Despolimerización de Lignina Extraída de Carbón de Bajo Rango por el Método de Radiación UV/TiO2 y su Uso en la Elaboración de Madera Artificial

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Resumen

On this research, lignin depolymerization by ultraviolet radiation and catalyzed by titanium dioxide was studied and later it was used as a copolymer in making agglomerated boards with rice husks. Lignin was extracted from a low range charcoal sample coming from Paipa-Boyacá using Sosa Method. Depolymerization on samples of 100 ml 50 mg/L lignin for 0, 2, 6, 10 hours and catalyst amounts in ratios 1:1; 1: 3.3; 1: 6.6; 1:10 lignin and TiO2 respectively were standardized by irradiation with 45W UV light. Results allowed to select optimal values of 6 hours of irradiation and the catalyst in proportion of 1 lignin by 3.3 of TiO2 for depolymerization. It produced a 22% degradation on lignin. Later, depolymerized lignin was activated by the hydroxymethylation reaction with formaldehyde. For boards preparation components were mixed in proportions of 60% rice husk, 7.4% lignin, 14.9% melamine and 17.7% formaldehyde. Mixture was heated to 100 ° C for one hour in molds. Three boards were produced with the above-mentioned proportions and with following characteristics: board 1 was made with unmilled rice husk and Kraft lignin (Sigma-Aldrich); board 2 was made with milled rice husk and Kraft lignin and board 3 was made with milled rice husk and activated lignin. All boards were subjected to mechanical tests of bending, compression, traction and water absorption. Board 2 showed the most suitable results according to ASTM D 143 norm.

Descripción

En la presente investigación se estudió la despolimerización de lignina mediante radiación ultravioleta catalizada con dióxido de titanio para su posterior uso como copolímero en tableros aglomerados con cascarilla de arroz. La lignina se extrajo de un carbón de bajo rango proveniente de Paipa-Boyacá por el Método Sosa. La despolimerización se estandarizó mediante irradiación con luz UV de 45W sobre muestras de 100 mL de lignina 50 mg/L durante 0, 2, 6, 10 horas y cantidades de catalizador en proporción 1:1; 1:3.3; 1:6.6; 1:10 de lignina y TiO2 respectivamente. Los resultados permitieron seleccionar los valores óptimos de 6 horas de irradiación y catalizador en proporción 1 lignina: 3.3 TiO2 para la despolimerización, la cual produjo un 22% de degradación sobre la lignina. Posteriormente la lignina despolimerizada se activó a través de reacción de hidroximetilación con formaldehído. Para la elaboración de los tableros se mezclaron los componentes en proporciones 60% cascarilla de arroz, 7,4% lignina, 14,9 % melamina y 17,7 % formaldehido. La mezcla se llevó al horno a 100°C por 1 hora en moldes. Se obtuvieron 3 tableros con las proporciones ya mencionadas y las siguientes características: el tablero 1 se elaboró con cascarilla de arroz sin moler y lignina Kraft (Sigma-Aldrich); el tablero 2 se elaboró con cascarilla de arroz molida y lignina Kraft y el tablero 3 se elaboró con cascarilla de arroz molida y lignina activada. Los tableros se sometieron a pruebas mecánicas de flexión, compresión, tracción y absorción de agua. El tablero 2 mostró los resultados más óptimos según la norma ASTM D 143.

Palabras clave

Carbón de bajo rango, Despolimerización, Lignina, Aglomerados

Materias

Licenciatura en Química - Tesis y disertaciones académicas , Carbón - Pruebas , Tecnología de la madera , Lignina

Citación