Preparação e caracterização de blendas de amido termoplástico com poli (ácido lático) enxertado com anidrido maleico

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014.A utilização de materiais biodegradáveis e de fonte renovável, em diferentes setores industriais e comerciais, está em crescente avanço pela necessidade da diminuição dos impactos ambientais gerados em parte pela utilização de materiais petroquímicos não biodegradáveis. Neste cenário, o amido se destaca por ser renovável, ter baixo curto de produção e ser biodegradável. Entretanto, o amido termoplástico (ATp) apresenta características físico-químicas e mecânicas que inviabilizam a sua utilização, tornando-se necessária a incorporação de componentes que promovam mudanças nesta propriedades. A incorporação de poli(ácido lático) (PLA) a matriz de ATp vem despertando interesse dos pesquisadores por suas propriedades mecânicas e de barreira ao vapor de água. Neste trabalho foram estudadas blendas de ATp/PLA enxertado ou não com anidrido maleico (AM). A reação de enxerto e a formação da blenda ocorreram em meio fundido por extrusão ou reometria. Dois diferentes procedimentos experimentais foram utilizados para obtenção das blendas de ATp/PLA: i) PLA previamente enxertado com AM e posterior mistura com ATp e ii) simultâneo enxerto do PLA e obtenção das blendas. O enxerto de AM à cadeia polimérica de PLA foi maior nas amostras produzidas em uma única etapa em relação à amostra produzida com prévio enxerto do PLA. Os laminados produzidos em uma única etapa apresentaram maior deformação e menor tensão na ruptura quando comparados aos laminados de ATp/PLA sem enxerto de AM. O laminado produzido da amostra obtida por reômetria com prévio enxerto apresentou a maior deformação e uma tensão na ruptura na mesma magnitude que os laminados sem processamento. No que se refere à morfologia, os laminados das blendas obtidos com o PLA modificado apresentaram adesividade na interface e redução dos domínios de PLA na matriz de ATp. Os laminados obtidos por reometria apresentaram uma menor permeabilidade ao vapor de água quando comparados aos laminados obtidos por extrusão. O PLA extraído das blendas produzidas no reômetro apresentou uma redução significativa na massa molar em relação ao PLA sem processamento indicando uma degradação do material. A blenda obtida por reometria com prévio enxerto do PLA foi o que apresentou melhores resultados em todas as propriedades estudadas, destacando-a para possível aplicação como bandejas para a indústria de alimentos.<br>Abstract : The use of biodegradable materials and renewable resources, in different industrial and commercial sectors, has been remarkably growing since there is a need for reduction of environmental impacts caused by the use of non-biodegradable petrochemical materials. In this scenario, starch points outdue to the characteristics of biodegradability, renewability and low cost. Starch has physico-chemical and mechanical properties which prevent their use, incorporation of components that promote changes in the physico-chemical properties. The incorporation of poly(lactic acid) in thermoplastic starch matrix has been attracting interest of researchers due to its improved mechanical properties and as a barrier to water vapor. In this study, blends of TPS/PLA with or without grafted maleic anhydride (MA ) were studied. The graft reaction and the formation of the blends were cast by using extruder and torque rheometer. Two different experimental procedures were used in order to obtain blends of TPS/PLA: i) PLA was previously grafted with MA and then blends were formed with TPS and ii) simultaneously obtainment of graft PLA and the blends in a single step. The MA graft into the polymer chain PLA was higher in samples produced in one step than in sample produced with prior graft PLA. The laminates produced in a single step showed higher elongation and lower tensile strength when compared to TPS/PLA without graft MA. The laminate produced samples taken in a torque rheometer with previous graft had the highest elongation and tensile stress in the same magnitude as the laminates without modification. The laminates of the blends obtained with the modified PLA showed morphologies with reduced areas of PLA and continuity at the interface between the domains of TPS matrix and PLA. The laminates obtained using the rheometer had a lower water vapor permeability as compared to laminates obtained in the extruder. PLA extracted from blends produced in rheometer showed significant reduction in molecular weight indicating a degradation of the material. The laminate prepared in advance of the rheometer with graft PLA showed the best results in all studied properties, highlighting it for possible application as trays in food industry