Papel como se fabrica?

QUIMICA E SOCIEDADE Celênia Pereira Santos, lêda Nunes dos Reis, José Eduardo Borges Moreira e Lilian Borges Brasileiro Diferentes propriedades químicas e físico-mecânicas do papel permitem suas inúmeras aplicações e o tornam um dos materiais mais importantes e versáteis em nosso dia-a-dia. Os fatores que determinam essas propriedades estão relacionados, principalmente, à matéria-prima, aos reagentes químicos e aos processos mecânicos empregados em sua produção.

Neste artigo são discutidos muitos desses aspectos, bem como um pouco da história da fabricação do papel e os aspectos ambientais relaciona apel, celulose, fabri Recebido em 14/3/01 o industrial. 4 p papel é um dos materiais mais dos papéis estão relacionados, princiimportantes e versáteis que palmente, à matéria-prima, aos reagenconhecemos e é dificil imates químicos e aos processos mecâginar como seria o nosso dia-a-dia sem nicos empregados em sua produção. ele. Suas propriedades químicas e físiMultos desses aspectos são discutidos co-mecânicas permitem inúmeras aplineste artigo, além de um pouco da hiscaçóes.

Assim, papéis que serão usatória da fabricação do papel e os asdos para escrita e Impressão, como os ectos ambientais relacionados com a usados em cadernos e livros, devem à brancura (na verdade amarelamhomem utilizou diferentes materiais se facilmente), mas para registrar sua hisdevem resistir à tratória. Os primeiros suA utilização do papel ção a que são subpartes empregados focomo suporte para a escrita metidos nas máquiram as cascas e folhas ocorreu inicialmente na nas de impressão. Já de algumas plantas, China, no ano 105 d. C. s os papéis sanitários rochas e argila, além chineses mantiveram por (guardanapos, pade peles e ossos de muitos séculos o segredo péis toalha e higiênianmais. Placas de made sua fabricação, e a cos e os usados em deira, recobertas ou expansão do papel para o fraldas descartáveis e não por uma fina caOcidente começou apenas absorventes) devem mada de cera, e plano ano de 751 ser macios. por outro cas de metais como o lado, os papéis usados em embalabronze e o chumbo também foram gens (caixas e sacos) devem apresenutilizadas para os mais variados fins. ar boa resistência, pois nao podem Dos produtos vegetais empregados romper-se com facilidade. Os fatores para a escrita, o papiro foi o ue alcan ou maior importância histórica. Não 20F a ser empregado com ssa finalidade, mas acredita-se que os mais antigos datem de 3. 500 anos atrás. O papiro foi amplamente utilizado na Antiguidade por egípcios, fenícios e gregos e, também, por povos da Europa durante a Idade Média. Entretanto, o seu escasseamento, associado à impossibilidade de importação em função das guerras, levou ? procura de novos materiais para a escrita.

Um dos principais substitutos, o pergaminho, já era conhecido e foi o material mais amplamente empregado durante os séculos IV a XVI. A utilização do papel como suporte para a escrita ocorreu inicialmente na China, no ano 105 d. C. Os chineses antiveram por muitos séculos o segredo de sua fabricação. A expansao para o Ocidente começou em 751, quando prisioneiros chineses introduziram, na Ásia Central, a indústria do papel. Dai em diante, o uso do papel foi cada vez mais disseminado e surgiram fábricas em cidades como Bagdá e Damasco.

Na Europa, a primeira fábrica de papel surgiu na Espanha em 1144 e, ao final do século XVI, o papel já era manufaturado em todo o continente europeu. A fabricação do papel era, até fins No 14, NOVEMBRO 2001 3 do século XVIII, essencialmente manual. A primeira máquina para fabricação de papel surgiu somente em 798, na França. No Brasil, a rodu 30 industrial de papel foi intr 4 resistência. A principal matéria-prima para a obtenção industrial dessas fibras é a madeira, proveniente do tronco das árvores.

