Nanocompósitos poliméricos biodegradáveis de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) para utilização em embalagens de alimentos

Abstract

Agradeço primeiramente a Deus, que me proporcionou saúde, sabedoria e força para atingir mais este objetivo em minha vida, e por sempre caminhar ao meu lado.Ao meu esposo Diego por toda paciência, amor, incentivo e compreensão durante esta trajetória.À minha família, pelo amor, paciência e compreensão pelas minhas ausências. À minha orientadora Ana Rita Morales, pela orientação, incentivo, confiança e paciência ao longo desses mais de 7 anos de trabalho entre mestrado e doutorado. Obrigada por todos os conselhos e ensinamentos compartilhados.Aos meus amigos do grupo de pesquisa: Ivanei, Patrícia, Marina, Renato, Lucas, Fernando, Jefferson e Ingrid, pelo companheirismo, pelos momentos de descontração e por todos os conhecimentos trocados ao longo desses anos.Um obrigada especial aos meus amigos Pati e Ivanei, o incentivo e apoio de vocês durante este projeto foram essenciais.Aos queridos alunos de iniciação científica Lucas Patero (in memoriam), Carol Pagotto e Matheus Yokota pela colaboração com o projeto e pela oportunidade de poder transferir conhecimento e adquirir ao mesmo tempo.Ao Murilo da BASF e William da Romapack pela doação do polímero PBAT. À Luciana Panza da Chemours pela doação do dióxido de titânio. À professora Lúcia Mei, pela grande contribuição com a disponibilidade do Laboratório de Processamento de Polímeros para preparação das amostras.À professora Elisabete Sanchez pela parceria com a equipe e por nos receber tão bem em seu laboratório tornando viáveis os ensaios de resistência à tração.À pesquisadora Claire Sarantópoulos por toda colaboração deste o início do projeto, sempre muito atenciosa. Obrigada por ter tornado possível a realização dos ensaios de permeabilidade e de barreira UV, e por todo conhecimento compartilhado.Às pesquisadoras Rosa Alves, Christiane Moreira e Raquel Massulo, e ao técnico Hebert Honorato, por todo auxílio com os ensaios de permeabilidade e de barreira UV, e por terem me recebido tão bem nos laboratórios do CETEA.À professora Márcia Branciforti pela grande ajuda com a preparação das amostras para os ensaios de MET.Ao pesquisador Ivanei e ao professor Diego Saboya pela colaboração com os ensaios de reologia.Aos funcionários do LRAC, da Secretaria de Pós-Graduação e demais funcionários da Faculdade de Engenharia Química, pela atenção e colaboração durante esses anos de pesquisa.A todas as pessoas que participaram e contribuíram diretamente ou indiretamente para a realização deste trabalho.À CAPES pelo apoio financeiro concedido, fundamental para realização deste projeto.A todos meu MUITO OBRIGADA!"O conhecimento é uma fonte inesgotável... Que a sede da humanidade nunca cesse" "Nenhuma montanha é tão alta que não possa ser escalada"Gordon B. Hinckley RESUMOEste trabalho apresenta um estudo inédito de nanocargas híbridas na matriz do polímero poli(adipato-co-tereftalato de butileno) -(PBAT), visando melhorar as propriedades de permeabilidade ao O2, vapor d'água e barreira a radiação ultravioleta (UV) do PBAT para utilização em embalagens de alimentos. O principal objet...

