Desenvolvimento de biocompósitos de polihidroxibutirato reforçados com fibras vegetais : avaliação da degradação e dos impactos ambientais no solo com o uso da ferramenta ACV

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Moura, Adriana da Silva
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes, Frankenberg, Claudio Luis Crescente
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Biopolímeros; Polihidroxibutirato; Fibras vegetais
• Palavras-chave em Inglês: Polyhydroxybutyrate; Vegetal fibers; Life cycle assessment; Biotic degradation; Abiotic degradation; Composed soil
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/219735

O elevado consumo de polímeros tem trazido sérios problemas ambientais, à medida que potencializa o acúmulo de resíduos sólidos urbanos, normalmente em aterros sanitários ou ainda descartados em locais inadequados. Diante disso, passou a ser de grande interesse o desenvolvimento de materiais amigáveis ao meio ambiente, que possam contribuir para atenuar o problema. Desta forma, o desenvolvimento de novos materiais biodegradáveis tem sido estimulado pela sociedade. Compósitos poliméricos obtidos a partir de biopolímeros e reforçados com fibras vegetais podem contribuir com a redução de resíduos, devido a sua característica biodegradável, além de solucionar o problema do descarte de resíduos oriundos do agronegócio, como as fibras vegetais. Deste modo, o objetivo deste estudo foi desenvolver compósitos de matriz de PHB (Polihidroxibutirato), polímero biodegradável obtido a partir de recursos renováveis e sintetizado pela bactéria Rastonia eutropha, e reforça-lo com fibras de origem vegetal. O desenvolvimento dos compósitos foi determinado a partir da caracterização e melhoria das propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas em relação a matriz pura. O estudo foi dividido em 3 etapas. Na etapa 1, foram desenvolvidos compósitos termoplásticos de PHB reforçado com fibra vegetal, esta etapa foi subdividida em três fases. Na fase 1 determinou-se a granulometria ótima de 250 µm em compósito PHB com 30% de pó da madeira de Itaúba (ITA). Na fase 2, foi determinado o teor ótimo de reforço ITA sendo selecionada a proporção mássica de 70/30, as quais obtiveram melhores propriedades mecânicas (tração e impacto), térmicas (TGA e DSC) e morfológicas (MEV). Na fase 3 foram testados os reforços ITA, casca de arroz (CA) e fibra de coco (FC). Foram então produzidos os compósitos PHB/ITA, PHB/CA e PHB/FC. Sendo os compósitos PHB/ITA e PHB/CA que apresentaram melhores propriedades. Sendo assim, na etapa 2 foi avaliado a biodegradação do polímero puro PHB e dos compósitos PHB/ITA e PHB/CA (70/30) formam enterrados em solo simulado ao solo de aterro sanitário, previamente preparado, concomitantemente com compósitos de matriz sintética de polipropileno (PP, PP/CA e PP/ITA), para efeito de comparação da degradação e da avaliação dos impactos ambientais. A degradação biótica foi caracterizada através das análises microbiológicas e identificaram gêneros como, Staphylococcus sp., Enterococcus sp. e Streptococcus sp. Na etapa 3 do estudo, foi realizada uma análise de ciclo de vida (ACV) com o intuito de comprovar os benefícios da substituição do produto sintético PP de origem fóssil pelo PHB, biodegradável, ao longo do ciclo de vida do produto. Este estudo determinou que o tempo de degradação desses materiais biodegradáveis foi de 10 meses, sendo o PHB/CA o compósito com maior perda de massa, com degradação de 95%. Por fim, o estudo comprovou que, a degradação do material desenvolvido não libera elementos tóxicos ao solo durante esse processo.