Estudo da interação entre polímeros biodegradáveis e polianilina para o desenvolvimento de embalagens condutoras e inteligentes

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Oliveira, Ana Carolina Salgado de
• Orientador(a): Borges, Soraia Vilela
• Banca de defesa: Rocha, Roney Alves da, Ugucioni, Júlio César, Oliveira, Cassiano Rodrigues de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos
• Departamento: Departamento de Ciência dos Alimentos
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Embalagens inteligentes; Polímeros biodegradáveis; Polianilina; Quitosana; Smart Packaging; Biodegradable polymers; Polyaniline; Chitosan
• Área do conhecimento CNPq: Ciência de Alimentos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/28976

Neste trabalho foram desenvolvidas blendas a partir de polímeros biodegradáveis e polianilina (PANI) de forma a se obter embalagem condutora e inteligente com possível aplicação na área alimentícia. As blendas foram caracterizadas segundo propriedades morfológicas (microscopia ótica e MEV), estruturais (FTIR, Raman), térmicas (TGA) e elétricas (efeito Hall). As matrizes poliméricas das blendas foram baseadas em dois polímeros biodegradáveis: isolado proteico de soro do leite (IPS) e quitosana. Inicialmente, sintetizou-se PANI em sua forma condutora graças à dopagem com ácido dodecilbenzeno sulfônico e a caracterizou-se de acordo com as propriedades estruturais (FTIR, Raman), térmicas (TGA) e elétricas (efeito Hall). De acordo com as análises de efeito Hall, PANI apresentou elevados valores de condutividade e portadores de carga positivos, mostrando a eficiência da síntese proposta. Após isso, sintetizaram-se blendas de IPS e diferentes concentrações de PANI (20, 40, 60, 80 e 100 mg/mL). Essas blendas apresentaram imiscíveis e com baixa condutividade (10 -3 S/cm). As blendas de quitosana e PANI foram sintetizadas a partir de quatro formulações bases diferentes: quitosana e PANI (i); quitosana, PANI e glutaraldeído (ii); quitosana, PANI e glicerol (iii); e, quitosana, PANI, glutaraldeído e glicerol (iv). Primeiramente, sintetizou-se as formulações i e ii a partir de um planejamento fatorial com 3 repetições para diferentes concentrações: 20, 40, 60, 80 e 100 mg/mL de PANI, 2% de quitosana dissolvida em solução aquosa de 2% de ácido acético e 0 mL ou 6,25 x 10 -³ μL de glutaraldeído. Dentre essas formulações, todas apresentaram portadores de carga negativos e maiores valores de condutividade foram observados para concentrações de PANI de 80 mg/mL e 100 mg/mL, apresentando valores de 10 -1 S/cm e 10 -2 S/cm em ausência e presença de glutaraldeído, respectivamente. A se sintetizar as formulações iii e iv, utilizou-se delineamento inteiramente casualizado com 3 repetições para as seguintes concentrações: 80 mg/mL e 100 mg/mL para PANI, 1% e 2% de quitosana dissolvida em solução aquosa de 2% de ácido acético, 10%, 20%, 30 % de glicerol e 0 e 6,25x10 -3 μL de glutaraldeído. Nesse novo conjunto de formulações, as blendas apresentaram portadores de carga negativos e os melhores resultados quando analisados em conjunto propriedades morfológicas e elétricas foram as que possuem 2% de quitosana, 80 ou 100 mg/mL de PANI e 30% de glicerol obtendo valores de condutividade na ordem de 10 -1 S/cm. Contudo, entre as formulações iii e iv a presença do glutaraldeído não foi efetiva no seu poder reticulador, uma vez que não se observou redução na espessura dos filmes, fato observado para as formulações i e ii. O glicerol se mostrou eficiente no aumento da condutividade de blendas de quitosana/PANI. A associação glicerolglutaraldeído se mostrou ser ainda mais eficiente para incrementar a condutividade das blendas, pois o aumento chegou a ser de 789% quando se compara blendas de 2% quitosana, 100 mg/mL de PANI e glutaraldeído com e sem glicerol; e de 239,8% quando se compara blendas de 2% de quitosana e 100 mg/mL de PANI com blendas de 2% de quitosana, 100 mg/mL de PANI, glutaraldeído e 30% de glicerol.