Estudo da influência da modificação superficial da sepiolita nas propriedades dos nanocompósitos de PBAT

“…Figura 3 -Estrutura química do poli (butileno adipato-co-tereftalato) Fonte: adaptado de Xiao et al (2008) O PBAT é biocompatível, totalmente biodegradável, flexível, susceptível a soldabilidade e com características de impressão (FERREIRA et al, 2019;FUKUSHIMA et al, 2012;TERCI, 2018;VACCIOLI, 2015). Algumas propriedades mecânicas (como aproximadamente 30 MPa de resistência a tração e 700 % de alongamento na ruptura), a boa facilidade de processamento e seu aspecto são comparáveis às do polietileno de baixa densidade (PEBD), apresentando uma vantagem que é a maior resistência ao rasgo do PBAT, o que o torna um candidato em potencial a aplicações em que o PEBD é empregado (FERREIRA et al, 2019;TERCI, 2018;TOUCHALEAUME et al, 2016;VACCIOLI, 2015).…”

“…Por possuir o maior alongamento na ruptura que muitos poliésteres biodegradáveis, inclusive o poli(ácido lático) (PLA), torna-se promissor em embalagens (FUKUSHIMA et al, 2012;OLIVATO et al, 2017). Entretanto, a aplicação do PBAT nessa área é limitado em virtude de seu custo relativamente alto, propriedades mecânicas e térmicas inferiores quando comparado aos polímeros convencionais, além de alta taxa de permeabilidade ao oxigênio e ao vapor d'água em relação ao PEBD (FERREIRA et al, 2019;FUKUSHIMA et al, 2012;BASF, 2013;TERCI, 2018). Para o aperfeiçoarmento das propriedades mecânicas, térmicas e de permeabilidade, uma estratégia adotada pode ser a incorporação de cargas inorgânicas ou orgânicas na matriz polimérica, originando um compósito YANG, 2011;OLIVATO et al, 2017;PINHEIRO et al, 2017;TERCI, 2018).…”

“…A incorporação da sepiolita em matriz de PBAT, até onde conseguiu-se encontrar, conta apenas com os trabalhos de Fukushima e colaboradores (2012); Fukushima, Rasyida e Yang (2013a); Olivato et al (2015); Olivato et al (2017) e Terci (2018). Entretanto, nenhum desses trabalhos apresentou a modificação superficial da argila.…”

“…Dentre os polímeros biodegradáveis, o poli(butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT) destaca-se por sua flexibilidade e por ter o maior alongamento à ruptura entre os poliésteres biodegradáveis. A sua aplicação tem sido proposta para diversas áreas, por exemplo, na agricultura para fabricação de filmes mulch (SOUZA et al, 2019), em filmes para embalagens de alimentos (RHIM et al 2013;TERCI, 2018), sacos de lixo compostáveis (SAIBUATRONG; CHEROENNET; SUWANMANEE, 2017) e até mesmo na área médica (FUKUSHIMA et al, 2012;YANG, 2013a).…”

“…Isto é evidenciado pelo número de publicações no tema, como na plataforma Science Direct que apresenta um total de 122 artigos com os termos sepiolite e polymer incluídas no título, resumo ou nas palavras-chaves, sendo cerca de 80 % dos estudos feitos apenas nessa década (2010)(2011)(2012)(2013)(2014)(2015)(2016)(2017)(2018)(2019). Entretanto, a incorporação da sepiolita em matriz de PBAT ainda foi pouco explorada, pois até onde conseguiu-se encontrar, conta apenas com os trabalhos de Fukushima, Rasyida e Yang (2013a); Fukushima e colaboradores (2012); Terci (2018); Olivato et al (2015) e Olivato et al (2017). Contudo, o que se sabe por outras matrizes poliméricas é que o caráter hidrofílico da argila, conferido devido à grande quantidade de grupos silanóis (SiOH), pode não proporcionar uma boa compatibilidade com polímeros polares hidrofóbicos (BASURTO et al, 2012;CHEN et al, 2007CHEN et al, , 2012 Um estudo realizado anteriormente por Pinheiro (2016), pertencente ao grupo de pesquisa, indicou que um nanocompósito polimérico de PBAT e nanocristais de celulose modificados quimicamente com octadecil isocianato apresentaram mudanças nas propriedades mecânicas, cristalinas e térmicas do PBAT na presença desses nanocristais.…”