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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.46.1999.tde-21122015-145356
Document
Author
Full name
Guilherme Andrade Marson
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
El Seoud, Omar A. (President)
Curvelo, Antonio Aprigio da Silva
Quina, Frank Herbert
Title in Portuguese
Acilação de celulose em meio homogêneo
Keywords in Portuguese
Celulose
Éster
Polímeros (Química orgânica)
Química orgânica
Abstract in Portuguese
Um novo método de dissolução e acilação de celulose no sistema LiCl/N,N-dimetilacetamida (DMAC) foi desenvolvido e aplicado com sucesso nas seguintes celuloses: microcristalina (I), sisal (II), algodão(III) e bagaço de cana de açúcar (IV). O novo método tem as seguintes vantagens: a) uso de sistema acilante simples (anidridos alifáticos sem catalisadores); b) produção direta de ésteres simples (acetatos, propionatos e butiratos) e mistos (acetato/butirato), com eficiente controle do grau de esterificação; c) menor demanda de tempo e reagentes; d) desprezível degradação da celulose; e) eficiente recuperação/reciclagem do solvente e dos demais reagentes. Estudos por microscopia eletrônica de varredura revelam que em II e IV a penetração do solvente é mais lenta que em I devido à diferenças morfológicas. Constantes de velocidade e parâmetros de ativação do processo de descristalização de I e IV, foram determinados sob condições não isotérmicas, a partir do decaimento do índice de cristalinidade (determinado por espectroscopia no infravermelho). O processo de descristalização é globalmente endotérmico e aparentemente não depende do grau de polimerização (GP) da celulose de partida. A diferença na reatividade observada para as celuloses II a IV em relação a I, foi atribuída ao maior GP, maior flexibilidade da cadeia polimérica, além da agregação destas celuloses no sistema. O grau de acetilação individual das posições C6, C3 e C2 na unidade anidra de glicose, determinado por RMN de 13C, revela a seguinte ordem de reatividade para os grupos OH na UAG: C6 > C3 ≈ C2.
Title in English
Cellulose acylation in homogeneous
Keywords in English
Cellulose
Ester
Organic Chemistry
Polymer (Organic Chemistry)
Abstract in English
A novel procedure for cellulose dissolution and acylation in LiCl/ N,N-dimethylacetamide solvent system has been introduced and successfully applied to the following celluloses: microcrystalline (I), sisal (II), cotton (III) and sugar cane bagasse (IV). The novel procedure has the following attractive features: a) uses acid anhydride and requires no base catalyst; b) can be used for the direct preparation of esters and mixed esters; c) requires less amount of solvent and shorter time; d) causes negligible degradation of cellulose; e) permits recovery/recycling of DMAC and acid anhydride. Scanning electron microscopy studies show that swelling of celluloses II and IV by the solvent is slower than that of I, most probably due to morphological differences. Rate constants and activation parameters for decrystallization of I and IV have been determined from dependence of the index of crystallinity of cellulose, on time, under non-isothermal conditions. The decrystallization was found to be an endothermic process, negligibly dependent on the degree of polymerization (DP) of the starting cellulose. Differences in the reactivities between celluloses are related to GP, polymer chain flexibility and cellulose aggregation. The distribution of the acetyl moiety among the three OH groups was determined by 13C NMR, giving rise to the following order : C6 > C3 and C2.
 
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Publishing Date
2015-12-21
 
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