A pirólise como técnica analítica

Abstract

Recebido em 16/4/07; aceito em 31/10/07; publicado na web em 7/8/08PYROLYSIS AS AN ANALYTICAL TECHNIQUE. In this paper historical aspects of analytical pyrolysis, the equipment used, the fundamentals and the mechanisms of pyrolysis of different polymeric materials are discussed. The latest work on analytical pyrolysis applied to various types of synthetic and natural samples is reviewed. Current applications of this technique that are discussed include identification of microorganisms, analysis of trace compounds by forensic laboratories, investigation of food and agricultural products, study of the chemical composition of wood, authentication and conservation of artworks, and the study of environmental and geochemical samples.Keywords: Py-GC-MS; degradation mechanism; polymeric materials. introDUÇÃoA palavra pirólise possui origem grega e significa "decomposição pelo calor", ou seja, a degradação de um material por energia tér-mica. No entanto, pirólise analítica é uma técnica de caracterização de determinado material, na ausência de oxigênio, pelas reações de degradação químicas induzidas por energia térmica.1 Esse processo resulta em um conjunto de pequenas espécies moleculares, as quais são relacionadas à composição da amostra original. 1,2Essas pequenas moléculas são usadas para identificar qualitativamente a estrutura original de macromoléculas, por meio de padronização própria e adequada, e para fornecer informação quantitativa da sua composição. 3A pirólise qualitativa caracteriza-se por ser uma técnica em que constantemente se realizam comparações de pirogramas de referência (impressões digitais) com pirolisados de interesse. 4 Nesse tipo de análise, a reprodutibilidade dos resultados é obtida quando os parâ-metros que levam à formação desses pirolisados são minuciosamente controlados e otimizados para um sistema polimérico investigado, pois esses influenciam diretamente nos mecanismos de degradação térmica.5 Em amostras poliméricas, os mecanismos dessas fragmentações podem ocorrer via eliminação de pequenas moléculas, cisão de cadeia (despolimerização) ou clivagem aleatória. 6 Como a degradação térmica de macromoléculas freqüentemente produz misturas complexas de moléculas menores, é necessário o uso associado de outras técnicas, como a cromatografia em fase gasosa, para promover a separação das espécies produzidas.7 Quando essa associação ou acoplamento inclui também a espectrometria de massas, as espécies produzidas podem ser ainda identificadas (Figura 1).Se a degradação resultar em reações secundárias indesejáveis resultando em sinais mais alargados, 8 ou se ocorrer perdas de produtos de degradação durante a transferência do pirolisador para o sistema cromatográfico, 9 a alternativa mais indicada é o acoplamento do pirolisador diretamente ao espectrômetro de massas, originando a técnica de análise conhecida pela sigla Pi-EM. 10Esta revisão foi motivada pela escassa literatura em português sobre esse tema. Assim, este artigo objetiva apresentar os fundamentos da pirólise como técnica analítica e inv...

Thermal and catalytic pyrolysis of plastic waste

“…The pyrolysis process involves the breaking of bonds, and is generally endothermic and hence the supply of heat is essential to react the material [28] . In polymeric samples, the decomposition process may occur through the elimination of small molecules, chain scission (depolymerization) or random cleavage [29] . In the pyrolysis process, the sample is heated in the absence of oxygen and the organic compounds are decomposed generating gaseous and liquid products.…”

Determinação da relação siringila/guaiacila da lignina em madeiras de eucalipto por pirólise acoplada à cromatografia gasosa e espectrometria de massas (PI CG/EM)

“…Essa técnica permite a análise de pequena quantidade de amostra sem a necessidade de manipulação prévia ou isolamento da lignina, que é uma etapa bastante demorada e trabalhosa. 15,16 Alguns estudos envolvendo pirólise têm sido realizados com o intuito de determinar a relação S/G de espécies do gênero Eucalyptus em alguns valores pré-estabelecidos de temperatura. 17,18 Um estudo da pirólise da serragem, lignina kraft e polpa kraft não-branqueada e branqueada pelas seqüências TCF (Totally chlorine free) e ECF (Elemental chlorine free) de E. globulus, na temperatura de 610 °C, levou à identificação de vários derivados de ligninas siringila e guaiacila.…”

Caracterizaçãodefenóisnobio-óleodapirólisedecaroço de pêssego por GC/MS e GC×GC/TOFMS

“…A pirólise leva à obtenção de três produtos principais: uma fração sólida de carvão residual (char) e cinzas; uma fração volátil composta por gases e substâncias orgânicas de baixo peso molecular; e uma fração líquida, constituída por água condensada durante o processo e uma fase orgânica semivolátil denominada bio-óleo [11][12][13][14][15] . O bio-óleo é considerado uma mistura complexa de diferentes compostos contendo uma grande variedade de classes químicas [16,17] resultantes do processo de despolimerização dos principais constituintes da biomassa: a celulose, a hemicelulose e a lignina [16,18] .…”