| A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 2. Química Ambiental |
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AVALIAÇÃO DA BIODEGRADAÇÃO EM SOLO DE COPOLÍMEROS DE PET-co-PTS SINTETIZADOS A PARTIR DE PET PÓS-CONSUMO. |
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| Delne Domingos da Silva 1 |
| Taciane Taniazzo 2 |
| Deise Cristina da Silva 3 |
| Sandra Einloft 3 |
| Andréa Lima dos Santos Schneider 1 |
| Ana Paula Testa Pezzin 1 |
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| (1. Departamento de Engenharia Ambiental / UNIVILLE; 2. Departamento de Química Industrial / UNIVILLE; 3. Faculdade de Química / PGETEMA – PUCRS) |
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| INTRODUÇÃO: |
Os polímeros convencionais petroquímicos participam de vários segmentos industriais: embalagens, têxteis, automobilístico, eletro-eletrônico, entre outros, devido às suas boas características mecânicas, térmicas, morfológicas e taxas extremamente baixas de degradação. O poli(tereftalato de etileno) (PET) é o principal polímero da classe dos poliésteres alifático-aromáticos, sendo utilizado em diferentes aplicações comerciais, tais como garrafas de refrigerante, fitas eletrônicas, embalagens e na indústria têxtil. Suas excelentes propriedades térmicas e mecânicas, além da sua estabilidade química são responsáveis pela alta produção e consumo, tornando-se um sério problema ambiental, pois estes produtos são geralmente de rápida descartabilidade, o que gera um crescente acúmulo nos aterros sanitários, dificultando a estabilização da matéria orgânica e reduzindo a vida útil dos aterros. Por outro lado, os poliésteres alifáticos, como por exemplo, o poli(trimetileno sebacato) (PTS) são biodegradáveis, possuindo propriedades mecânicas e térmicas que limitam suas aplicações. Estes se decompõem pela ação de microrganismos presentes no meio ambiente, transformado-os em dióxido de carbono e água. Dentre as possibilidades para auxiliar na resolução deste problema, destaca-se a reciclagem química do PET pós-consumo com um polímero alifático, neste caso, o PTS, visando obter novos copolímeros alifático-aromáticos, com propriedades mecânicas, térmicas e biodegradabilidade satisfatórias. |
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| METODOLOGIA: |
Para a síntese dos copolímeros as embalagens de PET pós-consumo foram cortadas, lavadas com acetona e secas em estufa. O homopolímero alifático poli(trimetileno sebacato) (PTS) foi obtido através da reação de policondensação em massa do 1,3-propanodiol e ácido sebácico. As reações de copolimerização foram realizadas em um reator de vidro, em atmosfera de N2, com agitação mecânica e controle de temperatura. Adicionou-se a quantidade desejada de PET e PTS em massa e elevou-se a temperatura gradualmente, deixando fundir. Após este tempo, nas reações com catalisador, adicionou-se dibutoxidibutil-estanho (catalisador a base de Sn) ou butóxido de titânio (IV) (catalisador a base de Ti), seguido de vácuo pelo tempo desejado. Para o ensaio de biodegradação, os copolímeros foram enterrados por 45 dias no fundo de béckers contendo solo envelhecido com base na norma ASTM G160–98 a 30 ± 2°C e umidade entre 85 e 95%. A caracterização dos copolímeros foi realizada por análise visual, análise morfológica da superfície das amostras em microscópio eletrônico de varredura (MEV) (Zeiss DSM 940A) a 10 kV, por calorimetria exploratória diferencial (DSC) (TA Instruments), com primeiro aquecimento a 10°C/min variando da temperatura ambiente a 300°C, seguido de resfriamento controlado a 20°C/min de 300 a -100°C, e segundo aquecimento de -100°C a 300°C e por análise termogravimétrica (TGA) (Netzch) a 10°C/min da temperatura ambiente até 500°C. |
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| RESULTADOS: |
A análise visual dos copolímeros após 45 dias de biodegradação em solo, mostrou que as amostras com apenas 20% de PTS encontravam-se no início do estágio de degradação, enquanto as com 40% já estavam em estágio mais avançado. Nos copolímeros com 20% de PTS, o catalisador de Ti acelerou a degradação. As amostras com 40% de PTS com catalisador de Ti apresentaram manchas escuras esféricas distribuídas homogeneamente por sua extensão e presença de pontos vermelhos, evidenciando a formação de colônias. O copolímero com 40% de PTS com catalisador de Sn também apresentou manchas escuras localizadas de forma heterogênea e intensa presença de poros, tornando-o mais quebradiço. Os copolímeros sem catalisador apresentaram sinais de degradação menos intensos em relação às outras amostras. As micrografias de MEV do copolímero com 40% de PTS, após 45 dias de biodegradação em solo, revelaram a formação de trincas e rachaduras, enquanto não foi possível perceber nenhum sinal de degradação nas amostras com 20%. As curvas de DSC dos copolímeros sem catalisador e sem degradação evidenciaram apenas uma temperatura de transição vítrea (Tg) e uma temperatura de fusão (Tm), as quais diminuíram gradualmente com o aumento do teor de PTS, significando que foram sintetizados copolímeros aleatórios. O aumento do teor de PTS diminuiu a entalpia de fusão (ΔHm), indicando uma redução do grau de cristalinidade. Os copolímeros com 40% de PTS mostraram-se praticamente amorfos apresentando uma Tg bem definida. |
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| CONCLUSÕES: |
A análise visual e morfológica dos copolímeros obtidos a partir da reciclagem química de PET pós-consumo e PTS evidenciaram um aumento da degradação com o aumento do teor de polímero alifático (PTS). Com apenas 45 dias de degradação em solo os copolímeros com 40% de PTS já se encontravam em estágio avançado de degradação, apresentando manchas escuras, colônias, trincas e rachaduras. A análise de DSC evidenciou que os copolímeros possuíam apenas uma Tg e uma Tm que diminuíram com o aumento do teor de PTS, significando serem copolímeros aleatórios. A diminuição da entalpia de fusão com o aumento do teor de PTS, indicou que os copolímeros com maior teor de PTS apresentaram grau de cristalinidade menor. Como o grau de cristalinidade é um dos fatores que mais afetam a cinética de degradação, pois a decomposição geralmente se inicia pela fase amorfa, a degradação acelerada dos copolímeros com maior teor de poliéster alifático está de acordo com o esperado. Os copolímeros de PET-co-PTS degradaram muito mais rápido quando comparados com copolímeros de PET-co-PEA (poli(adipato de etileno)), pois estes últimos mostraram sinais de degradação somente após 7 meses em solo. |
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: reciclagem; biodegradação; PET-co-PTS. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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