Desenvolvimento de materiais biodegradáveis a base de amido e poli (ácido lático) produzidos por extrusão termoplástica

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dataload.collectionmapped01 - Doutorado - Ciência de Alimentospt_BR
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dc.contributor.advisorYamashita, Fábio [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorShirai, Marianne Ayumipt_BR
dc.contributor.bancaDemiate, Ivo Mottinpt_BR
dc.contributor.bancaCorradini, Elisângelapt_BR
dc.contributor.bancaSakanaka, Lyssa Setsukopt_BR
dc.contributor.bancaKunita, Marcos Hiroiuquipt_BR
dc.contributor.coadvisorMüller, Carmen Maria Olivera [Coorientadora]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:29:08Z
dc.date.available2024-05-01T14:29:08Z
dc.date.created2013.00pt_BR
dc.date.defesa28.11.2013pt_BR
dc.description.abstractResumo: Blendas de poli(ácido lático) (PLA) e amido estão sendo pesquisadas para a produção de filmes ou chapas planas pelo processo de extrusão por ser uma alternativa viável, pois além de serem biodegradáveis, são provenientes de fontes renováveis Este trabalho teve como objetivo desenvolver filmes e chapas planas de amido de mandioca e PLA pelo processo de extrusão e avaliar o efeito da adição de ésteres de adipato e citrato como plastificantes, e ácidos adípico e cítrico como compatibilizantes O trabalho foi dividido em cinco etapas, onde primeiramente foram produzidos filmes de amido termoplástico (ATP) por extrusão-sopro em balão e avaliou-se o efeito da adição de PLA plastificado com diferentes concentrações de ésteres de adipato e citrato A plastificação do PLA e os processos de misturas feitos na extrusora foram essenciais para a obtenção dos materiais Os ésteres de adipato proporcionaram filmes de menor espessura e maior elongação Na segunda etapa foi pesquisado o efeito da adição de PLA e do tipo de extrusora (mono ou dupla rosca) empregado no preparo das blendas de ATP e poli(butileno adipato co- tereftalato (PBAT) destinadas à produção de filmes por extrusão-sopro em balão O tipo de extrusora não mostrou diferença, entretanto a adição de PLA diminuiu a permeabilidade ao vapor de água (PVA) e elevou a rigidez dos filmes Como a confecção de filmes por extrusão-sopro em balão não mostrou resultados favoráveis para produção em escala piloto, substituiu-se o tipo de PLA e passou-se a usar a extrusão plana Assim, na terceira parte avaliou-se o efeito da adição de ésteres de adipato e citrato em chapas produzidos por extrusão plana A incorporação de plastificantes reduziu a rigidez do material, a temperatura de transição vítrea (Tg) e a resistência à tração sem alterar a PVA Os ésteres de adipato foram mais eficientes, pois também elevaram a elongação na ruptura dos materiais e as imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que a blenda era imiscível Como os ésteres de adipato proporcionaram resultados mais promissores, na quarta etapa os mesmos foram utilizados na fabricação de chapas com várias proporções de ATP e PLA O aumento na proporção de amido não alterou a Tg, diminuiu a rigidez e a resistência à tração, aumentou o índice de cristalinidade e proporcionou um caráter hidrofílico, observado pelos resultados de isoterma de sorção de água e PVA Dentre os ésteres de adipato, o adipato de diisodecila conferiu menores valores de PVA, manteve a resistência à tração e elevou a elongação na ruptura sendo, portanto selecionado para ser estudado como plastificante na etapa cinco Blendas contendo 5/5 de ATP e PLA foram adicionados de ácido adípico e cítrico, individualmente e em mistura Comparativamente, o ácido cítrico melhorou a adesão interfacial entre os polímeros e isso contribuiu nas propriedades mecânicas e de barreira Com este trabalho concluiu-se que a produção de materiais de ATP e PLA por extrusão plana em escala piloto é viável, desde que ocorra a adição de plastificantes como éster de adipato, e o ácido cítrico mostrou-se eficiente como compatibilizante para o PLA e ATPpt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Poly(lactic acid) (PLA) and starch blends is a promising option to produce films and sheets by extrusion because in addition to being biodegradable, these polymers are derived from renewable sources The main objective of this work was develop cassava starch and PLA films and sheets by extrusion and evaluate the effect of addition of adipate and citrate esters as plasticizers, and adipic and citric acids as compatibilizers This study was divided into five steps In the first step, thermoplastic starch (TPS) films were produced by blown extrusion and the effect of adding PLA plasticized with adipate or citrate esters on the opacity, mechanical and microstructural properties was evaluated The plasticization of PLA and mixture steps by twin-screw extruder were essential to obtain the materials by blown extrusion Adipate esters conferred films with lower thickness and higher elongation at rupture In the second step, the effect of the type of the extruder (single- or a twin-screw extruder) used in the preparation of the blends, and the addition of PLA on the functional properties of TPS and poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) films produced by blown extrusion was studied The type of extruder did not affect the properties of the films, but the addition of PLA decreased the water vapor permeability (WVP) and increased films rigidity The production of the films by blown extrusion at pilot scale did not show promising results For this reason, the type of PLA was substituted and calendaring-extrusion started to be used Thus in the third step the effect of adipate and citrate ester on the properties of the sheets produced by calendaring-extrusion was evaluated The incorporation of plasticizers decreased the rigidity, the glass trasition temperature (Tg), and tensile strength without changing the WVP Adipate esters were more effective because the elongation at rupture was also improved, but the micrographs images revealed that the blends were immiscible As adipate esters provided promising results, in the fourth step these plastcizers were used to produce sheets with various proportions of TPS and PLA The increase in the concentration of TPS did not alter the Tg, decreased the rigidity and tensile strength, increased the crystallinity index and promoted hydrophilic characteristic as observed on the water sorption isotherm and WVP Among the adipate esters, diisodecyl adipate conferred lower values of WVP, maintained the tensile strength and increased the elongation at rupture Therefore the diisodecil adipate was selected as plasticizer to be studied in the fifth stage Adipic and citric acids were added in the blends containing 5/5 of TPS and PLA plasticized with diisodecil adipate Citric acid increased the interfacial adhesion between the polymers, improving mechanical and barrier properties The production of TPS / PLA sheets at pilot scale using calendaring-extrusion was viable when adipate ester as plasticizer was employed, and citric acid was an effective compatibilizerpt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado 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/123456789/14167
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_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.subjectTermoplásticospt_BR
dc.subjectPackagingpt_BR
dc.subjectExtrusion processpt_BR
dc.subjectThermoplasticspt_BR
dc.subjectEsterspt_BR
dc.subjectPlastics in packagingpt_BR
dc.subjectPolymerspt_BR
dc.subjectBiodegradable filmspt_BR
dc.subjectFoodpt_BR
dc.titleDesenvolvimento de materiais biodegradáveis a base de amido e poli (ácido lático) produzidos por extrusão termoplásticapt_BR
dc.typeTesept_BR

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