Além das fibras da madeira, também podem ser utilizadas as fibras de bambu, bagaço de cana, algodão, linho e sisal. Trapos de tecido também chegaram a ser empregados pelos chineses na produção de seus primeiros papeis. A madeira é formada por vários tipos de células, cujas funções vão desde a sustentação da árvore e o transporte de líquidos até o armazenamento de suprimentos. As paredes das élulas da madeira são constituídas, essencialmente, por celulose.

A celulose é um polissacarídeo formado pela ligação de milhares de monômeros de glicose (Figura 1) produzidos durante a fotossíntese. As células da madeira são unidas por uma substância chamada lignina, que funciona como um cimento, dando-lhe rigidez e resistência. Sua estrutura aromática macromolecular é diferente para cada vegetal e um exemplo é apresentado na Figura 2. Do ponto de vista químico, as fibras são formadas pelas interações entre as moléculas de celulose, proporcionadas pelas ligações de hidrogênio entre os rupos hidroxila dos monômeros de glicose (Figura 3).

São essas mesmas ligações de hidrogênio que permitem a formação de folhas de papel: além dos agentes encolantes, as fortes inte celulose branraçóes entre rodutor mundial de proporcioqueada de aos papeis produtor mundial de celulose (incluindo destinados a tão variados fins. fibras curtas e longas, estas últimas No Brasil, a produção de celulose provenientes de pinus) e o décimo see papel utiliza essencialmente espécies gundo produtor mundial de papel. e eucalipto, que levam de seis a sete O processo de obtenção de celulose nos para atingir a idade de corte (muibranqueada to menos do que em qualquer outro lugar do mundo! ). Para produzir uma A obtenção da celulose que será tonelada de papel são consumidas usada na fabricação do papel começa cerca de 20 árvores de eucalipto. Algucom o corte das árvores nas áreas de mas espécies de pinus também são reflorestamento. Após a remoção dos utilizadas, principalgalhos, as toras de Do ponto de vista químico, mente na região Sul madeira são cortadas as fibras são formadas pelas do país. m tamanhos apropriainterações entre as A produção de dos e transportadas oléculas de celulose, celulose baseia-se para a fábrica. Lá, a proporcionadas pelas principalmente em madeira é descascada ligações de hidrogênio 4 a fim de facilitar a difusão dos regiões Sudeste e Sul, envolvendo os reagentes químicos que serão utilizados. estados de Minas Gerais, São Paulo, Na forma de cavacos, a madeira está Espirito Santo, Santa Catarina e Rio pronta para ir para a polpação. Grande do Sul.

Também há áreas de O processo de polpação tem como reflorestamento nos estados da Bahia, objetivo facilitar a separação das fibras Pará e Maranhão. e melhorar suas propriedades para a A fim de evitar alguns problemas fabricação do papel. A polpação pode relacionados à atividade de refloresser realizada por meio de um processo tamento, como a seleção da fauna, químico, no qual é retirada da madeira muitas empresas do setor têm presera maior parte da lignina, além de outros vado áreas de mata nativa próximas ? constituintes menos abundantes.

Com floresta plantada. Essas áreas engloa utilização desse processo quimico, bam as margens dos rios e córregos, somente 40% a 50% da massa total as nascentes, os lagos e as áreas de inicial da madeira é aproveitada. declive. Essa preservação minimiza Outros processos, nos quais a matambém os problemas de assoreadeira é desfibrada mecanicamente mento dos cursos d’água. com mínima remoção de seus constiOs grandes avanços nos ca m pos tuintes, também podem s 6 4 QUIMICA NOVA NA ESCOLA Papel: como se fabrica? Figura 2: Estrutura proposta para lignina de madeira moída do Eucalyptus grandis (Piló-Veloso et al. , 1993). isso, são chamados de polpações de alto rendimento. O processo químico de polpação mais utilizado no Brasil é o processo kraft. Na polpação kraft, os cavacos de madeira são submetidos à reação com ma solução contendo hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na2S): o “licor branco”. Isso ocorre dentro de um equipamento chamado de digestor, mantido a altas pressões e temperaQUíMlCA NOVA NA ESCOLA turas.

