62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 12. Engenharia Química

PROCESSAMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS BIODEGRADÁVEIS

Daniel Elias de Melo Faleiros 1 André Luís Ferreira de Moura Giraldi 2 Lúcia Helena Innocentini Mei 3

1. Bolsista CNPq - Faculdade de Engenharia Química da UNICAMP 2. Prof. Dr. - Faculdade de Tecnologia de Mogi Mirim (FATEC) 3. Profa. Dra./Orientadora - Depto. de Tecnologia de Polímeros, FEQ, UNICAMP.

INTRODUÇÃO:

Uma solução que vem sendo estudada para o destino final dado aos plásticos descartáveis é o desenvolvimento de formulações com polímeros biodegradáveis. Esses, devido a sua alta capacidade de degradação por alguns microorganismos, foram concebidos para diminuir os problemas ocasionados pelo descarte descontrolado no ambiente e a falta de aterros. Nesse trabalho procurou-se desenvolver uma blenda parcialmente biodegradável através da adição de amido de arroz (como agente de biodegradação) e nanoargila (como agente de reforço) ao polietileno de baixa densidade (PEBD). Assim, buscou-se avaliar as propriedades mecânicas (tração e impacto), morfológicas e biodegradação em função do teor de amido e de nanoargila. As condições de processamento foram escolhidas com base em estudos anteriores realizados pelo grupo de pesquisa da orientadora.

METODOLOGIA:

Utilizou-se, no presente estudo, o PEBD 132G disponibilizado pela Dow Chemical Company, a nanoargila Cloisite 20A fornecida pela Bentonit União/Buntech e amido de arroz cedido pela empresa ICB Wooly. Os materiais foram submetidos à secagem em estufa à temperatura de 70ºC durante um período superior à uma hora, sendo então previamente homogeneizados e depois incorporados na matriz polimérica através de uma extrusora dupla rosca (baixo cisalhamento) Krupp Werner J. Pfleiderer. Obteve-se assim o espaguete que foi cortado em pellets. Posteriormente, deu-se início ao processamento dos filmes por prensagem para realização de testes mecânicos segundo norma ASTM D-638, análise de biodegradação em solo, segundo método proposto por Mariani (2005), e microscopia eletrônica de varrredura (MEV). Análises de MEV foram feitas sobre a superfície dos filmes prensados em um equipamento LEO 1530, após revestimento das amostras com fina camada de ouro.

RESULTADOS:

Diante da impossibilidade da formação de filmes soprados, verificada experimentalmente, optou-se pela realização das análises a partir de filmes obtidos por prensagem. Observou-se perdas nas propriedades mecânicas do PEBD provavelmente devido à pobre interação interfacial entre o polímero hidrofóbico e a carga hidrofílica. Verificou-se que, adicionando uma carga de 20% em massa de amido, ocorreu um decréscimo de aproximadamente 25% na tensão máxima suportada pelo material antes da ruptura. Ainda, mesmo após a adição de nanoargila, não se observou ganhos nas propriedades mecânicas. Fotografias obtidas via MEV indicaram a presença de aglomerados de carga o que demonstra a pequena interação entre os diferentes componentes, justificando assim as perdas de propriedades observadas. Procurou-se avaliar, também, a influência do amido na biodegradação. Através de ensaios em solo, pode-se constatar o alto potencial de biodegradação das formulações contendo amido, o que confirma que a adição de amido é uma boa alternativa para trabalhar a capacidade de biodegradação dos materiais. Observou-se que a conversão de carbono a CO2 , de uma das amostras contendo amido, foi mais rápida e cerca de 100% maior quando comparada com a amostra de celulose padrão utilizada nos testes em solo.

CONCLUSÃO:

Verificou-se que através da metodologia adotada não foi possível o desenvolvimento de uma blenda que possa ser utilizada como plástico de engenharia. Entretanto, a blenda poderia ser utilizada para a produção de bens de consumo que não requerem altas propriedades mecânicas, mas que priorizem a sua biodegradabilidade. Ficou evidente que o amido apresenta um alto potencial de biodegradação o que pode ser observado através de ensaios em solo. Por outro lado, observou-se que a adição de nanocarga como agente de reforço não promoveu melhoras significativas das propriedades mecânicas (tração e deformação), evidenciando que nem sempre o uso de nanocargas melhora essas propriedades. Como sugestões para pesquisas futuras, é importante que se faça um tratamento prévio das cargas e que condições diferentes de processo sejam estudadas.

Instituição de Fomento: CNPq

Palavras-chave: Nanocompósitos, Biodegradável, Argila .