Hidrogéis biodegradáveis superabsorventes: processo de produção, caracterização e potencial de aplicação na agricultura

Data

2024-02-28

Autores

Kishima, João Otávio Ferraro

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Resumo

Os indícios das mudanças climáticas e dos impactos relacionados ao uso extensivo de materiais sintéticos não biodegradáveis são cada vez mais evidentes. Os seus prejuízos vão além da destruição da fauna e flora, incluindo também a inutilização, quase permanente, de recursos hídricos e terrestres, bem como o aumento da insegurança alimentar. Sabendo disso, a busca por soluções para esses problemas se mostra de extrema urgência. Biopolímeros, são materiais poliméricos de fonte renovável, que apresentam grande aplicabilidade para a produção de hidrogéis, materiais poliméricos tridimensionalmente reticulados, com elevada capacidade de absorção de água. A extrusão reativa é uma tecnologia que pode ser empregada para a obtenção de novos materiais e misturas poliméricas, usando processos que ocorrem na ausência de solventes e efluentes, geralmente em etapa única, e em um curto espaço de tempo. O estudo teve como objetivo, produzir e caracterizar hidrogéis biodegradáveis superabsorventes para uso na agricultura a partir das misturas de diferentes biopolímeros (amido, gelatina, celulose, e goma xantana) e glicerol como plastificante, empregando-se o processo de extrusão reativa em etapa única e ácido cítrico como agente reticulante. Foram obtidos hidrogéis no formato de pellets, com a capacidade de absorver entre 187% a 492% o seu peso em água. O processo de extrusão reativa foi capaz de induzir novas ligações, ésteres e amidas, evidenciadas pelas bandas características na espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). O uso do ácido cítrico como agente reticulante se mostrou eficiente, e o maior teor de ácido cítrico (3%) levou à obtenção de amostras com maior grau de intumescimento, além disso a porosidade da sua estrutura interna parece ter favorecido o maior intumescimento. Nos ensaios preliminares de aplicação, verificou-se que quando a formulação com maior teor de ácido cítrico foi empregada, a concentração de 5% do hidrogel em solo aumentou significativamente a capacidade de retenção de água do solo e resultou na maior taxa de germinação das sementes de milho testadas. O processo de extrusão se mostrou eficiente na obtenção de hidrogéis biodegradáveis, com as vantagens de ser um processo escalonável e ambientalmente amigável

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Palavras-chave

Biopolímeros hidrofílicos, Extrusão reativa, Déficit hídrico

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