Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175 |
Resumo: | High density polyethylene (HDPE) is widely used in the manufacture of packaging disposables and in order to minimize the environmental impact caused by disposal, have been incorporated, into the HDPE, additives that promises modify polyethylene chemical structure and promote biodegradation. Chemical modification occurs by oxidative abiotic degradation, accelerated by pro-degrading agents, which decreases the molecular weight and introduces oxygenated organic groups into polyethylene. In this study, iron (Fe) and manganese (Mn) stearate pro-degrading agents were assessed as well as a commercial additive d2w, based on organic salt of manganese, in HDPE films in thermo-oxidative conditions (in an oven at 80°C and 60 °C). The effect of prodegrading agent concentration and oxidation state was assessed on the degradation of HDPE during accelerated weathering (Q-UV), thermomechanical and thermo-oxidative degradation (80 ° C and 60 ° C). Abiotic degradation was assessed by means of infrared spectroscopy, size exclusion chromatography and mechanical properties. Films were also subjected to biodegradation in soil and CO2 content was assessed by respirometric method. The results showed that pro-degrading agents accelerate oxidative degradation. In all degradation processes the abiotic degradation showed to be directly proportional to iron concentration. On the other hand, manganese concentration showed to be inversely proportional to thermo-mechanical degradation and directly proportional to thermo-oxidative degradation and weathering. The oxidation state of iron showed no interference with HDPE degradation, whereas UV radiation significantly enhanced degradation of the polymer. The results show important degradation of previously thermo-oxidated HDPE. |
id |
SCAR_43d9c96a4e15033e6677ce4f9a651165 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7175 |
network_acronym_str |
SCAR |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
repository_id_str |
4322 |
spelling |
Babetto, Alex SandroBettini, Sílvia Helena Pradohttp://lattes.cnpq.br/3687551763124327Agnelli, José Augusto Marcondeshttp://lattes.cnpq.br/7592090152400440http://lattes.cnpq.br/188370082900577565bcaf48-a596-4c33-836e-c16ff331e1202016-09-15T13:50:07Z2016-09-15T13:50:07Z2015-03-06BABETTO, Alex Sandro. Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade. 2015. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175High density polyethylene (HDPE) is widely used in the manufacture of packaging disposables and in order to minimize the environmental impact caused by disposal, have been incorporated, into the HDPE, additives that promises modify polyethylene chemical structure and promote biodegradation. Chemical modification occurs by oxidative abiotic degradation, accelerated by pro-degrading agents, which decreases the molecular weight and introduces oxygenated organic groups into polyethylene. In this study, iron (Fe) and manganese (Mn) stearate pro-degrading agents were assessed as well as a commercial additive d2w, based on organic salt of manganese, in HDPE films in thermo-oxidative conditions (in an oven at 80°C and 60 °C). The effect of prodegrading agent concentration and oxidation state was assessed on the degradation of HDPE during accelerated weathering (Q-UV), thermomechanical and thermo-oxidative degradation (80 ° C and 60 ° C). Abiotic degradation was assessed by means of infrared spectroscopy, size exclusion chromatography and mechanical properties. Films were also subjected to biodegradation in soil and CO2 content was assessed by respirometric method. The results showed that pro-degrading agents accelerate oxidative degradation. In all degradation processes the abiotic degradation showed to be directly proportional to iron concentration. On the other hand, manganese concentration showed to be inversely proportional to thermo-mechanical degradation and directly proportional to thermo-oxidative degradation and weathering. The oxidation state of iron showed no interference with HDPE degradation, whereas UV radiation significantly enhanced degradation of the polymer. The results show important degradation of previously thermo-oxidated HDPE.O polietileno de alta densidade (PEAD) é muito utilizado na fabricação de embalagens descartáveis. Objetivando minimizar o impacto ambiental causado pelo descarte, tem sido incorporado ao PEAD aditivos que prometem modificar sua estrutura química para favorecer a biodegradação. A modificação química ocorre pela degradação oxidativa, acelerada por agentes pródegradantes, promovendo redução da massa molar e introdução de grupos orgânicos oxigenados nas moléculas do PEAD. Os agentes pro-degradantes são fundamentados em metais de transição, principalmente manganês (Mn) e ferro (Fe). No estudo utilizou-se PEAD aditivado com os agentes pródegradantes estearatos de Mn e de Fe e aditivo comercial d2w®. A escolha pelo PEAD foi função da carência de produção científica sobre o tema e da grande utilização do PEAD na fabricação de embalagens descartáveis. Avaliouse a influência da concentração de Mn, de Fe e do estado de oxidação do Fe na degradação do PEAD nos processos de degradação termo-mecânico, termooxidativo (80°C e 60°C) e intemperismo acelerado (Q-UV). O monitoramento das degradações abióticas foi realizado por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), cromotagrafia por exclusão de tamanho (SEC) e ensaio mecânico de tração. Após a degradação abiótica, os filmes foram submetidos à degradação biótica em solo e o monitoramento foi realizado pelo método respirométrico. Os resultados mostram que os pródegradantes aceleram a degradação oxidativa do PEAD e que a degradação é diretamente proporcional à concentração de Fe em todos os processos de degradação. Entretanto, os resultados indicam que a concentração de Mn é inversamente proporcional à degradação termo-mecânica e diretamente proporcional às degradações termooxidativa e Q-UV. Os resultados mostram que o estado de oxidação do Fe não interfere nos processos de degradação e que a radiação UV intensifica significativamente a degradação do PEAD contendo Fe e Mn. Relativo à degradação biótica, os resultados mostram importante biodegradação do PEAD previamente termooxidado.