Produção de CMCs a partir de Materiais Precursores Não Convencionais

Além de precursores celulósicos vegetais convencionais, alguns materiais residuais das indústrias têxteis (por exemplo, retalhos de malha, borra de algodão) bem como produtos domésticos e de escritório de uso regular (por exemplo, papéis de escritório residuais, lodo de papel, têxteis residuais, etc.) estão disponíveis quase gratuitamente, que podem ser utilizados para a síntese de CMCs. A produção de CMC e seus diversos compósitos para inúmeras aplicações a partir desses materiais residuais reduz o custo de produção e desempenha um papel vital na prevenção da poluição ambiental.

Por exemplo, a borra de algodão é um subproduto das fábricas de limpeza de algodão. Em 1954, Ott et al. descobriram que quase 3-5% das fibras de algodão são desperdiçadas como borra de algodão, que contém uma alta porcentagem de celulose (ou seja, cerca de 90%) em seu estado bruto. Portanto, eles podem sintetizar diferentes graus de produtos de CMC para inúmeras aplicações. Há alguns anos, Jahan et al. (2007) relataram uma síntese fácil de CMC solúvel em água a partir de borra de algodão que demonstrou um valor de DS apreciável com alta viscosidade. Em outro estudo, Hivechi et al. (2015) relataram um processo econômico e ecologicamente correto para a síntese de CMC a partir de borra de algodão usando radiação ultrassônica e de micro-ondas que facilitou a abordagem convencional (ou seja, alquilação-eterificação) da produção de CMC.

Fakrul Alam e Mondal (2012) sintetizaram celulose carboximetilada a partir de retalhos de malha, que é um material residual comum de quase todas as indústrias têxteis e contém uma alta porcentagem de α-celulose (por exemplo, 95-98%). Para investigar o efeito de múltiplos passos de carboximetilação na qualidade e grau do CMC, os autores realizaram sete passos consecutivos de carboximetilação usando as mesmas condições experimentais e produtos químicos listados nos Materiais Suplementares (Tabela S2). Múltiplos passos de carboximetilação da celulose bruta demonstraram alto rendimento (%) de CMC, DS, peso molecular e solubilidade em água. Mais especificamente, na primeira carboximetilação, o valor de DS e o rendimento de CMC obtidos foram apenas 0,91 e 360%, respectivamente. Em contraste, após repetir o processo sete vezes, esses valores atingiram até 2,84 e 1494%, respectivamente.

Recentemente, Li et al. (2020) sintetizaram CMC a partir de papéis de escritório residuais para fabricar um supressor de poeira de crosta ecológico e de baixo custo. No entanto, alguns anos antes, Joshi e seus colegas (2015) demonstraram a viabilidade da síntese de CMC a partir de papéis de escritório mistos após a descoloração e polpação. Vale ressaltar que a descoloração é um processo antigo para reutilizar papéis residuais. As partículas de tinta são removidas das superfícies das fibras por métodos de tratamento químico, como fervura alcalina. As partículas de tinta dispersas são removidas das suspensões de fibras pelo método de flotação]. Portanto, mil toneladas de papel residual obtidas diariamente de vários escritórios e indústrias podem ser utilizadas como um precursor abundante de CMC. A Tabela S2 nos Materiais Suplementares reúne alguns dos trabalhos de pesquisa mais promissores baseados na síntese de CMCs a partir de tais materiais celulósicos residuais. Resumimos suas essências graves em breve.