Producción y caracterización de nanofibras de celulosa desde diferentes especies de eucalyptus para biomateriales en base de celulosa.

Abstract

El género Eucalyptus es una importante fuente de fibra para fabricación de papel en el mundo. El interés que se tiene en la madera de Eucalyptus es principalmente por las características y propiedades como fuente de celulosa para fabricación de papeles y cartones. Las modificaciones químicas realizadas en la celulosa les otorgaran diferentes propiedades y características a estos derivados, permitiendo que esta tenga distintos usos a nivel industrial. Entre los derivados producidos desde celulosa, están las nanofibrillas de celulosa (CNF), que se proponen como un derivado que tiene gran potencial industrial, debido a sus características y propiedades como alta resistencia combinada con su bajo peso molecular. Las características físicas y químicas de las pulpas son importantes cuando se quiere producir nanofibras con características deseadas, ya que el origen de la materia prima afecta las propiedades y características de las nanocelulosa. En este trabajo, se utilizaron cinco especies de eucalipto (E. globulus, E. smithii, E. badjensis, E. benthamii y un híbrido de E. nitensx E. globulus y se realizaron pulpajes kraft usando distintas concentraciones de alcalí activo (14 a 21%) en el licor de cocción. Con los resultados obtenidos se seleccionaron las pulpas kraft con un número kappa menor a 18 para ser blanqueadas con hiploclorito de sodio. A las pulpas blanqueadas se les determinó blancura, número kappa y viscosidad. En consideración con los resultados obtenidos, fue seleccionada la pulpa de E. globulus para ser utilizado en la producción de nanofibras de celulosa. Esta pulpa Kraft blanqueda de E. globulus posee una viscosidad de 855 cm3/kg, número kappa de 0,6 y blancura de 91%. Para la producción de nanofibras de celulosa, la pulpa blanqueda fue pretratada mediante la oxidación por TEMPO (tetrametilpiperidina-N-oxilo), con 25 mmol/L de hipoclorito de sodio, para luego ser homogeneizada con 6 ciclos usando un homogeneizador PANDA Plus. Las nanofibras de celulosa obtenidas fueron estudiadas en la aplicación de tratamiento de aguas (adsorción de Cobre II), utilizando dos modificaciones de las nanocelulosas, hidrogeles de nanofibras de celulosa mezclados con alginato de sodio y aerogeles de nanofibras de celulosa modificados con distintas concentraciones de AKD (Alquil dimero ceteno). Los resultados obtenidos mostraron que los aerogeles muestreados presentan mayor capacidad de adsorción de cobre. En conclusión, las pulpas Kraft blanquedas de diferentes especies de eucaliptos poseen el potencial para la producción de nanofibras de celulosa. Sin embargo, es necesario adecuar las condiciones de pulpaje para cada especie, para así obtener pulpas de celulosa de alta calidad. Por otra parte, las modificaciones realizadas a las nanofibras de celulosa en la adsorción de cobre (II) demostró que los aerogeles de nanocelulosas tienen una mayor capacidad de adsorción que los hodrogeles de alginato/CNF.