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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Lemes, Ana Paula
Título: Desenvolvimento de Novos Compósitos Biodegradáveis Baseados em Poli(3-Hodroxibutirato-co-Hidroxivalerato) e Lignosulfonatos
Ano: 2005
Orientador: Prof. Dr. Nelson Eduardo Duran Caballero
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato), Lignosulfonatos, Biomateriais, Biodegradação
Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos baseados em poli(3-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e lignosulfonatos de diferentes massas molares. Os compósitos foram produzidos em um misturador mecânico, em diferentes composições (90:10, 80:20, 70:30 e 60:40). As propriedades térmicas dos compósitos foram investigadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Termogravimetria (TGA). As análises de Microscopia Eletrônica de Varredura foram utilizadas para caracterizar a morfologia dos materiais. Os compósitos com maiores proporções de lignosulfonatos apresentaram diminuição no grau de cristalinidade e na temperatura de transição vítrea e menor estabilidade térmica. As análises de MEV mostraram uma baixa adesão interfacial entre os lignosulfonatos e a matriz de PHBV. Para promover uma melhor adesão interfacial entre a carga e a matriz, foi realizado um estudo utilizando um agente compatibilizante, que consistia na exertia de anidrido maleico (AM) na cadeia de PHBV (PHBV-g-AM). Para isto compósitos contendo 80 % de PHBV e 20 % de lignosulfonatos e proporções variadas de anidrido maleico foram produzidos em um misturador mecânico e em uma extrusora dupla rosca. Esses compósitos foram caracterizados por TGA e MEV. Na análise de TGA não foram observadas grandes alterações na estabilidade térmica. As análises morfológicas mostraram uma grande melhora na adesão entre carga e matriz. Os compósitos compatibilizados apresentaram um aumento de cerca de 125 % nos valores de tensão de flexão máxima e de 145 % nos valores de deformação na ruptura, em relação aos compósitos não compatibilizados. Amostras de PHBV e do compósito contendo 80 % de PHBV, 20 % de lignosulfonato e 1,5 % de anidrido maleico foram submetidas a testes de biodegradação em meio líquido e em solo. Os testes realizados em meio líquido mostraram uma redução de massa de 14,4 % para as amostras de PHBV e de 31,0 % para o compósito, após 65 dias de incubação. Nos testes realizados em solo a perda de massa foi de 7,6 % para as amostras de PHBV e 28,8 % para o compósito, após 50 dias de incubação. A perda de 20 % em massa dos compósitos foi atribuida à liberação de lignosulfonato. Em ambos os testes verificou-se que a presença do lignosulfonato não interfere na biodegradação da matriz de PHBV.
Abstract: In this work, composites based on poly(3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and lignosulfonates of different molar weights were prepared by mechanical mixing of different compositions (90:10, 80:20, 70:30 and 60:40). Thermal properties of these composites were investigated by differential scanning calorimetric (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Scanning electron microscopy (SEM) was used to define the morphology of materials. The composites containing higher amounts of lignosulfonates showed a decreasing in crystallinity degree and glass transition temperatures, and lower thermal stability. SEM showed a poor interfacial adhesion between lignosulfonato and PHBV matrix. To improve the interfacial adhesion between filler and matrix, a study on compatibilizer utilization was carried out. The compatibilizer was formed by grafting of maleic anhydride (MA) in PHBV (PHBV-g-MA). The study was performed with composites containing 20 % of lignosulfonate, 80 % of PHBV and different amounts of maleic anhydride, prepared by mechanical mixing and by twin-screw. The thermal and morphological properties of composites were investigated by TGA and SEM, respectively. The TGA did not show significant change in the thermal stability of the composites as function of compatibilizer content. The SEM showed a high improvement in the adhesion between filler and matrix. The compatibilized composites exhibited an increase of 125 % in maximum stress values and 145 % in the strain values under rupture experiments. PHBV and composite containing 80 % of PHBV, 20 % of lignosulfonato and 1,5 % of maleic anhydride samples were submitted to biodegradation tests in aqueous and in soil media. Tests carried out in aqueous medium showed a decrease of 14, 4 % in the PHBV mass and 31,0 % in the composite mass, after 65 days of incubation. In the soil tests the weight loss was of 7,6 % for PHBV sample and 28,8 % for composite sample, after 50 days of incubation. Both tests showed that the presence of lignosulfonate did not interfere in PHBV matrix biodegradation.
Arquivo (Texto Completo): vtls000374965.pdf ( tamanho: 5,78MB )

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