Bamboo cellulosic pulp produced by the ethanol/water process for reinforcement applications

Abstract

Organosolv pulping is the clean chemical process of using organic solvents to aid in the removal of lignin and hemicellulose from lignocellulosic raw materials. This method provides facility for solvent recovery at the end of the process. In this work, it was to produce bamboo cellulosic pulp by the organosolv process evaluating different temperatures and reaction times, and the pulps were analyzed aiming their future application in the reinforcement of composites. The production of bamboo pulp by the organosolv process was studied varying the cooking conditions at 1, 2 and 3 h and 150, 170 and 190 o C of temperature, in order to achieve the ideal conditions of yield, chemical and morphological characteristics of the pulp for its potential application in the reinforcement of composites. The best results for delignification (kappa number of 38), with relatively lower fiber degradation (viscosity of 625 cm 3 g -1 ), aspect ratio of 40.4 and the index zero-span of 204 Nm g -1 , were achieved for the pulping process at 190 o C for 2 h. These pulping conditions can be considered as the more appropriate in the range of time intervals evaluated in this work. The higher mechanical strength and the lower incidence of morphological defects in the fiber (6.0% of curls and 10.6% of kinks) can demonstrate the potential of organosolv bamboo pulp as a reinforcing element.

A polpação organossolve é o processo químico limpo que utiliza solventes orgânicos para remoção de lignina e hemicelulose de matérias-primas lignocelulósicas. Esse método proporciona a facilidade de recuperação do solvente no final do processo. Neste trabalho foi produzida polpa celulósica de bambu pelo processo organossolve, avaliando diferentes temperaturas e tempos de reação, e as polpas foram analisadas visando à futura aplicação para reforço de compósitos. A produção de polpa de bambu pelo processo organossolve foi estudado variando as condições de cozimento de 1, 2 e 3 h a 150, 170 e 190° C, a fim de alcançar as condições ideais de rendimento e características químicas e físicas da polpa para a potencial aplicação em reforço de compósitos. Os melhores resultados para a deslignificação (número de kappa 38), com a degradação da fibra relativamente baixa (viscosidade de 625 cm 3 g -1 ), razão de aspecto de 40,4 e o índice zero span de 204 Nm g -1 , foram obtidos pelo processo de polpação a 190°C durante 2h. Essa condição de polpação pode ser considerada como a mais adequada em relação aos demais intervalos de tempo estudados no presente trabalho. A maior resistência mecânica e menor incidência de defeitos morfológicos na fibra (6,0% de curls e de 10,6% de kinks) podem demonstrar o potencial da polpa organossolve bambu como elemento de reforço.