Desenvolvimento de compósitos biodegradáveis à base de amido de mandioca e cinza da casca de arroz revestidos com os polímeros biodegradáveis PLA e PBAT

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Donati, Nicoly
• Orientador(a): Tessaro, Isabel Cristina
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos; Amido de mandioca; Cinza de casca de arroz; Polímeros biodegradáveis; Revestimento polimérico
• Palavras-chave em Inglês: Biodegradable packaging; Polymeric coating; Thermal expansion
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/252991

Espumas biodegradáveis à base de amido apresentam capacidade de substituir plásticos não-biodegradáveis derivados de fontes fósseis no desenvolvimento de embalagens. Porém, compostos de amido apresentam baixa resistência mecânica e elevada afinidade pela água. Essas propriedades podem ser aprimoradas a partir da adição de plastificante e agentes de reforço na mistura base, pela modificação do amido ou por meio da aplicação de um revestimento polimérico. A cinza da casca de arroz é um resíduo gerado na combustão da casca de arroz que possui elevada concentração de sílica e, por isso, possui grande potencial para utilização como agente de reforço. Este trabalho tem como objetivo desenvolver compósitos biodegradáveis à base de amido de mandioca incorporados com diferentes teores de cinza da casca de arroz (20 %, 40 %, 50 % e 60 %) por meio da expansão térmica, sem e com revestimento de PLA (poli (ácido láctico)) e de PBAT (poli (butileno adipato co-tereftalato)). As amostras foram caracterizadas com o intuito de avaliar a influência do resíduo e do revestimento polimérico nas propriedades físicas, químicas, morfológicas e mecânicas dos materiais produzidos. A adição da cinza de 20 a 50 % levou à produção de compósitos com maior estabilidade térmica, maior densidade, maior taxa de biodegradação e menor capacidade de absorção de água. As espumas incorporadas de cinza também apresentaram poros menores em sua estrutura interna, em comparação com a espuma controle sem cinza. A tensão de ruptura em relação à flexão aumentou nas espumas contendo de 20 – 40 % de cinza e decresceu nas composições com maiores concentrações de cinza em relação à espuma controle sem cinza. Com base nos resultados obtidos, a espuma com 40 % foi escolhida para a etapa de revestimento. O revestimento polimérico foi realizado por imersão dos compósitos em soluções formadas pelos polímeros PLA e PBAT dissolvidos em clorofórmio ou em lactato de etila (solvente biodegradável) na concentração de 5 % (m/v). As espumas revestidas apresentaram diminuição de até 90 % na absorção de água em relação à espuma sem revestimento. A menor capacidade de absorção de água foi obtida com o revestimento de PLA em clorofórmio. As propriedades mecânicas dos compósitos revestidos foram influenciadas pela escolha do solvente de dissolução, visto que melhoras significativas nas tensões de ruptura e módulo de Young foram observadas ao utilizar clorofórmio, diferente das amostras com solvente biodegradável que tiveram diminuição na resistência mecânica. Sendo assim, com base nos resultados obtidos, conclui-se que a cinza da casca de arroz é um bom material para aplicação como agente de reforço para espumas biodegradáveis à base de amido. Além disso, o revestimento polimérico, nas composições estudadas, se mostrou eficaz na diminuição da afinidade do compósito com a água. O par polímero-solvente que se mostrou mais eficiente no revestimento foi o PLA dissolvido em clorofórmio; ao utilizar o revestimento com PBAT dissolvido em clorofórmio ou ambos os polímeros com lactato de etila, os resultados foram inferiores.