Obtenção, caracterização e estudo de biodegradação de blendas de poli (3-hidroxibutirato-co-valerato)/(PHBV) com lignina de bagaço de cana de açucar

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Nelson Eduardo Duran CaballeroDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: A enorme quantidade de plásticos sintéticos, anualmente descartada, torna difícil prever um futuro da Humanidade sem uma política global para diminuir o impacto deste tipo de lixo no meio ambiente. Dessa maneira, muitos grupos de pesquisa têm buscado soluções que garantam um desenvolvimento sustentável, onde o Homem e o meio possam conviver sem causar prejuízos entre si. Com este princípio, buscamos neste trabalho o desenvolvimento de blendas biodegradáveis de polímeros naturais, com potencial para substituir alguns dos plásticos convencionais, contribuindo para o binômio produção versus preservação ambiental. Uma biomolécula natural utilizada foi a Lignina, uma macromolécula do bagaço de cana de açúcar, disponível em grande quantidade nos países tropicais como o Brasil. O outro componente da blenda, o copolímero de poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) ou PHBV, é um termoplástico natural, biodegradável e biocompatível. Blendas de Lignina: PHBV foram processadas num misturador Haake, e preparadas em várias porcentagens (m/m); isto é: (20:80)%, (40:60)%, (50:50)%; (60:40)%; (80:20)% e (0:100) %, respectivamente. A porcentagem (50:50)% foi escolhida para os estudos de propriedades mecânicas por apresentar boas características de resistência, sendo processada no misturador Haake, extrusora monorosca e injetada para a confecção dos corpos de prova. Foi estudada a biodegradação das amostras, em meio líquido e sólido, por ação dos fungos Trametes versicolor e Phanerochaete chrysosporium. A caracterização da Blenda 50:50% foi feita por infravermelho com transformada de Fourier(FT-IV); Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC); Análise Dinâmico Mecânica (DMA); Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); Análise Elementar e Ressonância Magnética Nuclear de Próton (RMN- H). Através dos resultados pode-se constatar que o material obtido foi susceptível à biodegradação com Trametes versicolor e Phanerochaete chrysosporium e apresenta um bom potencial pela rigidez apresentada para utilização na área de Engenharia, especificamente na área de ciências de materiaisAbstract: The great amount of synthetic polymers discharged every year in the urban solid waste is growing fast and makes difficult to see the future without a global politics to solve this environmental problem. In this way, many groups of researchers are studying solutions that may guarantee a sustainable development, where Man and Environment can live in a good balance. With this principle, the aim of this work was the development of biodegradable blends , using two natural polymers, with potencial to substitute some of those conventional polymers, contributing to the balance Production versus Environment. In this work, we used a natural biomolecule called Lignin, a macromolecule from sugar-cane bagasse that is abundant in tropical countries like Brazil. The other component of the blend was a copolymer of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) or PHBV, a natural biodegradable polyester, from polyhydroxyalKanoates¿ family (PHAs). Blends of Lignin:PHBV were processed in a mechanical mixer and prepared in several percentages (w/w) : (20:80)%, (40:60)%, (50:50)%; (60:40)%; (80:20)% e (0:100) % , respectively. The blend corresponding to (50:50)% was chosen for the studies of mechanical properties for presenting appropriate characteristics for the study, than the other mixtures, being processed in a single screw extruder and injected to obtain ASTM (D 638) specimens for mechanical tests. The samples biodegradation was studied in liquid and solid medium, in the action of Trametes versicolor and Phanerochaete chrysosporium, a kind of fungi. The blend (50%:50%) characterization was done by Infrared spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetric (DSC), Mechanical Dynamic Analysis (DMA); Scanning Electron Microscopy (SEM), Nuclear Magnetic Resonance of Proton (H-NMR,) elementary analysis and Thermogravimetry. Through the results it may be seen that the material obtained is susceptible to biodegradation by Trametes versicolor and Phanerochaete chrysosporium, a kind of whiterot fungi, and it presents a good potential for application in the engineering fieldMestradoMestre em Engenharia Químic