Espumas produzidas a partir de fécula de mandioca

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Figueiró, Camila da Silva
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Espuma polimérica; Fécula de mandioca
• Palavras-chave em Inglês: Foam; Cassava starch; Glycerol; Detergent; Silica; Density; Moisture absorption
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229371

O consumo de materiais poliméricos de origem petroquímica vem aumentando nos últimos anos, e por possuírem um tempo de prateleira curto – ou seja, serem descartáveis - o descarte incorreto destes materiais contribui para a poluição. Um material polimérico de fonte não renovável bastante utilizado é o poliestireno expandido (EPS), que devido as suas características possui aplicações diversas, contudo, o seu resíduo ocupa um grande volume, além de ser de difícil degradação. Por isso o interesse em buscar uma alternativa de um material de fonte renovável e que seja biodegradável. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diversos parâmetros de preparação na estrutura celular e propriedades de espumas de fécula de mandioca para a aplicação em embalagens com ciclo de vida curto. Além da fécula de mandioca, foi usado glicerol, água, tensoativo e sílica. Foram utilizados dois métodos de mistura utilizando uma batedeira e uma câmara de mistura interna, e analisada a influência do método de mistura nas propriedades físicas e mecânicas. O teor de amilose e sua influência nas características e propriedades do material foi investigado. Também foi analisada a influência do agente plastificante (3 %, 5 %, 7 % de glicerol), tensoativo (1 %, 2 %, 3 % de detergente) e nucleante (1 %, 2 %, 3 % de sílica) nas propriedades físicas, mecânicas e morfológicas das espumas. Além de avaliada as diferenças nas propriedades físicas e mecânicas das espumas e bandejas. A mistura de fécula de mandioca e aditivos na batedeira foi realizada com água a 100°C durante 8 minutos, e a pasta foi expandida em uma prensa hidráulica, ou com molde de chapas finas utilizando a temperatura de 150°C ou com o molde de bandeja, utilizando 180°C por 30 minutos. A mistura na câmara foi realiza a 90°C, 60 rpm por 10 minutos, e a expansão da pasta foi realizada da mesma forma. As espumas de fécula de mandioca foram caracterizadas por ensaios, físicos, reológicos, morfológicos e mecânicos. A mistura na batedeira originou uma pasta com maior espessura, e a da câmara de mistura uma com menor densidade. A espuma da batedeira absorveu menos umidade, apresentou o maior ângulo de contato e uma maior resistência ao impacto. Resultados da análise física indicaram em relação ao teor de amilose que varia para amidos de fontes diferentes, além de influenciar nas características da pasta. A densidade das espumas com até 5 % de glicerol foram semelhantes da espuma sem plastificante. A incorporação de até 5 % de glicerol aumentou a absorção de umidade e a resistência ao impacto, o melhor resultado de ângulo de contato foi para a espuma com 3 % de glicerol. A incorporação de 2 % de tensoativo originou espumas com a menor densidade (0,0734 g/cm³), e com menor resistência ao impacto. Contudo, a espuma com 3 % de tensoativo apresentou a menor absorção de umidade e o maior ângulo de contato (74,8°). Quando utilizada em teores menores, a sílica atuou predominantemente como agente nucleante, gerando células menores no expandido. Em teores maiores, desempenhou um papel mais eficiente na redução da afinidade da fécula com a água. Um mecanismo de atuação da sílica no processo de formação da espuma foi proposto. Os resultados mostraram que a espuma com 2% de sílica apresentou a maior densidade (0,232 g/cm3) e maior resistência ao impacto (2067 J/m2), além de apresentar uma superfície mais hidrofóbica, apresentando o maior ângulo de contato (84,76°).