Alternativas para a redução da hidrofilicidade de espumas à base de amido : adição de película de amendoim, modificação química e aplicação de revestimento

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Machado, Caroline Martins
• Orientador(a): Tessaro, Isabel Cristina
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Planejamento de experimentos; Otimização; Acetilação; Degradação
• Palavras-chave em Inglês: Experimental design; Optimization; Starch acetylation; Degradation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212471

Materiais expandidos à base de amido, também conhecidos como espumas de amido, têm sido propostos como alternativa ao uso do poliestireno expandido (EPS). No entanto, esses materiais possuem limitações, principalmente relacionadas à hidrofilicidade, o que dificulta a aplicação em diferentes áreas. Diante disso, diferentes alternativas foram avaliadas a fim de reduzir a hidrofilicidade dessas espumas. Uma dessas alternativas é a utilização de resíduos agroindustriais que possuam principalmente fibras, proteínas e lipídios em sua composição. Nesse contexto, tem-se a película de amendoim, a qual possui mais de 60 % de sua composição em lipídios, proteínas e fibras lignocelulósicas, e sua adição pode resultar em alterações nas propriedades das espumas em comparação a espumas à base de amido sem esse componente. Foram desenvolvidas espumas com diferentes concentrações de amido de mandioca, película de amendoim e glicerol, como plastificante, definidas a partir de um planejamento de misturas de três componentes com restrições. As espumas foram obtidas por termoprensagem e foi avaliado o efeito e as interações dos componentes nas propriedades mecânicas (ensaios de flexão) e na capacidade de absorção de água (CAA), nos tempos de 1 e 30 min. A função desejabilidade foi aplicada a fim de otimizar a formulação para obtenção de uma espuma com menor afinidade pela água, mais flexível e mais resistente, e obteve-se como resposta uma formulação com 24 % (m/m) de película de amendoim e 13 % de glicerol (m/m), sob a massa de sólidos (amido de mandioca + película de amendoim). A espuma otimizada apresentou significativa redução na capacidade de absorção de água no tempo de 30 min (67 ± 7 %) em relação à espuma à base de amido de mandioca sem a presença de película de amendoim (245 ± 57 %). Também foi avaliado a modificação do amido de mandioca por esterificação (acetilação), em dois graus de substituição (GS), 0,5 e 1,5, a fim de verificar a influência de diferentes combinações de amido de mandioca nativo e amido acetilado (0 – 40 %, sob a massa de amido) na formulação otimizada. Os amidos acetilados apresentaram redução na temperatura e na entalpia de gelatinização, na solubilidade e no grau de inchamento, bem como perda da cristalinidade em comparação ao amido de mandioca nativo. As espumas com amido acetilado com GS igual a 0,5 apresentaram redução da CAA no tempo de 30 min, enquanto que para a espuma com amido acetilado com GS igual a 1,5 não foi observada diferença significativa em relação à espuma sem o amido modificado. A degradação das espumas contendo 30 % (m/m) de amido acetilado, independente do GS (0,5 ou 1,5), foi mais rápida do que da espuma otimizada contendo apenas amido nativo. Além disso, foi avaliado, para a redução da hidrofilicidade das espumas, a aplicação de revestimentos por imersão em uma solução contendo cera de abelha. As espumas revestidas (controle e otimizada) apresentaram redução da capacidade de absorção de água e da umidade de equilíbrio (em diferentes condições de umidade) e aumento do ângulo de contato. A alteração na hidrofilicidade das espumas revestidas resultou no aumento do tempo de degradação das amostras para cerca de 77 dias, mas, mesmo assim, esses materiais revestidos ainda podem ser considerados biodegradáveis. Com base nos resultados obtidos a aplicação de revestimentos contendo cera de abelha foi uma das alternativas mais promissoras e eficazes para a redução da hidrofilicidade dos materiais propostos, o que amplia suas possibilidades de aplicação em diferentes áreas.