Espumas à base de amido modificado quimicamente

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bergel, Bruno Felipe
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Espumas; Amido termoplástico; Fibras naturais
• Palavras-chave em Inglês: Starch; Chemical modifications; Starch foam; Cotton fiber
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/235546

As embalagens descartáveis para alimentos feitas de poliestireno expandido (EPS) geralmente são descartadas após o uso e, por ser um material difícil de reciclar, geram grande quantidade de resíduos. O EPS pode ser substituído por espumas de amido termoplástico (TPS), cuja matéria prima é de fonte renovável e são biodegradáveis. No entanto, as espumas TPS são hidrofílicas, absorvem grandes quantidades de água, possuem propriedades mecânicas limitadas e quebram facilmente quando manuseadas, o que dificulta o uso destes materiais. Dentre as alternativas para estes problemas, a modificação química do amido é uma opção para torná-lo mais hidrofóbico e adicionar fibras naturais, como o algodão, é uma opção para gerar espumas mais resistentes. Nas Etapas 1 e 2, quatro modificações para o amido foram avaliadas: acetilação, esterificação com anidrido maleico e sililação com 3-cloropropil trimethoxisilano (CPMS) e Metiltrimethoxisilano (MTMS). Foram preparadas espumas com 6,7%, 13,3%, 20,0% e 26,7% (m/m) de amido modificado. Os resultados dos testes de absorção de água e mecânicos mostraram que as espumas absorvem menos água e se tornam mais resistentes com a adição de amido modificado. A espuma que absorveu menos água foi a contendo 26,7% de amido MTMS. Na Etapa 3, foi estudada a incorporação de fibras de algodão nas espumas TPS sem modificação. Dois tamanhos de fibra foram usados: fibra de algodão e microfibra de algodão em três teores: 0,7%, 2,0% e 3,3% m/m. As espumas com maior teor de fibras de algodão (2,0% e 3,3%) apresentaram os melhores desempenhos mecânicos de impacto e tração. Na Etapa 4, a ecotoxicidade e a biodegradabilidade das espumas TPS com os quatro amidos modificados das Etapas 1 e 2 foram avaliados. Foram utilizados o teste de Allium cepa, compostagem, biodegradação por respirometria e degradação enzimática. Os resultados mostraram que os amidos acetilado e esterificado apresentaram ecotoxicidade e que as espumas com amidos sililados apresentaram menor biodegradabilidade. Na Etapa 5 foi estudada a incorporação de fibras de algodão sililadas nas espumas TPS MTMS. Espumas contendo 3,3% de fibras sililadas apresentaram superfície hidrofóbica e propriedades mecânicas superiores ao EPS, além de apresentarem biodegradabilidade.