Preparação, caracterização e degradação de blendas de poliestireno e amido termoplástico usando glicerol e óleo de buriti (Mauritia flexuosa) como plastificantes

Abstract

A grande quantidade de plástico sintético que é descartada no meio ambiente tem provocado poluição ambiental, já que esses plásticos são inertes ao ataque de microorganismos. Esse fato conduz as pesquisas para o desenvolvimento de materiais biodegradáveis. O poliestireno (PS) está entre os materiais descartáveis mais usados hoje em dia, porém ele não se decompõe facilmente. A adição de amido de mandioca, um polímero degradável, ao PS pode melhorar a sua degradabilidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver blendas degradáveis de PS e amido termoplástico (TPS) usando dois diferentes plastificantes: glicerol e óleo de buriti, um plastificante natural e novo para o amido. As blendas PS/TPS foram preparadas nas proporções 9:1, 7:3, 5:5 e 3:7 (m/m) por solvent casting. As blendas foram caracterizadas por sua capacidade de absorção de água, por análise térmica (TG/DTG, DSC e TMA), DRX e RMN 13C no estado sólido. Os resultados mostraram que o óleo de buriti é um plastificante melhor do que o glicerol para o amido. As blendas PS/TPS com óleo de buriti apresentaram uma contínua redução em suas Tg e Ta. Para as blendas com glicerol estes parâmetros permaneceram praticamente constantes. As análises de DRX e RMN mostraram que não existem fortes interações entre os componentes das blendas. As blendas foram submetidas a testes de degradação no solo, em caixas perfuradas, por 6 meses e depois analisadas por TG, DRX e RMN. Depois do aterro as blendas com glicerol apresentaram menos estágios de degradação e picos de menor intensidade em relação às blendas originais. Entretanto, nem todo o amido foi consumido pelos microorganismos. Análises das blendas PS/TPS com óleo de buriti mostraram que houve um aumento da perda de massa nas curvas TG e que todos os picos referentes ao amido desapareceram nos espectros de RMN depois do teste de aterro, provavelmente, devido ao consumo do amido das blendas pelos microorganismos. As blendas PS/TPS com óleo de buriti, em comparação com as blendas com glicerol, apresentaram menor proporção de amido após a degradação. Os resultados obtidos mostraram que a adição de TPS produzido com óleo de buriti, provavelmente, pode melhorar a sua degradabilidade. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The great amount of synthetic plastics that are discarded in the environment causes pollution because they are inert against the attack of microorganisms. This fact leads the researches to development biodegradable polymers. Polystyrene (PS) is among the most dominant packaging materials nowadays, however it does not decompose itself. Addition of cassava starch, a degradable polymer, to PS can achieve its degradability. The aim of this work was to develop, degradable blends of PS and thermoplastic starch (TPS) using two different plasticizers: glycerol or buriti oil, a novel and natural plasticizer for starch. PS/TPS blends were prepared in compositions of 9:1, 7:3, 5:5 and 3:7 by solvent casting technique. These were analyzed by water absorption, thermal analysis (TG/DTG, DSC, TMA), XRD and NMR in solid state. It was noticed that buriti oil is a plasticizer better than glycerol for starch, in these conditions. PS/TPS blends with buriti oil presented a continuous reduction in its Tg and Ta. For blends with glycerol these parameters have stayed practically constants. DRX and NMR analysis showed that it has not strong interactions among the blend components. PS/TPS blends were submitted to degradation by soil burial testing in perforated boxes for 6 months and later analyzed by TG, XRD and NMR. After degradation the blends with glycerol presented less stages of degradation and peaks of minor intensity, in relation to original blends. However, not even all starch was consumed for microorganisms. Analysis of PS/TPS blends with buriti oil showed that happened an increase of weight loss in TG curves and all peaks referent to starch disappeared in NMR after soil buried test, probably due to the consumption of starch by microorganisms. PS/TPS blends with buriti oil, in comparation to glycerol ones, presented less starch after degradation test. The obtained results showed that addition of TPS produced with buriti oil to PS can probably improve your degradability.