Avaliação da biodegradação de filmes ativos de poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) em condições anaerobias

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: SOUZA, Renan Rogério Oliveira de
• Orientador(a): VINHAS, Glória Maria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Materiais não metálicos; Polímeros biodegradáveis; Digestão anaeróbia; PBAT; Óleo essencial de manjericão exótico
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/50664

A resistência intrínseca dos plásticos os torna extremamente úteis em várias aplicações de embalagens, porém, também são altamente resistentes à degradação e podem persistir por vários milênios no ambiente. O acúmulo de resíduos plásticos é um problema ambiental crescente e ainda não há uma solução exata para essa tratativa. Os plásticos biodegradáveis são alternativas promissoras aos plásticos convencionais, com isso, pesquisas acerca de materiais biodegradáveis com propriedades que permitam a sua aplicação em diversos ramos, como em embalagens em escala comercial, têm sido foco de vários pesquisadores. Entre essas embalagens, destacam-se as embalagens ativas com aditivos microbianos, como óleos essenciais, que atuam para inibir ou retardar o crescimento de micro-organismo em alimentos. Entretanto, a depender do polímero utilizado para confecção, podem contribuir para o acúmulo no meio ambiente. Dessa maneira, este trabalho tem como finalidade estudar a degradação anaeróbia, em lodo, de filmes poliméricos de PBAT e PBAT aditivado com óleo essencial de manjericão exótico (OEM, durante um período de 22 meses. Esses filmes foram analisados por termogravimetria, calorimetria exploratória diferencial e microscopia eletrônica de varredura. A quantificação da degradação foi realizada por meio da perda de massa ao longo do tempo. Como principais resultados, foi observado que a perda de massa, após 22 meses, para o PBAT e o PBAT/OEM diminuíram de 4% e 22%, respectivamente. Enquanto o Polietileno que foi usado como padrão não demonstrou variação relevante. A maior perda de massa pode ser sugerida pela migração do óleo essencial para meio ou pela fragmentação do filme no momento da retirada do sistema. No tocante dos micro-organismos presente no lodo, foi observado que no início do estudo possuía majoritariamente apenas Bactérias Produtoras de Ácidos. Apresentando, tendo com 5 meses, as Pseudomonas aeruginosa Planctônicas e as Bactérias Anaeróbias Heterotróficas atingiram a fase estacionária. No decorrer da avaliação foi confirmado a infiltração de oxigênio nos sistemas propostos, circunstância a qual tornou possível o crescimento exponencial das Bactérias Aeróbias Heterotróficas, tornando-as prevalecente nos biodigestores. Referente aos filmes poliméricos, antes e após 22 meses de exposição ao lodo, a análise termogravimétrica atestou que, durante o período de biodegradação, ocorreram sutis oscilações na temperatura máxima de degradação, dessa forma, considera-se que, durante esse período, o polímero não sofreu mudanças na degradação térmica, apresentando sua degradação em apenas um estágio. As análises de calorimetria exploratória diferencial apontaram aumento da temperatura de fusão ao longo do período de biodegradação. A temperatura de cristalização apresentou aumento ao longo do estudo, chegando a valores de 98,12 °C e 97,56 °C para os filmes de PBAT/OEM e PBAT, respectivamente. O grau de cristalinidade apresentou pequenas oscilações ao longo dos 22 meses de biodegradação. Foi observado um comportamento decrescente da entalpia de fusão no decorrer de todo estudo, já a respeito da entalpia de cristalização foi verificado oscilações, variando entre 12 J/g a 15 J/g. Por meio da análise de microscopia de varredura, foi possível confirmar sinais de falha na estrutura, tanto no PBAT quanto no PBAT/OEM. A visualização de poros, após o período de estudo, expõe indícios de biodegradação dos filmes. Diante do exposto, infere-se que o óleo essencial não retardou o processo de biodegradação, desta forma torna-se viável a utilização de filmes de PBAT/OEM em embalagens ativas, em razão das características antimicrobiana e antioxidantes do óleo essencial incorporado.