Blendas à base de amido compatibilizadas com ácidos orgânicos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Martins, Andréa Bercini
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Amido; Polipropileno; Ácidos orgânicos; Proteína de soja; Biodegradação
• Palavras-chave em Inglês: Starch; Polypropylene; Organic acids; Soy protein; Biodegradation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/216440

Devido ao impacto ambiental provocado pelo descarte incorreto e a não biodegradabilidade dos polímeros sintéticos, o setor industrial de produtos descartáveis busca matérias-primas alternativas, especialmente de fontes renováveis. A mistura de polímeros naturais, como o amido termoplástico (TPS), com sintéticos é relativamente barata e rápida. Contudo, a incompatibilidade química entre esses dois materiais leva à utilização de um agente compatibilizante. Assim na etapa 1 deste trabalho estudou-se o efeito de diferentes agentes compatibilizantes sustentáveis, os ácidos orgânicos: ácido mirístico (C14) e esteárico (C18), com teores mássicos de 3, 6,5 e 10%, nas propriedades das blendas de PP/TPS (70/30). Foi avaliada a influência de dois grades de PP (baixo e alto indice de fluidez (IF)). As blendas foram influenciadas positivamente pela adição de ácido, sendo o teor de 3% ótimo. Para cada grade de PP houve um ácido preferencial. O PP com alto IF teve sua propriedade reológica mais afetada pela inserção do ácido, enquanto o PP com baixo IF teve sua biodegradabilidade mais afetada. Ciclos de reprocessamento por injeção foram usados para simular a reciclagem mecânica das blendas. Na etapa 2, avaliou-se a influência de diferentes tipos amidos (milho, batata e mandioca) em blendas TPS/PP (70/30). Os resultados sugeriram que o efeito compatibilizante dos ácidos depende do tipo de amido e do comprimento da cadeia ácida, onde blendas de mandioca com C14 apresentaram melhores resultados. A inserção do ácido aumentou a resistência à tração e a deformação na ruptura, mas reduziu o módulo elástico, indicando um efeito plastificante. Esse comportamento foi relacionado à formação de complexos amilose-lipídios. Redução de torque e deslocamento de Tg também foram observados para blendas com ácido. As micrografias mostraram duas dispersões morfológicas diferentes e um efeito de não gelatinização devido a inserção do ácido. Na 3ª etapa avaliou-se a incorporação dos ácidos em blenda binária com alto teor de amido, TPS/PP (90/10), e em blenda ternária composta de TPS e proteína de soja concentrada (PSC), TPS/PSC/PP (70/20/10). Os resultados mostraram que na proporção de 90/10 TPS/PP, a adição de ácido (3 %) não mostrou efeito como compatibilizante. Os resultados de torque, IF, resistência à tração e permeabilidade ao vapor d’água apontaram que as condições de processamento da pré-mistura, TPS/PSC, não foram suficientes para que houvesse reticulação da proteína. Por outro lado, as condicões de processamento durante a mistura com o PP se mostraram suficientes para a formação da reticulação, como observado pelo aumento da energia mecânica específica, diminuição do índice de fluidez, aumento da resistêcia ao impacto e diminuição da absorção de umidade. As blendas TPS/PSC/PP com C14 apresentaram os maiores valores de resistência ao impacto. Através das imagens de MEV observou-se que tanto o amido quanto a proteína foram capazes de formar uma matriz contínua, mas esse comportamento foi influenciado pela presença do ácido. A biodegradação das blendas com PSC foi favorecida tendo no geral uma maior perda de massa e maior geração de gás carbônico. O resíduo da biodegradação não apresentou impacto negativo na germinação das sementes, indicando os compostos utilizados não apresentam ecotoxicidade.