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarDegradação de polímerosPolietileno de alta densidadePró-degradantesEstearato de ferroEstearato de manganêsENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSInfluência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidadeEffect of pro-degradants additives in abiotic and biotic degradation of high density polyethyleneinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisOnline6006008e8c95d7-6578-4987-abc5-e0c3fd264be4info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTeseASB.pdfTeseASB.pdfapplication/pdf2861419https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/1/TeseASB.pdf18e6e60f3d7e0337517281660a08133eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/2/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52TEXTTeseASB.pdf.txtTeseASB.pdf.txtExtracted texttext/plain252948https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/3/TeseASB.pdf.txt4494418e9e6507d66a6f8af970b2d07eMD53THUMBNAILTeseASB.pdf.jpgTeseASB.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6430https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/4/TeseASB.pdf.jpg62af655c6f33396a36547a2a3b7ad116MD54ufscar/71752023-09-18 18:30:44.245oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:30:44Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Effect of pro-degradants additives in abiotic and biotic degradation of high density polyethylene |
title |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
spellingShingle |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade Babetto, Alex Sandro Degradação de polímeros Polietileno de alta densidade Pró-degradantes Estearato de ferro Estearato de manganês ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS |
title_short |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
title_full |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
title_fullStr |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
title_full_unstemmed |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
title_sort |
Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade |
author |
Babetto, Alex Sandro |
author_facet |
Babetto, Alex Sandro |
author_role |
author |
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1883700829005775 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Babetto, Alex Sandro |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Bettini, Sílvia Helena Prado |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3687551763124327 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Agnelli, José Augusto Marcondes |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7592090152400440 |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
65bcaf48-a596-4c33-836e-c16ff331e120 |
contributor_str_mv |
Bettini, Sílvia Helena Prado Agnelli, José Augusto Marcondes |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Degradação de polímeros Polietileno de alta densidade Pró-degradantes Estearato de ferro Estearato de manganês |
topic |
Degradação de polímeros Polietileno de alta densidade Pró-degradantes Estearato de ferro Estearato de manganês ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS |
description |
High density polyethylene (HDPE) is widely used in the manufacture of packaging disposables and in order to minimize the environmental impact caused by disposal, have been incorporated, into the HDPE, additives that promises modify polyethylene chemical structure and promote biodegradation. Chemical modification occurs by oxidative abiotic degradation, accelerated by pro-degrading agents, which decreases the molecular weight and introduces oxygenated organic groups into polyethylene. In this study, iron (Fe) and manganese (Mn) stearate pro-degrading agents were assessed as well as a commercial additive d2w, based on organic salt of manganese, in HDPE films in thermo-oxidative conditions (in an oven at 80°C and 60 °C). The effect of prodegrading agent concentration and oxidation state was assessed on the degradation of HDPE during accelerated weathering (Q-UV), thermomechanical and thermo-oxidative degradation (80 ° C and 60 ° C). Abiotic degradation was assessed by means of infrared spectroscopy, size exclusion chromatography and mechanical properties. Films were also subjected to biodegradation in soil and CO2 content was assessed by respirometric method. The results showed that pro-degrading agents accelerate oxidative degradation. In all degradation processes the abiotic degradation showed to be directly proportional to iron concentration. On the other hand, manganese concentration showed to be inversely proportional to thermo-mechanical degradation and directly proportional to thermo-oxidative degradation and weathering. The oxidation state of iron showed no interference with HDPE degradation, whereas UV radiation significantly enhanced degradation of the polymer. The results show important degradation of previously thermo-oxidated HDPE. |
publishDate |
2015 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2015-03-06 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2016-09-15T13:50:07Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2016-09-15T13:50:07Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
BABETTO, Alex Sandro. Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade. 2015. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175 |
identifier_str_mv |
BABETTO, Alex Sandro. Influência de aditivos pró-degradantes nas degradações abiótica e biótica do polietileno de alta densidade. 2015. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175. |
url |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/7175 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.relation.confidence.fl_str_mv |
600 600 |
dc.relation.authority.fl_str_mv |
8e8c95d7-6578-4987-abc5-e0c3fd264be4 |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
instacron_str |
UFSCAR |
institution |
UFSCAR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/1/TeseASB.pdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/2/license.txt https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/3/TeseASB.pdf.txt https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/7175/4/TeseASB.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
18e6e60f3d7e0337517281660a08133e ae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031d 4494418e9e6507d66a6f8af970b2d07e 62af655c6f33396a36547a2a3b7ad116 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1813715557352996864 |