Pesquisar polímeros alternativos para minimizar o impacto ambiental

1. INTRODUÇÃO

Os plásticos são compostos formados por polímeros e possuem extrema resistência às degradações naturais. Sabe-se que muitos plásticos ultrapassam 100 anos para se decompor no meio ambiente, isso devido à grande massa molecular dos polímeros e hidrofobicidade, que dificultam a ação dos micro-organismos sobre sua superfície. Um exemplo tradicional é o descarte inadequado das sacolas plásticas de polietileno de baixa densidade que são distribuídas pelas principais redes comerciais e estabelecimentos congêneres (FRANCHETTI; MARCONATO, 2006).

O grande uso das sacolas plásticas de polietileno gera resíduos, que devem ter tratamento adequado.

Para o tratamento adequado desses resíduos plásticos das sacolas de supermercado podem ser empregadas algumas estratégias, tais como: incineração, reciclagem, aterros sanitários e biodegradação (COUTINHO et al., 2003).

Estudos de polímeros alternativos para minimizar os efeitos ambientais estão em desenvolvimento, entre eles está o polihidroxibutirato.

O polihidroxibutirato (PHB) encontra-se na classe dos polímeros biodegradáveis, conhecidos como bioplásticos e possui propriedades semelhantes às dos plásticos derivados do petróleo, mas pode ser facilmente degradado. Sua produção começou no Brasil por volta da década de 1990 (FRANCHETTI; MARCONATO, 2006).

O objetivo deste trabalho é o estudo do polímero de polietileno de baixa densidade, utilizado em sacolas plásticas, composição química, síntese e caracterização; o estudo de uma alternativa biodegradável, empregando o polihidroxibutirato, propriedades, síntese e caracterização; e apresentação de tratamentos dos resíduos sólidos.

2. POLÍMEROS

Polímero é uma palavra de origem grega: poli (muito) e mero (unidade de repetição). Portanto, um polímero é uma macromolécula que contém muitas (dezenas de milhares) unidades de repetição denominadas meros, unidas por ligações covalentes. O monômero, que é uma molécula com uma unidade de repetição, é a matéria-prima para a produção de um polímero. Conforme o tipo de estrutura química do monômero e do número médio de meros por cadeia e do tipo de ligação covalente, os polímeros podem ser classificados em: Plásticos, Borrachas e Fibras (CANEVAROLO Jr., 2002).

Quanto aos tipos de monômeros que constituem o polímero, estes podem ser classificados em homopolímeros, formados por um único tipo de monômero e copolímero, formados por mais de um tipo de monômero, conforme ilustra Tabela 1.

Tabela 1: Cadeias macromoleculares em homopolímeros e copolímeros.

Fonte: MANO; MENDES, 1999.

Os monômeros têm a capacidade de se agrupar formando moléculas longas de grande massa molecular. A reação que promove essa ligação química é chamada de polimerização. A polimerização confere às moléculas propriedades características, principalmente pelo seu peso molecular, pois as moléculas de monômeros podem se agrupar em quantidades enormes, devido a essa capacidade, a maioria dos polímeros que são utilizados na indústria possuem pesos moleculares extremamente altos (ordem de 108 g.mol-1 ou mais) (MANO; MENDES, 1999).

2.1 Classificação

Os polímeros podem ser classificados em termorrígidos ou termoplásticos, essas definições são baseadas em suas capacidades térmicas. Os polímeros termoplásticos são aqueles que podem ser fundidos e moldados. Suas ligações não covalentes são fáceis de quebrar, por isso podem ser reciclados desde que não haja degradação do material durante o processo. Os polímeros termorrígidos são aqueles que podem ser fundidos, mas com aquecimento ficam permanentemente rígidos, ou seja, uma vez que esses polímeros já foram utilizados, o seu remolde torna-se impossível, pois suas ligações covalentes se quebram e destroem o polímero (SOLOMONS; FRYHLE, 2005).

Os polímeros também podem ser classificados em polímeros de adição e polímeros de condensação, essa classificação é feita através de seu método de síntese. Os polímeros de adição são os mais simples, são homopolímeros sintetizados por reação de adição. Os polímeros de condensação são aqueles formados por dois tipos de monômero, são copolímeros sintetizados através de reações de condensação (MANO; MENDES, 1999).

2.2 Polímeros de adição

Os polímeros de adição são formados a partir de um único monômero através de reações de adição, ou seja, as unidades monoméricas se adicionam entre si e formam uma cadeia linear ou ramificada. A reação geral de formação de polímeros de adição está representada no Esquema 1, onde A representa a unidade monomérica que sofre polimerização, formando o polímero (A/n).

Esquema 1: Reação geral de formação de polímeros de adição.

Fonte: ALMEIDA; MAGALHÃES, 2004.

Geralmente são formados pela quebra de ligações duplas da cadeia carbono-carbono, permitindo a formação de mais duas ligações simples. Um exemplo é a reação de formação dos polietilenos, na qual muitos monômeros de eteno reagem entre si (SOLOMONS; FRYHLE, 2005).

A reação de formação de polímeros de adição está representada no Esquema 2, indicando o rompimento da dupla ligação do monômero e formação da cadeia polimérica.

Esquema 2: Reação de formação de polímeros de adição, indicando o rompimento da dupla ligação do monômero.

Fonte: ALMEIDA; MAGALHÃES, 2004.

Os polímeros de adição requerem longos períodos para completar-se, geralmente são medidos em horas e sua massa molar acompanha a conversão da reação (AKCELRUD, 2007). Exemplos de alguns polímeros de adição seguem na Tabela 2.

Tabela 2: Exemplos de polímeros de adição.

Fonte: AKCELRUD, 2007.

2.3 Polímeros de condensação

Os polímeros de condensação são aqueles formados a partir da reação de moléculas bi ou polifuncionais, ou seja, por monômeros que reagem entre si com a eliminação de moléculas simples, tais como água e amônia (SOLOMONS; FRYHLE, 2005). A reação geral