Modificação de fibra de casca de aveia por extrusão reativa para inclusão em laminados de amido/poli (adipato co-tereftalato de butileno)

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cardoso, Melina Aparecida Plastina
• Orientador(a): Grossmann, Maria Victória Eiras [Orientador]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Alimentos; Embalagens; Poliésteres; Plástico reforçado com fibra; Plásticos laminados; Packaging; Polyesters; Fiber reinforced plastics; Biodegradation; Extrusion; Plastics; Food; Laminated plastics
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/14514

Resumo: Como solução dos problemas relacionados ao despejo de plásticos tradicionais, considerados resistentes à degradação natural, tem-se buscado a substituição por polímeros biodegradáveis O amido é considerado um polímero promissor para essa substituição, porém, para produzir materiais de embalagem com boas propriedades mecânicas e/ou de barreira à água é necessário a sua mistura com outros polímeros biodegradáveis (poliésteres) e, muitas vezes, o emprego de componentes de reforço, como fibras lignocelulósicas Visando aumentar a compatibilidade com a matriz polimérica, as fibras podem ser modificadas Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar laminados de amido e poli (adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT), utilizando fibras de cascas de aveia modificadas como reforço As fibras foram modificadas por extrusão reativa com 7 ou 2 % de peróxido de hidrogênio alcalino (PHA) e caracterizadas em relação às propriedades físico-químicas e estruturais Os laminados foram produzidos por extrusão plana e diferentes modos de inclusão das fibras nos laminados foram testados Os laminados foram caracterizados quanto à sua microestrutura, propriedades mecânicas, térmicas e de permeabilidade ao vapor de água (PVA) Tanto a extrusão como o PHA promoveram modificações nas fibras Técnicas de FTIR e DRX revelaram diferenças entre as estruturas modificadas e não modificadas, comprovando a eficiência da extrusão reativa Verificou-se maior estabilidade térmica das hemiceluloses e pectinas (temperatura de pico em 322 °C comparada a 316 °C para as cascas não tratadas) e diminuição na temperatura de degradação de celuloses e lignina (368 °C nas cascas sem tratamento para 354 °C, nas tratadas com PHA) Microestruturalmente, observou-se a remoção de compostos da superfície das fibras, resultando em uma morfologia mais aberta e com maior porosidade A lavagem das amostras com apenas 1 volumes de água não promoveu alterações significativas nas propriedades, em relação às amostras não lavadas Quando a maior concentração de PHA (2%) (FPHA2) foi aplicada, as cascas ficaram mais claras, com superfícies mais expostas Diferentes processos de incorporação das fibras nos laminados, não apresentaram diferenças na microestrutura, porém, a incorporação das cascas diretamente no amido resultou em laminados mais resistentes e mais rígidos Laminados produzidos com a adição de 1 g 1 g-1 de fibras (in natura e modificadas), mostraram-se mais opacos, mais escuros e mais amarelados que o controle (sem fibras) A adição de fibras in natura ou modificadas por extrusão ocasionou um aumento na resistência à ruptura (de 1,41 ± ,9 Mpa para 1,95 ± ,19 Mpa e 1,78 ± ,15 Mpa, respectivamente), enquanto a adição de FPHA2 ocasionou aumento no alongamento, porém uma redução na resistência à ruptura para ,43 ± ,5 Mpa Laminados com incorporação de fibras modificadas por PHA não diferiram da amostra controle em relação à PVA, enquanto que a inclusão de fibras in natura ou modificadas por extrusão promoveu a redução da PVA Os resultados mostraram que extrusão reativa com PHA como reagente, é um método alternativo e eficaz quando comparado aos métodos convencionais, por ser rápido e não gerar efluentes Ao mesmo tempo, verificou-se a possibilidade de aproveitamento da casca de aveia para uso como cargas em laminados com diferentes características e, consequentemente, diferentes aplicações