Desenvolvimento e caracterização de material biodegradável a base de amido e poli (vinil álcool)

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dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Ciência de Alimentospt_BR
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dc.contributor.advisorYamashita, Fábio [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorZanela, Julianopt_BR
dc.contributor.bancaSobral, Paulo José do Amaralpt_BR
dc.contributor.bancaScapim, Mônica Regina da Silvapt_BR
dc.contributor.coadvisorOliveira, Suzana Mali de [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:29:29Z
dc.date.available2024-05-01T14:29:29Z
dc.date.created2013.00pt_BR
dc.date.defesa14.06.2013pt_BR
dc.description.abstractResumo: A produção excessiva de resíduos sólidos urbanos pela sociedade moderna está se tornando um problema cada vez mais grave Uma opção promissora para reduzir esse quadro é o desenvolvimento de materiais biodegradáveis a partir de polímeros biodegradáveis O amido é um biopolímero adequado para esse uso, pois apresenta a capacidade de formar filmes por extrusão termoplástica além de ser renovável, porém apresenta pobres propriedades mecânicas, sendo necessária a incorporação de outro polímero, como o poli (vinil álcool) para superar esse problema O poli (vinil álcool) (PVA) é um polímero derivado do poli (vinil acetato), biodegradável e adequado para o processamento por extrusão O objetivo desse trabalho foi desenvolver e caracterizar materiais biodegradáveis a base de amido de mandioca e PVA plastificados com glicerol e obtidos pelo processo de extrusão termoplástica Após testes preliminares, foram selecionados para a produção dos filmes: amido de mandioca, PVA Selvol 23 (grau de hidrólise 88,14 %) e glicerol; foi utilizado um planejamento de mistura perfazendo o total de 12 filmes As blendas foram mantidas por uma hora em estufa a vácuo (85 °C – vácuo de ,85 MPa) para a incorporação do glicerol, e posteriormente processadas em extrusora dupla-rosca co-rotativa, com velocidade do parafuso de 1 RPM e perfil de temperatura de 9/17/17/17/17 °C, acoplada a uma matriz do tipo “flat die” e calandra para a produção dos filmes planos Os filmes obtidos se mostraram contínuos, apresentando boa processabilidade A tensão na ruptura e o módulo de Young variaram entre ,22 a 1,85 e ,45 a 7,29 MPa respectivamente, sendo o PVA o componente de maior efeito na mistura O alongamento variou entre 59 e 111 %, e o glicerol promoveu a redução do alongamento dos filmes, possivelmente atribuído a um efeito antiplastificante nas blendas A resistência à perfuração variou entre 1,32 e 16,61 N/mm, sendo o PVA o componente de maior efeito, entretanto o glicerol promoveu a redução da resistência à perfuração dos filmes Em relação às propriedades viscoelásticas, o PVA aumentou os módulos viscoso e elástico dos filmes A opacidade variou entre 34 e 55 %, com o PVA apresentando o maior efeito para a mistura, e a diferença de cor (?E*) variou entre 18 e 3 quando comparada ao padrão branco, com o amido apresentando o maior efeito O índice de cristalinidade apresentou pouca variação independente das proporções dos componentes da mistura, variando entre 17 e 21 % A permeabilidade ao vapor de água dos filmes variou de 2,59 a 7,4 x 1-5 gm-1Pa-1dia-1, sendo o glicerol o componente de maior efeito no aumento da permeabilidade ao vapor de água dos filmes O PVA apresentou boa compatibilidade com o amido, e foi capaz de promover a melhoria das propriedades mecânicas, sendo possível o seu uso em blendas biodegradáveis juntamente com o amido no processo de extrusão termoplásticapt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Excessive production of solid waste by modern society is becoming an increasingly serious problem A promising option to reduce this problem is the development of biodegradable materials from biodegradable polymers Starch is a promising biopolymer for this use, since it presents the ability to form films and sheets by thermoplastic extrusion as well as being renewable, but has poor mechanical properties require the addition of another polymer such as polyvinyl alcohol to overcome this problem The polyvinyl alcohol (PVA) is a polymer derived from polyvinyl acetate, biodegradable and suitable for processing by extrusion The aim of this work was to develop and characterize biodegradable materials based in cassava starch, PVA and glycerol as plasticizer produced by thermoplastic extrusion After preliminary tests, there were selected for sheets production: cassava starch, Selvol 23 PVA (degree of hydrolysis of 8814%), and glycerol, and 12 sheets formulation was produced using a mixture design methodology The blends were maintained for one hour in a vacuum oven (85 °C - vacuum of 85 MPa) for the incorporation of glycerol and thereafter processed in a co-rotational twin-screw extruder, with a screw speed of 1 rpm and temperature profile of 9/17/17/17/17 °C, coupled with a flat-die and a calender to produce sheets The sheets were unbroken, and with good processability The tensile strength and Young's modulus ranged from 22 to 185 and 45 to 729 MPa respectively, and the PVA had the higher effect in the mixture The elongation at break varied from 59 to 111%, and the glycerol decreased the elongation of the films, probably due to its antiplasticizing effect in the blends The puncture tension ranged from 132 to 1661 N/mm, and PVA was the component of higher effect, however glycerol caused a reduction of puncture tension of the films Regarding the viscoelastic properties, PVA increased the viscous and elastic modules of sheets The opacity ranged from 34 to 55%, and the PVA had the highest effect in the mixture, and the color difference (?E*) ranged from 18 and 3 when compared to standard white, with the starch showing the highest effect The crystallinity index showed little variation regardless of the proportions of the blend components, ranging from 17 to 21 % The water vapor permeability (WVP) ranged from 259 to 74 x 1-5 gm-1Pa-1day-1, and the glycerol had the highest effect in increasing the WVP of the sheets PVA showed good compatibility with starch, and improved the mechanical properties of the sheets, and it is possible to use in biodegradable blends with starch in the thermoplastic extrusion processpt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Ciência de Alimentos) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentospt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/14224
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameCiência de Alimentospt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Agráriaspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Ciência de Alimentospt_BR
dc.subjectAlimentospt_BR
dc.subjectEmbalagenspt_BR
dc.subjectFilmes biodegradáveispt_BR
dc.subjectProcesso de extrusãopt_BR
dc.subjectAmido de mandiocapt_BR
dc.subjectFoodpt_BR
dc.subjectBiodegradable filmspt_BR
dc.subjectStarchpt_BR
dc.subjectBiopolymerspt_BR
dc.subjectFilmspt_BR
dc.subjectPackagingpt_BR
dc.subjectExtrusion processpt_BR
dc.titleDesenvolvimento e caracterização de material biodegradável a base de amido e poli (vinil álcool)pt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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