Biodegradação do polipropileno pró-degradado com ácidos de Lewis

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Selonke, Maurício Moraes
• Orientador(a): Pinheiro, Luis Antonio
• Banca de defesa: Pachecoski, Wagner Maurício , Etto, Rafael Mazer
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual de Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais
• Departamento: Departamento de Engenharia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Polipropileno; Biodegradação; Degradação termomecânica; Ácidos de Lewis; Polypropylene; Biodegradation; Thermo mechanical degradation; Lewis Acids
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3033

Polímeros de baixo custo e de curta duração após a sua utilização são essenciais para o meio-ambiente. A degradação controlada do polipropileno isotático (iPP) via aditivos pró-degradantes é uma maneira de baixar sua massa molar Usualmente, estes aditivos são peróxidos e estearatos (1-3), e a biodegradação destes polímeros modificados também é estudada (3-6). Os ácidos de Lewis são utilizados como compatibilizantes in-situ (7-9) ou cargas (10) para o iPP. Porém, é necessário uma clarificação de como os ácidos de Lewis degradam o iPP em condições de processamento, e como bactérias isoladas de solo específico agem em termos de biodegradação do polímero degradado. Este trabalho tem como objetivo entender o papel do AlCl3, FeCl3 e AgNO3 como agentes pró-degradantes do iPP, por meio de uma mistura dos agentes (separadamente) no polímero em diversas concentrações utilizando-se um misturador interno, além de entender o comportamento das bactérias isoladas do solo na presença do polímero degradado como única fonte de carbono e na presença do polímero+glucose. Os resultados foram obtidos via reometria de placas paralelas, DSC, FT-IR, MEV entre outras técnicas. Testes de reometria e DSC mostraram que o AgNO3 é o pró-degradante mais efetivo, pois conseguiu a menor redução de massa molar calculada pela equação de Mark-Houwink: na sua concentração de 2,00% m, a redução foi de 221.473 g/mol para 114,270 g/mol, nas condições de processamento. AlCl3 também reduziu a massa molar para 150.139 g/mol, enquanto que o FeCl3 não atuou como pró-degradante pois seu ponto de fusão é maior que a temperatura de processamento, tendo então sua reatividade com o iPP reduzida. Os resultados de FTIR confirmaram que duplas ligações foram formadas praticamente na mesma quantidade durante a degradação do iPP com AlCl3 e AgNO3, porém o AgNO3 formou mais carbonila de aldeído do que o AlCl3, explicando porquê o AgNO3 é um agente pró-degradante mais efetivo que o AlCl3 no iPP. Em relação à biodegradação, imagens de MEV mostraram que nas condições estudadas em que a glucose fazia parte do sistema, as bactérias foram formadas em maior quantidade nas misturas com AlCl3, e há uma substância viscosa que pode indicar a formação de biofilme, além de sua morfologia não mostrar quebra de parede celular. Já os testes com AgNO3 mostram uma menor população de bactérias e suas paredes celulares são afetadas devido a presença da prata, modificando sua morfologia.