Publicação: Avaliação de compostos polimerizantes em bioplásticos à base de polissacarídeos da biomassa
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Data
Autores
Orientador
Brienzo, Michel 
Macedo, João Victor Carpinelli
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Engenharia Ambiental - IGCE
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O meio ambiente encontra-se em uma complexa situação em relação à contaminação por plásticos, pois possuem caráter não biodegradável. Para diminuir essa contaminação devido à disposição irregular, o uso de plásticos biodegradáveis pode ser uma solução ambientalmente correta. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo o estudo de diferentes compostos plastificantes, compatibilizantes e iniciadores de polimerização, a fim de melhorar as propriedades de bioplásticos à base de polissacarídeos provenientes da biomassa vegetal, como xilana e amido, que apresentam características como alta hidrofilicidade e baixas propriedades mecânicas. Os agentes plastificantes, compatibilizantes e iniciadores de polimerização foram empregados em concentrações de 20% (m/m de polissacarídeo) em bioplásticos com 25% xilana e 75% amido (m/m referente a 5% da solução filmogênica), devido aos melhores resultados para opacidade (5,32%) e solubilidade em água (29,95%) dessa composição utilizando-se o glicerol. Os bioplásticos formados pelos demais agentes plastificantes, (polietilenoglicol e ureia) e agentes compatibilizantes (ácido cítrico, ácido tartárico, ácido málico e ácido acrílico) apresentaram, em sua grande maioria, melhores resultados para opacidade (0,73; 0,42; 0,54; 5,60; 0,64 e 0,63, respectivamente) e solubilidade em água (27,86%; 27,11%; 10,43%; 10,20%; 11,33% e 19,05%, respectivamente) se comparados ao bioplástico formado por glicerol, porém ao mesmo tempo, se mostraram quebradiços, de difícil maneabilidade e remoção da placa de petri após a secagem em estufa, não seguindo para os demais testes. Já os bioplásticos formados pelos iniciadores de polimerização (persulfato de sódio e sulfato de sódio) apresentaram melhores resultados para opacidade (0,67 e 0,49, respectivamente) e altos valores para solubilidade em água (55,56% e 41%, respectivamente), se comparados ao bioplástico formado por glicerol, e assim como os demais bioplásticos, mostraram-se quebradiços e difícil maneabilidade. No entanto, devido a maior facilidade de remoção desses bioplásticos da placa de petri, os mesmos foram utilizados, juntamente com o bioplástico com glicerol, para os demais testes. Quanto à avaliação das propriedades mecânicas, o bioplástico com glicerol apresentou melhor resistência mecânica se comparado aos bioplásticos com os iniciadores, pois a tensão necessária para romper este bioplástico foi de 8,09 MPa, enquanto a mesma para os bioplásticos com persulfato e sulfato de sódio foi de 0,02 MPa e 0,08 MPa, respectivamente. Em contrapartida, o bioplástico com sulfato de sódio apresentou maior estabilidade térmica e maior porcentagem final de resíduo (30,47%) se comparado ao bioplástico com glicerol (17,14%) e persulfato de sódio (26,92%). Por fim, em relação à desintegração em solo, o bioplástico com persulfato de sódio foi o primeiro a se biodegradar completamente, em um período de 18 dias, seguido pelo bioplástico formado por glicerol, que se biodegradou em 28 dias, e pelo bioplástico formado por sulfato de sódio, que em 35 dias ainda não havia se biodegradado completamente.
Resumo (inglês)
The environment is in a complex situation in relation to plastic contamination, as they
have a non-biodegradable character. To reduce this contamination due to irregular disposal, the
use of biodegradable plastics can be an environmentally friendly solution. In this context, the
present project aims to study different plasticizing compounds, compatibilizers, and
polymerization primers, in order to improve the properties of polysaccharide-based bioplastics
from plant biomass, such as xylan and starch, which have characteristics such as high
hydrophilicity and low mechanical properties. The plasticizing agents, compatibilizers and
polymerization primers were used at concentrations of 20% (m/m of polysaccharide) in
bioplastic with 25% xylan and 75% starch (m/m referring to 5% of the filmogenic solution),
due to the best results for opacity (5.32) and water solubility (29.95%) of this composition using
glycerol. The bioplastics formed by the other plasticizing agents (polyethylene glycol and urea)
and compatibilizers agents (citric acid, tartaric acid, malic acid and acrylic acid) showed, for
the most part, better results for opacity (0.73; 0.42; 0.54; 5.60; 0.64 and 0.63, respectively) and
water solubility (27.86% ; 27.11%; 10.43%; 10.20%; 11.33% and 19.05%, respectively) when
compared to the film formed by glycerol, but at the same time, they proved brittle, difficult to
handle and remove the petri dish after drying in the oven, not following for the other tests. On
the other hand, the bioplastic formed by the polymerization primers (sodium persulfate and
sodium sulfate) showed better results for opacity (0.67 and 0.49, respectively) and high values
for water solubility (55.56% and 41% respectively), when compared to the glycerol film, and
as well as the other bioplastics, were brittle and difficult to handleability. However, due to the
greater ease of removal of these bioplastics from the petri dish, they were used, together with
the glycerol film, for the other tests. As for the evaluation of mechanical properties, the
bioplastic with glycerol showed better mechanical strength when compared to the bioplastics
with the primers, because the stress required to break this film was 8.09 MPa, while the
bioplastics with sodium persulfate and sulfate were 0.02 MPa and 0.08 MPa, respectively. On
the other hand, the film with sodium sulfate presented higher thermal stability and higher final
percentage of residue (30.47%) when compared to the film with glycerol (17.14%) and sodium
persulfate (26.92%). Finally, as for the disintegration in soil, the film with sodium persulfate
was the first to biodegrade completely, in a period of 18 days, followed by the film formed by
glycerol, which biodegraded in 28 days, and by the film formed by sodium sulfate, which in 35
days had not yet fully biodegraded.
Descrição
Palavras-chave
Xilana, Amido, Plastificantes, Compatibilizantes, Iniciadores de polimerização, Hidroficilidade, Xylan, Starch, Plasticizers, Hydroficility
Idioma
Português
