão destas amostras em água. Esses achados revelam a versatilidade do adesivo formulado com LBN-lignina em substratos aderentes com diferentes graus de hidrofobicidade e porosidade. Portanto, a seleção de um método de extração da lignina e a mistura mecânica de LBN-lignina resultaram em um adesivo mais sustentável com propriedades adesivas diferenciadas e elevado potencial comercial.

• Palavras-chave
• Materiais renováveis, biopolímeros, microscopia de força atômica, mistura mecânica, nanocaracterização, adesivo.
• Modalidade
• Comunicação oral
• Área Temática
• Nanociências & Nanotecnologia