Desenvolvimento de filmes biodegradáveis a base de amido acetilado produzido por extrusão reativa
Data
2023-09-15
Autores
Simões, Bruno Matheus.
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Resumo
O uso de polímeros a base de fontes não renováveis para produção de materiais plásticos vem causando sérios danos ao meio ambiente, devido a sua lenta degradação. Nas últimas décadas estudos sobre materiais biodegradáveis têm despertado interesse de pesquisadores e o amido destaca-se como matéria-prima para o desenvolvimento desses materiais devido à sua disponibilidade e baixo custo. Quando processado na presença de um agente plastificante dá origem ao amido termoplástico (ATp), base para muitos materiais relatados na literatura. Porém, para obtenção de um material com boas características, é preciso formar blendas de ATp com polímeros sintéticos biodegradáveis, como o poli (adipato co-tereftalato de butileno) (PBAT), além da incorporação de reforçadores e compatibilizantes. As características hidrofílicas do ATp e sua baixa compatibilidade limitam sua aplicação em misturas com PBAT. O uso de amido acetilado poderia contornar a baixa compatibilidade entre amido e PBAT, uma vez que a presença de grupos acetil confere um caráter mais hidrofóbico ao material. Considerando que o método convencional de produção de amido acetilado requer grande quantidade de reagentes, além da necessidade de neutralização da mistura, gerando resíduos e possíveis problemas ambientais, a extrusão reativa é uma opção viável para produção desse tipo de amido. No presente trabalho, amidos acetilados produzidos por extrusão reativa com diferentes concentrações de anidrido acético (Ac2O) e catalisador foram utilizados para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis de amido-PBAT. O amido acetilado foi analisado quanto suas propriedades reológicas, estruturais, térmicas e morfológicas e os filmes foram caracterizados quanto as suas propriedades mecânicas, de barreira, além de características morfológicas, térmicas e estruturais. Quanto a produção de amido acetilado, a extrusão reativa permitiu uma interação eficaz entre o amido e reagentes. Houve um aumento no teor de acetilação e no grau de substituição quando a concentração de AC2O foi elevada. A acetilação teve influência nas propriedades dos amidos, modificando a estrutura morfológica dos grânulos por meio da introdução de grupos acetila em sua estrutura química, aumentando a interação com a água, tornando o amido mais solúvel e propenso ao inchamento. A acetilação melhorou a compatibilidade dos filmes de amido e PBAT. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos filmes indicou que a incorporação de amido acetilado e a variação na proporção de ATp/PBAT modificaram a morfologia dos filmes. Os filmes formulados com amido acetilado e uma proporção mais elevada de ATp/PBAT apresentaram menor solubilidade em água e menor capacidade de inchamento, sem comprometer as propriedades mecânicas. A produção de filmes biodegradáveis utilizando amido de milho acetilado por extrusão reativa é uma técnica promissora, que permite a redução do uso de polímeros convencionais.
Descrição
Palavras-chave
Biopolímeros, Filmes biodegradáveis, Acetilação, Anidrido acético, Extrusão-reativa