Os produtos químicos utilizados reagem com a lignina, fragmentando-a em substâncias de baixa massa molar que se solubilizam na solução alcalina e que podem ser removidas das fibras por inúmeras etapas de lavagem. A polpa ou pasta celulósica resultante da polpação (polpa marrom) ainda não é adequada para a produção de determinados tipos de papel, exatamente pela sua coloração escura. Essa apel: como se fabrica? coloração é devida, princi papel.

De acordo com sua fidiversas etapas, garantindo a obtennalidade, os papéis podem ser classição de polpas de alvuras elevadas, ficados em papéis para impressão com minima degradação da celulose. (acetinado, bíblia, bouffant, couché, Nos vários estágios do processo de imprensa, jornal, mimeógrafo, monobranqueamento da celulose, podem lúcido, offset); papéis para escrever ser utilizados reagentes químicos co(apergaminhado, correspondência mo cloro (C12), dióxido de cloro (C102), aérea, segundas-vias); papéis para hipoclorito de sódio (NaClO), oxigênio mbalagem (manilhinha ou de padaria, (02) e ozônio (03), dentre outros.

Entre manilha, tecido, hamburguês, havana, um estágio de branqueamento e outro, HD, CD, macarrão); papéis para fins a polpa é lavada com grande quantisanltários (higiênico, toalha, guardanadade de água, para que as substâncias po, lenço); cartões e cartolinas; papéis responsáveis pela coloração possam especiais (base para carbono, cigarser removidas. os e afins; crespado; para desenho; Quando a polpa celulósica atinge heliográfico; absorventes e filtrantes) e, um nivel de brancura adequado, pastambém, papéis não classificados a-se à etapa de for( kraft e special para mação da folha, que cabos elétricos, fios À produção de celulose e é o produto final das telefônicos e condende pa 8 4 ciados celulose é misturada compostos voláteis de qual a polpa é contià água para desagreenxofre, as mercaptanas nuamente depositada gação das fibras.

Alsobre uma tela. Então, a água é gumas vezes, as fibras são submetiremovida pela parte de baixo da tela, das a tratamentos mecânicos (chamapor vácuo, e em seguida a celulose é dos de refino) semelhantes a uma seca e enrolada em grandes bobinas. “moagem”, para torná-las mais adeNem sempre as indústrias ue produquadas para a fabricação do papel, torzem a celulose fabricam também o nando-o mais macio, liso, resistente ao papel. Assim, para ser enviada às fábrirasgo ou mais absorvente.

Vários adicas de papel, a folha de celulose contivos, como colas, cargas mnerals, tínua é geralmente cortada em folhas controladores de pH e corantes, poindividuais e, então, enfardada. dem ser acrescentados. Além disso, fibras recicladas, obtidas de papéis que A fabricação e os usos do papel já foram usados, também podem ser A celulose, branqueada ou não, é adicionadas. As quantidades de aditiempregada na fabricação de inúmeros os ou de fibras recicladas empregadas dependem da finalidade do papel a ser produzido e das exigências do mercado consumidor.

Na máquina de papel, cujo princípio de funcionamento é semelhante àquele descrito para a formação da folha de celulose, é produzida uma hidrogênio entre cadeias de celulose. de papel estão associados alguns problemas ambientais. Um exemplo são os odores Clones de eucalipto? Muito antes de Dolly entender-se como ovelha, o processo de clonagem já era realizado com sucesso em vegetais, em um processo de reprodução assexuada que tem sido empregado na produção de mudas destinadas aos reflorestamentos ue abastecem o mercado de madeira para produção de celulose.

A clonagem pode ser realizada pela cultura de tecidos do vegetal, possibilitando melhoramentos genéticos, ou pelo procedimento de estaquia. Nesse último caso, árvores de características adequadas e bem adaptadas a uma dada região são cortadas e, a partir das brotações dos tocos, preparam-se as primeiras mudas. Essas mudas recebem cuidados especiais e fornecem estacas durante todo o ano, sendo, assim, multiplicadas em grande escala. As estacas, plantadas em pequenos tubos, são levadas a casas de vegetação para que ocorr 0 DF to. Em seguida, as

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