Desenvolvimento de materiais biodegradáveis a base de amido e poli (ácido lático) produzidos por extrusão termoplástica

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Shirai, Marianne Ayumi
• Orientador(a): Yamashita, Fábio [Orientador]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Alimentos; Embalagens; Filmes biodegradáveis; Processo de extrusão; Termoplásticos; Packaging; Extrusion process; Thermoplastics; Esters; Plastics in packaging; Polymers; Biodegradable films; Food
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/14167

Resumo: Blendas de poli(ácido lático) (PLA) e amido estão sendo pesquisadas para a produção de filmes ou chapas planas pelo processo de extrusão por ser uma alternativa viável, pois além de serem biodegradáveis, são provenientes de fontes renováveis Este trabalho teve como objetivo desenvolver filmes e chapas planas de amido de mandioca e PLA pelo processo de extrusão e avaliar o efeito da adição de ésteres de adipato e citrato como plastificantes, e ácidos adípico e cítrico como compatibilizantes O trabalho foi dividido em cinco etapas, onde primeiramente foram produzidos filmes de amido termoplástico (ATP) por extrusão-sopro em balão e avaliou-se o efeito da adição de PLA plastificado com diferentes concentrações de ésteres de adipato e citrato A plastificação do PLA e os processos de misturas feitos na extrusora foram essenciais para a obtenção dos materiais Os ésteres de adipato proporcionaram filmes de menor espessura e maior elongação Na segunda etapa foi pesquisado o efeito da adição de PLA e do tipo de extrusora (mono ou dupla rosca) empregado no preparo das blendas de ATP e poli(butileno adipato co- tereftalato (PBAT) destinadas à produção de filmes por extrusão-sopro em balão O tipo de extrusora não mostrou diferença, entretanto a adição de PLA diminuiu a permeabilidade ao vapor de água (PVA) e elevou a rigidez dos filmes Como a confecção de filmes por extrusão-sopro em balão não mostrou resultados favoráveis para produção em escala piloto, substituiu-se o tipo de PLA e passou-se a usar a extrusão plana Assim, na terceira parte avaliou-se o efeito da adição de ésteres de adipato e citrato em chapas produzidos por extrusão plana A incorporação de plastificantes reduziu a rigidez do material, a temperatura de transição vítrea (Tg) e a resistência à tração sem alterar a PVA Os ésteres de adipato foram mais eficientes, pois também elevaram a elongação na ruptura dos materiais e as imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram que a blenda era imiscível Como os ésteres de adipato proporcionaram resultados mais promissores, na quarta etapa os mesmos foram utilizados na fabricação de chapas com várias proporções de ATP e PLA O aumento na proporção de amido não alterou a Tg, diminuiu a rigidez e a resistência à tração, aumentou o índice de cristalinidade e proporcionou um caráter hidrofílico, observado pelos resultados de isoterma de sorção de água e PVA Dentre os ésteres de adipato, o adipato de diisodecila conferiu menores valores de PVA, manteve a resistência à tração e elevou a elongação na ruptura sendo, portanto selecionado para ser estudado como plastificante na etapa cinco Blendas contendo 5/5 de ATP e PLA foram adicionados de ácido adípico e cítrico, individualmente e em mistura Comparativamente, o ácido cítrico melhorou a adesão interfacial entre os polímeros e isso contribuiu nas propriedades mecânicas e de barreira Com este trabalho concluiu-se que a produção de materiais de ATP e PLA por extrusão plana em escala piloto é viável, desde que ocorra a adição de plastificantes como éster de adipato, e o ácido cítrico mostrou-se eficiente como compatibilizante para o PLA e ATP