Novos polímeros sustentáveis para embalagens biodegradáveis

• Autor(a) principal: Soares, Maria João Coelho
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/21216
• topic: Plásticos biodegradáveis - Sustentabilidade; Recursos naturais renováveis; Biomassa vegetal; Poliesteres; Transesterificação; Embalagens - Biodegradação

Os polímeros invadiram literalmente o nosso quotidiano na medida em que são utilizados massivamente na produção de diversos materiais, nomeadamente na produção de embalagens plásticas. Contudo, hoje em dia os polímeros ainda são maioritariamente produzidos com base em recursos fósseis, o que acarreta uma série de problemas ambientais. Neste sentido, o ácido 2,5-furanodicarboxílico (FDCA) tem tido um papel crucial na síntese de poliésteres mais sustentáveis, já que pode ser obtido a partir de uma fonte renovável, a biomassa vegetal. Um dos mais promissores poliésteres produzidos com base no FDCA é, sem dúvida, o poli(2,5-furanodicarboxilato de etileno), comumente designado por PEF. Este polímero de alta performance tem aplicações na área de embalagens para bebidas, contudo carece de biodegradabilidade, como aliás a maioria dos poliésteres furânicos desenvolvidos até agora. Torna-se, então premente o desenvolvimento de poliésteres furânico biodegradáveis, mas que mantenha boas propriedades térmicas e mecânicas, adequadas à sua utilização em embalagem. Neste sentido, o objetivo principal deste trabalho é precisamente sintetizar um poliéster baseado em monómeros de origem renovável e que seja simultaneamente biodegradável. Para isso usou-se o FDCA, que pode ser sintetizado através dos açúcares das plantas, e o 1,20-icosanodiol (ICD), que provem de óleos vegetais. O homopoliéster obtido, o poli(2,5-furanodicarboxilato de icosileno) (PC20F), foi detalhadamente caracterizados por RMN de 1H e 13C, FTIR, difração de raios-X e análise elementar, e as suas propriedades térmicas avaliadas por TGA e DSC. O PC20F exibe carácter semi-cristalino e hidrofóbico apresentando temperatura de transição vítrea e temperatura de fusão de aproximadamente 7 e 106 ºC respetivamente. Para além disso demonstra elevada estabilidade térmica, sendo estável até aproximadamente 355 ºC. Adicionalmente estudaram-se as características de sorção de água do PC20F uma vez que estas são fundamentais para aplicações em embalagens, em especial no domínio alimentar, pois a água tem um papel crucial na preservação dos alimentos embalados. O PC20F tem um teor de humidade de equilíbrio muito próxima de 0%. Finalmente foram realizados ensaios de (bio)degradação, o material demonstra ter uma perda de massa de ~7 % em contacto com uma solução tampão de fosfato (degradação hidrolítica) e uma perda de massa de ~12.5 % em contacto com a solução tampão de fosfato e enzima pancreática suína (degradação enzimática). Assim poder-se-á antever o potencial do PC20F como um material adequado ao seu uso em embalagens alimentares devido às suas propriedades térmicas, características de sorção, bem como de biodegradabilidade.