ESTUDO SOBRE A INFLUENCIA DA INCORPORAÇÃO DE ADITIVOS NAS PROPRIEDADES TERMOMECÂNICAS DO POLI(ß-HIDROXIBUTIRATO)

ESTUDO SOBRE A INFLUENCIA DA INCORPORAÇÃO DE ADITIVOS NAS PROPRIEDADES TERMOMECÂNICAS DO

POLI(ß-HIDROXIBUTIRATO)

Rafael N. Bonifácio

Universidade Presbiteriana Mackenzie

Rua Caio Prado, 37 – apto 405 - Consolação

01303-001 – São Paulo – Brasil

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Resumo

O Polihidroxibutirato é um polímero que pode ser facilmente degradado pela ação de microrganismos do meio ambiente. É um polímero duro, quebradiço e sofre degradação a cada ciclo térmico a que é submetido. Os compostos de PHB virgem e PHB com a adição de pó de madeira, com e sem a adição de plastificante, foram caracterizados por meio de ensaios mecânicos e térmicos. Os resultados mostraram que a adição de plastificante diminui a degradação dos compostos de PHB na temperatura de fusão e a adição do pó de madeira aumenta a resistência do material.

Abstract

The polyhidroxybutirate (PHB) is a polymer that can easily be degraded by the microorganism’s action the environment, It is a hard, fragile polymer and suffers to degradation to each thermal cycle the one that is submitted. The composites of virgin PHB and PHB with the wooden floor addition, and without the addition of plasticize, had been characterized by means of assays mechanics and thermals. The results had shown that the plasticize addition diminishes the degradation of composites of PHB in the temperature of fusing and, the addition of the wooden dust increase the resistance of the material.

1 INTRODUÇÃO

Devido ao fato dos polímeros apresentarem grande dificuldade de degradação e terem um ciclo de utilização muito curto, tem aumentado a preocupação com a disposição final e reutilização dos mesmos. Como a maior parte do lixo é depositada em aterros sanitários, os polímeros derivados de petróleo representam um problema, pois devido à dificuldade de degradação, eles acabam comprometendo a circulação dos gases e líquidos, dificultando a degradação de outros materiais constituintes do lixo e deste modo retardando a estabilização das áreas dos aterros.

O poli-3-hidroxibutirato (PHB) constituído por monômeros de 3-hidroxibutirato é o polímero biodegradável mais bem caracterizado e o acumulado com maior freqüência por bactérias entre os PHAs [1].

O objetivo deste trabalho foi estudar as propriedades do PHB, antes e após a incorporação de aditivos também biodegradáveis, comparando os resultados obtidos.

2 POLIHIDROXIALCANOATOS

Polihidroxialcanoatos (PHA) são poliésteres acumulados por diversas bactérias na forma de grânulos intracelulares, que atingem até 80% da massa seca bacteriana. Freqüentemente, a função atribuída a estes grânulos é a reserva de carbono e energia [2]. Os PHAs existem no citoplasma da célula sob a forma de grânulos (0.2 a 0.5 μm de diâmetro) rodeados por uma membrana, conforme mostra a Figura 1. A função mais freqüentemente atribuída a esses grânulos é a reserva de carbono e energia, ou seja, teriam funções semelhantes àquelas atribuídas à gordura para os mamíferos.

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Figura 1. Grânulos de PHB acumulados por Azotobacter vinelandii UWD[3].

 

2.1 POLIHIDROXIBUTIRATO (PHB)

O mais simples e comum da família dos poli-β-hidroxialcanoatos (PHA) é o poli(β-hidroxibutirato) (PHB). O homopolímero PHB é um poliéster largamente encontrado na natureza devido ao grande número de bactérias, tanto Gram positivas como Gram negativas, as quais são produtoras deste polímero a partir de fontes simples de carbono como sacarose, glicose e frutose. Dentre os gêneros de microrganismos produtores do PHB, destacamos: Ralstonia, Burkholderia e algumas Pseudomonas [4].

O polihidroxibutirato (PHB), constituído por monômeros de 3-hidroxibutirato, é o PHA mais bem caracterizado e o acumulado com maior freqüência por bactérias [1]. Sua unidade monomérica esta representada na Figura 2.

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Figura 2. Unidade monomérica PHB.

Tecnicamente o PHB possui propriedades mecânicas semelhantes ao polipropileno, é resistente à água, tem boa estabilidade à radiação ultravioleta, barreira à permeabilidade dos gases, é biocompatível, tem alta regularidade da cadeia carbônica e alta massa molar. Quanto à biodegradabilidade, se decompõe em uma diversidade de meios, liberando apenas água e gás carbônico [5].

3 ADITIVOS

Os aditivos são componentes adicionados a um dado material polimérico com a finalidade técnica de alterar suas propriedades originais, permitindo assim que este material seja utilizado em novas aplicações [6].

3.1 ÁCIDO ESTEÁRICO

O ácido esteárico faz parte do grupo dos ácidos orgânicos, é um ácido carboxílico caracterizado pela presença do grupo funcional carboxila (COOH). Sua fórmula química é C17H35COOH, [7].

3.2 ÁLCOOL POLIVINÍLICO (PVAL)

O álcool polivinílico é um polímero biodegradável cuja fórmula geral está apresentada na Figura 3.

        [pic 5]

Figura 3. Fórmula geral do álcool polivinílico

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 ÍNDICE DE FLUIDEZ

O índice de fluidez está relacionado com a massa molar. Os polímeros com alta massa molar são mais viscosos, devido ao maior tamanho de suas cadeias poliméricas, necessitando de uma temperatura maior e uma maior força, para que este passe pelo orifício do plastômetro. O índice de fluidez indica o comportamento de fusão e vazão da resina e mostra o comportamento da resina, durante os processos de transformação e aplicação.