Desenvolvimento de materiais biodegradáveis a base de amido termoplástico, poli (succinato de butileno) e poli (adipato co-tereftalato de butileno)
Data
2023-04-19
Autores
Beluci, Natália de Camargo Lima
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Editor
Resumo
Os plásticos podem ser uma grande ameaça para o nosso ecossistema global, devido à sua baixa biodegradabilidade e falta de destinação apropriada, o que pode resultar em um acúmulo prejudicial no meio ambiente. Por essa razão, muitas pesquisas têm se concentrado no desenvolvimento de substitutos para os polímeros tradicionais, a fim de encontrar soluções sustentáveis para este problema. Assim, o objetivo deste trabalho foi produzir filmes com alto teor de amido termoplástico (ATP, 70% em massa) e diferentes proporções (30% em massa) de poli (succinato de butileno) (PBS) e poli (adipato co-tereftalato de butileno) (PBAT), com e sem presença de ácido cítrico (AC), por extrusão sopro em balão. O efeito dos polímeros e do AC nas blendas foi avaliado quanto à opacidade, cor, propriedades de tração, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios-X (DRX), taxa de estiramento transversal (TIT), permeabilidade ao vapor de água (PVA), taxa de solubilidade (TS), isotermas de sorção de água, técnicas termogravimétricas. Em termos globais, os resultados obtidos pelas blendas ternárias (ATP/PBS/PBAT) foram melhores do que os obtidos pelas blendas binárias (ATP/PBS ou ATP/PBAT). Por exemplo, a amostra PBS/PBAT/ATP (20/10/70% m/m) alcançou o melhor equilíbrio entre dureza, ductilidade e resistência, com alongamento na ruptura de 32%, resistência à tração de 6 MPa e módulo de Young (MY) de 56 MPa. O AC atuou como um composto multifuncional, aumentando a resistência à tração e o alongamento na ruptura e diminuindo o MY para todos os filmes. A opacidade e o grau de cristalinidade dos filmes aumentaram de forma significativa, já para cor não houve diferença. O FTIR não indicou reações químicas entre os constituintes das blendas. O MEV demonstrou maior compatibilidade entre ATP/PBAT do que com ATP/PBS. Todas as amostras apresentaram TIT maior que 205%. As diferentes proporções de PBS e PBAT influenciaram significativamente o PVA dos filmes para os filmes sem AC. Todas as amostras tiveram PVA com ordem de grandeza similar a outros filmes com alto teor de amido (10-6 g m-1 dia-1 Pa-1). O AC foi eficiente para diminuir o PVA das formulações de PBS/PBAT/ATP (15/15/70 e 20/10/70% em massa) em 25,2% e 24,7% em comparação com as formulações sem ácido. A TS variou de 19,0 à 20,1%, e diferentes proporções de polímeros ou a presença de AC não a influenciaram significativamente. Os materiais produzidos exibiram um aumento acentuado no teor de umidade de equilíbrio após atividade de água de 0,5, sendo sensíveis à umidade. Os filmes obtiveram boa estabilidade térmica, com temperatura máxima de decomposição próxima aos polímeros puros PBAT e PBS, ainda que fossem majoritariamente compostos por ATP. A estabilidade térmica das blendas não foi aumentada pelo AC, possivelmente devido ao baixo teor utilizado (0,1%). Este trabalho propôs um processo de fabricação viável que permite aumento de escala da produção de filmes biodegradáveis de ATP, PBS e PBAT. Os filmes exibiram propriedades adequadas para uso em embalagens, que teriam menor custo do que aquelas feitas com os poliésteres puros. Além disso, a inclusão de 0,1% de AC trouxe alterações positivas para maioria dos atributos avaliados
Descrição
Palavras-chave
Poliéster, Extrusão por sopro em balão, Plástico biodegradável