Composting and abiotic hydrolysis of blends between starch and other biodegradable polymers

Sacolas plásticas feitas de filmes biodegradáveis se mostram uma possível solução para acondicionar resíduos orgânicos cujo destino é a compostagem municipal. Estudos que avaliem a compostabilidade de filmes produzidos a partir de diferentes polímeros biodegradáveis são necessários. O presente estudo teve como objetivo analisar a degradação via compostagem e via hidrólise abiótica de filmes produzidos a partir de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT), ácido polilático (PLA), álcool polivinílico (PVA) e de suas blendas com amido termoplástico (TPS). Duas etapas não simultâneas de compostagem de resíduos orgânicos com podas de árvores foram conduzidas: (1) com inserção dos filmes obtidos a partir dos polímeros puros, e duração de 49 dias; e (2) com inserção das blendas, por 70 dias. Ensaios de hidrólise foram então conduzidos para os seis filmes em estudo, os quais foram incubados em meio aquoso e estéril, a 55 ºC, por 28 dias. A inserção dos filmes não prejudicou o processo de compostagem, em ambas as etapas, quando analisados os parâmetros temperatura, pH, condutividade elétrica, série de sólidos, relação C/N e reduções de volume e massa. Os teores de macro e micronutrientes dos compostos finais não atingiram o mínimo exigido para todos os parâmetros visando a comercialização. As blendas degradaram mais drástica e rapidamente do que seus respectivos polímeros puros durante a compostagem. Entre os filmes de polímeros puros, destaca-se o PBAT como o que mais se degradou, e entre as blendas, o PLA/TPS e o PBAT/TPS. Os ensaios de hidrólise abiótica mostraram resultados semelhantes: as blendas com amido degradaram mais que os polímeros puros. O destaque entre as blendas foi o PVA/TPS e entre os polímeros puros, o PLA. Concluiu-se que, de modo geral, a hidrólise constitui uma etapa essencial da biodegradação via compostagem, mas que não proporciona degradação tão intensa dos polímeros quando testada isoladamente, em meio estéril. Além disso, algumas embalagens são mais suscetíveis à hidrólise, como o PLA e o PVA/TPS, o que auxilia na assimilação dos oligômeros resultantes pelos microrganismos envolvidos no processo de compostagem, favorecendo, assim, um maior grau de compostabilidade.Plastic bags made of biodegradable films are a possible solution to store organic waste which is destined to municipal composting. Studies that assess the compostability of films manufactured from different biodegradable polymers are necessary. This study aimed to analyse the degradation via composting and via abiotic hydrolysis of films manufactured from poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT), polylactide acid (PLA), polyvinyl alcohol (PVA) and from theirs blends with thermoplastic starch (TPS). Two non-simultaneously composting stages using organic waste and tree pruning were conducted: (1) with insertion of the films obtained from neat polymers, and duration of 49 days; and (2) with insertion of the blends, for 70 days. Hydrolysis tests were then conducted for all six films in study, which were incubated in aqueous and sterile medium, at 55 ºC, for 28 days. The insertion of the films did not impair the composting process, for both stages, when analysed the parameters temperature, pH, electric conductivity, solids, C/N ratio and volume and mass reductions. Macro and micronutrients contents of the final composts did not reach the minimum required for all parameters when commercialization is aimed. The blends degraded faster and more drastically than their respective neat polymers during composting. Among the neat polymers films, PBAT stands out as the one which degraded most, and among the blends, PLA/TPS and PBAT/TPS. Abiotic hydrolysis tests showed similar results: blends with starch degraded more than neat polymers. The highlight among the blends was PVA/TPS and among the neat polymers, PLA. It was concluded that, generally, hydrolysis constitutes an essential step of biodegradation via composting, although it does not provide polymer degradation as intense as it does when tested singly, on sterile medium. Moreover, some packaging are more susceptible to hydrolysis, such as PLA and PVA/TPS, which helps the assimilation of resulting oligomers by microorganisms responsible for the composting process, and hence favours a higher compostability degree