Blendas poliméricas de amido e poli (vinil álcool) - PVA : efeitos do tipo de PVA, amidos modificados e uso de fibras no desenvolvimento de materiais biodegradáveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zanela, Juliano
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UEL
Texto Completo: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/11938
Resumo: Resumo: O objetivo do trabalho foi desenvolver materiais biodegradáveis de amido e poli (vinil álcool) (PVA) para substituir materiais produzidos com polímeros convencionais e, consequentemente, reduzir o impacto ambiental destes polímeros Foi utilizado amido de mandioca nativo e modificado (fosfato de di-amido, fosfato de di-amido acetilado, adipato de di-amido acetilado e amido oxidado), amido catiônico com diferentes graus de substituição (,19; ,27 e ,33 mol/mol), PVA com diferentes graus de hidrólise (hd) e tamanhos de cadeia, glicerol como plastificante e fibras da casca de aveia como reforço, e as blendas destas matérias primas foram produzidas por extrusão termoplástica A partir destas blendas os materiais foram produzidos variando-se o tipo (extrusão plana e injeção termoplástica) e as condições de processo Os materiais foram caracterizados através das propriedades mecânicas, permeabilidade ao vapor de água, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier De forma geral os componentes das blendas apresentaram boa compatibilidade e os materiais biodegradáveis produzidos a partir destas blendas apresentaram microestrutura homogênea, boa processabilidade e manuseabilidade Foram obtidos materiais com tensão na ruptura de até 6,99 MPa, Módulo de Young de até 16,19 MPa e elongação na ruptura de até 642% quando utilizou-se PVA com alto hd e tamanho de cadeia, sendo observado que maiores hd promovem um aumento na rigidez do material, enquanto que o tamanho de cadeia aumenta a resistência à tração O uso dos amidos modificados não alterou significativamente as propriedades dos materiais, não justificando seu uso em substituição ao amido nativo Quanto ao emprego de fibras em materiais injetados, essas atuaram principalmente como carga inerte, não promovendo uma melhora significativa das propriedades mecânicas, mas servindo para a redução de custos do material Portanto é possível produzir materiais biodegradáveis a partir de blendas de amido de mandioca nativo e PVA com características adequadas para substituir materiais semelhantes produzidos com polímeros petroquímicos convencionais
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Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosAbstract: The objective was to develop biodegradable materials using starch and poly (vinyl alcohol) (PVA) to replace materials produced with conventional polymers and thus reduce the environmental impact of these polymers The biodegradable materials were produced with native or modified cassava starch (di-starch phosphate, di-acetylated starch phosphate, di-starch adipate acetylated and oxidized starch, cationic starch with different degrees of substitution - 19, 27 and 33 mole/mole), PVA with several degrees of hydrolysis (HD) and chain sizes, glycerol as plasticizer and oat hull fibers as reinforcement by thermoplastic extrusion The materials were produced by varying the type (flat extrusion and thermoplastic injection) and process conditions, and they were characterized by means of mechanical properties, water vapor permeability, scanning electron microscopy, X-rays diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy In general, the components of the blends showed good compatibility among them, and the biodegradable materials produced from these blends showed homogeneous microstructure, good processability and handleability The biodegradable materials had stress at break up to 699 MPa, Young's Modulus up to 16:19 MPa and elongation at break up to 642% with PVA with high HD and chain length, and higher HD increased the material rigidity, whereas the high chain length increased the tensile strength The use of modified starches did not significantly alter the materials properties, and it does not justify their use to replace native starch The fiber used in injected materials acted mainly as a inert filler, and did not improve their mechanical properties, but it can reduce the material cost Therefore, it is possible to produce biodegradable materials from starch and PVA blends with adequate characteristics for replacing similar materials produced with conventional petrochemical polymersYamashita, Fábio [Orientador]Corradini, ElisângelaCarvalho, Gizelene Maria deGrossmann, Maria Victória EirasScapim, Mônica Regina da SilvaZanela, Juliano2024-05-01T13:46:30Z2024-05-01T13:46:30Z2016.0010.06.2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11938porDoutoradoCiência de AlimentosCentro de Ciências AgráriasPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosLondrinareponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-07-12T04:19:59Zoai:repositorio.uel.br:123456789/11938Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:19:59Repositório Institucional da UEL - 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description Resumo: O objetivo do trabalho foi desenvolver materiais biodegradáveis de amido e poli (vinil álcool) (PVA) para substituir materiais produzidos com polímeros convencionais e, consequentemente, reduzir o impacto ambiental destes polímeros Foi utilizado amido de mandioca nativo e modificado (fosfato de di-amido, fosfato de di-amido acetilado, adipato de di-amido acetilado e amido oxidado), amido catiônico com diferentes graus de substituição (,19; ,27 e ,33 mol/mol), PVA com diferentes graus de hidrólise (hd) e tamanhos de cadeia, glicerol como plastificante e fibras da casca de aveia como reforço, e as blendas destas matérias primas foram produzidas por extrusão termoplástica A partir destas blendas os materiais foram produzidos variando-se o tipo (extrusão plana e injeção termoplástica) e as condições de processo Os materiais foram caracterizados através das propriedades mecânicas, permeabilidade ao vapor de água, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier De forma geral os componentes das blendas apresentaram boa compatibilidade e os materiais biodegradáveis produzidos a partir destas blendas apresentaram microestrutura homogênea, boa processabilidade e manuseabilidade Foram obtidos materiais com tensão na ruptura de até 6,99 MPa, Módulo de Young de até 16,19 MPa e elongação na ruptura de até 642% quando utilizou-se PVA com alto hd e tamanho de cadeia, sendo observado que maiores hd promovem um aumento na rigidez do material, enquanto que o tamanho de cadeia aumenta a resistência à tração O uso dos amidos modificados não alterou significativamente as propriedades dos materiais, não justificando seu uso em substituição ao amido nativo Quanto ao emprego de fibras em materiais injetados, essas atuaram principalmente como carga inerte, não promovendo uma melhora significativa das propriedades mecânicas, mas servindo para a redução de custos do material Portanto é possível produzir materiais biodegradáveis a partir de blendas de amido de mandioca nativo e PVA com características adequadas para substituir materiais semelhantes produzidos com polímeros petroquímicos convencionais
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