Modificação química do Poli(ácido láctico) e seu efeito como compatibilizante de blendas de Poli(ácido láctico)/Poli(ε-caprolactona)

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Pereira, Fabiana Massarente
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Chemical modification; Compatibilização; Compatibilization; Modificação química; Poli(ε-caprolactona) (PCL); Poli(ácido láctico) (PLA); Poly(ε-caprolactone); Poly(lactic acid) (PLA)
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-02022021-141212/

No presente trabalho foi estudada a modificação química do poli(ácido láctico) (PLA) via reação de condensação entre grupos hidroxila localizados nas extremidades de suas cadeias, com poli(ε-caprolactona) (PCL) de baixa massa molar e hexametileno diisocianato (HDI). O diferencial deste trabalho foi a obtenção de um PLA apenas com as extremidades modificadas, contendo cadeias de PCL, e não a formação de copolímeros com repetição de blocos, como na maioria dos trabalhos encontrados na literatura. Posteriormente, o efeito do PLA modificado na compatibilização de blendas poliméricas imiscíveis PLA/PCL, preparadas a partir do estado fundido, foi investigado. Dentre os diferentes procedimentos de modificação do PLA estudados, o mais vantajoso foi o que resultou em produtos com razões molares PLA/PCL (de baixa massa molar) muito próximas das razões molares iniciais. As análises do produto da reação de modificação por FTIR e ressonância magnética revelaram a formação de ligações uretânicas. De acordo com as curvas de distribuição de massas molares obtidas por SEC, o PLA modificado apresentou M̄n de 64000 g mol-1 e M̄w de 100000 g mol -1, indicando aproximadamente 6 cadeias de PCL ligadas ao PLA. As blendas PLA/PCL, contendo 5, 10 e 20% (em massa) de PCL e 0, 5 e 10% (em massa) de PLA modificado, foram preparadas por extrusão em rosca simples, e os corpos de prova usados em suas caracterizações foram obtidos por processo de injeção. Nas análises das propriedades mecânicas por ensaio de tração, as blendas apresentaram redução no módulo de elasticidade, tensão máxima e tensão na ruptura quando comparadas ao PLA puro, porém não de maneira significativa. Já a deformação na ruptura aumentou proporcionalmente com a quantidade de PCL na blenda. A análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou que blendas PLA/PCL contendo 5% de PLA modificado apresentaram morfologia mais refinada que as blendas preparadas com maiores quantidades de compatibilizantes. A eficiência da compatibilização com 5% de PLA modificado foi melhor observada na blenda com 20% de PCL, a qual apresentou tamanho das gotas da fase dispersa variando entre 0,1 a 1,0 μm, a maior deformação na ruptura, 37,6%, quando comparada ao PLA puro (9,65%) mantendo valores de módulo de elasticidade e tensão máxima ainda elevados, 2,58 GPa e 99,0 MPa, respectivamente.