Blendas de amido e quitosana plastificadas com solventes eutéticos profundos

• Autor(a) principal: Alves, Ana Clara Lancarovici
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-21082023-142029/
• topic: blendas poliméricas; DES; DES; extrusão; extrusion; polymeric blends; TPS; TPS

A demanda por materiais biodegradáveis e em especial derivados de recursos renováveis com o propósito de substituir materiais não biodegradáveis tem crescido continuamente nas duas últimas décadas. O amido termoplástico (TPS) é um dos materiais mais estudados para a produção de plásticos biodegradáveis e já faz parte da composição de diversos produtos para aplicações como embalagens de curta duração. A incorporação da quitosana ao amido termoplástico poderia gerar materiais com características interessantes, uma vez que ela é um produto obtido através da desacetilação da quitina, o segundo polissacarídeo mais abundante depois da celulose. Contudo, a quitosana apresenta algumas limitações de processamento por apresentar baixa temperatura de decomposição, o que limita a sua utilização em alta escala. O uso de plastificantes como os solventes eutéticos profundos (DES) tem sido bastante estudado e têm se mostrado eficientes para polímeros como a quitosana. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de algumas formulações de DES como plastificante da quitosana e do amido e o seu emprego no desenvolvimento de blendas poliméricas termoplásticas TPS/quitosana. Para avaliar a eficiência do DES formado por cloreto de colina (ChCl) e glicerol na plastificação do amido e da quitosana, diferentes concentrações molares de ChCl foram preparadas (0, 33 e 50%) e processadas por extrusão. Todas as formulações estudadas se mostraram eficientes na plastificação do amido, no entanto foi verificado sinais de exudação do plastificante na formulação com 50% de ChCl. O aumento do teor de ChCl nas amotras resultou em uma melhor estabilidade térmica bem como aumento da Tg e da rigidez. Para avaliar a eficiência na plastificação da quitosana, utilizando método de termocompressão, diferentes plastificantes foram utilizados como: glicerol, DES-G (ChCl/glicerol), DES-AC (ChCl/ácido cítrico) e uma mistura de ChCl e um novo poliol formado por cadeias longas com 10 unidades de carbono. Foram avaliados TPS com 20, 25 e 30% de glicerol, com 30% de DES-glicerol e quitosana com 30% de DES-glicerol, com 30%DES-ácido cítrico, bem como com quitosana plastificada com apenas 30%glicerol. Para efeito de comparação também foram testadas amostras sem a adição dos plastificantes, apenas com solução aquosa de ácido acético obtidos pelo método de solução e de termocompressão. Todos os líquidos apresentaram efeito plastificante nos filmes de quitosana, comprovados pelo deslocamento de absorções características no infravermelho. Também foi observada redução da temperatura de transição vítrea, Tg, comprovando também o efeito dos plastificantes. Entre todas as amostras testadas, aquelas plastificadas com DES-ácido cítrico foram a que apresentaram maior eficiência do plastificante com relação a plastificação da quitosana. Foi verificado também que a adição de solução aquosa de ácido acético na formulação de algumas blendas favorece a aglomeração da quitosana na matriz de amido. De um modo geral, o aumento do teor de quitosana nas blendas resultou no aumento do módulo de Young.