60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

O Polietileno representa 64% dos plásticos sintéticos produzidos no mundo e são utilizados principalmente para a fabricação de sacos plásticos e garrafas. No Brasil, são produzidas 210 mil toneladas anuais de filmes poliméricos. Biodegradação é o processo capaz de causar decomposição dos materiais em dióxido de carbono, metano, água, compostos inorgânicos ou biomassa, em que o mecanismo predominante é a ação enzimática de microorganismos (ASTM D-5488-94d). O processo de biodegradação pode ocorrer em diferentes níveis estruturais, molecular, macromolecular, microscópica e macroscopicamente dependendo do mecanismo. Cristalinidade, aditivos e peso molecular são fatores que afetam a degradação do PE. A proposta deste estudo foi investigar a degradação/biodegradação de filmes de PEBD, avaliados em estado sólido, durante 6 semanas, com Aspergillus niger (ASTM G21-70) e Pseudomonas aeruginosas (ASTM G22-76) (25°C e umidade de 50%).

METODOLOGIA:

Os filmes de PEBD, 15mm(5,1 cm2 x 5,1 cm2), foram lavados com hipoclorito de sódio (NaClO), solução de água 1% durante 30 min. e secos em dissecador por 24 horas. Os filmes comerciais de PEBD foram avaliados em cultura sólida, "in vitro", durante 6 semanas, com Aspergillus niger (ASTM G21-70) e Pseudomonas aerugionosa (ASTM G22-76) (25°C e umidade de 60%). Os cultivos foram realizados em placas de Petry contendo contas de vidro e um sal mineral médio (CSM), que consistam na (g/1): MgSO4(7H2O), 0.7; K2HPO4, 0.7; KH2PO4, 0.7; NH4NO3,1.0; NaCl, 0.005; MnSO4(H2O), 0.001; FeSO4(7H2O), 0.002 e ZnSO4(7H2O), 0.002; Agar; 15. As amostras inoculadas foram retiradas de sete em sete dias, durante 6 semanas. As análises das amostras de PEBD virgem e das amostras em estado sólido na presença de microrganismos foram realizadas através de: espectroscopia de infravermelho transformada de Fourier (FT-IR); análises termogravimétricas (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).

RESULTADOS:

A análise estrutural dos filmes PEBD em estado sólido com Pseudomonas aeruginosas, quando comparado com as amostras virgens, revelou formação de novas bandas de absorbâncias em FT-IR: 1640 cm-1 (estiramento -C=CH2) e 1081 cm-1 (estiramento -C-O-C cíclico). A absorbância em 1081 cm-1 caracteriza o aparecimento de material protéico. As bandas e 1460 cm-1 (estiramento -CH2), 845 cm-1 (deformação fora do plano =C-H) e 722,6 cm-1 (deformação =C-H vinila), observadas nos filmes em meio Aspergillus niger, indicam cisão na cadeia polimérica. A análise termogravimétrica (TGA) caracteriza as mudanças na estrutura do polímero através da cisão de cadeia e reticulação. Através de TGA das amostras em meio de cultura foi possível observar redução de massa em função da temperatura, que pode ser atribuído a alterações na estrutura da cadeia polimérica, como cisão e insaturações. A deterioração superficial evidencia-se através de erosões, provavelmente devido a variações de peso molecular e cristalinidade. As microscopias de MEV evidenciam o início do processo de biodegradação dos filmes de PEBD em meios de cultura mostrando a adesão e o crescimento dos microorganismos na superfície do polímero, formação de fissuras, escamas, cracks e pits.

CONCLUSÕES:

O material é suscetível à colonização de microrganismos, tanto para fungos da espécie Aspergilus niger e bactérias da espécie Pseudomonas aeruginosas, em estado sólido. As mudanças estruturais ocorridas nos filmes de PEBD (formação de novas absorbâncias e perda de massa em função da temperatura) podem ter ocorrência devido a cisão de cadeia e/ou crosslinking. A bioerosão da superfície é a primeiramente causada pela perda de massa da superfície. Os microorganismos não se desenvolveram dentro das fissuras, o que sugere que a maior parte dos nutrientes de baixo peso molecular migrou para a superfície do polímero.

Instituição de fomento: UCS/CNPq

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Biodegradação, Polietileno, Microrganismos

E-mail para contato: clongo@ucs.br