ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Preparo e caracterização de Novos Materiais Biodegradáveis a base de Polihidroxibutirato-Hidroxivalerato (PHB-HV) e Resíduos do Beneficiamento do Café
AUTORES: MACHADO, A.R.T ((UFLA)) ; MARTINS,P.F.Q ((UFLA)) ; SILVA, R.C ((UNILAVRAS)) ; FONSECA,E.M.B ((UFLA)) ; REIS,K.C ((UFSCAR))
RESUMO: Compósitos de PHB-HV reforçados com resíduos de café foram preparados a partir de PHB-HV e dois diferentes tipos de resíduos o pergaminho e a casca de café através da técnica de casting. Para avaliar a dispersão dos resíduos na matriz, os filmes foram avaliados por difratrometria de raio x (DRX) e Microscopia eletrônica de Varredura (MEV). Estas técnicas forneceram fortes evidencias da formação de uma estrutura intercalada e homogênea entre os precursores, porém isto não alterou a cristalinidade do PHB-HV. As propriedades mecânicas foram avaliadas quanto à força de punctura e deformação antes da ruptura indicando que a presença da carga orgânica eleva ambas as propriedades, gerando um novo material com um campo de aplicação ampliado em relação ao PHB-HV.
PALAVRAS CHAVES: phb-hv, compósitos, resíduos agroindustriais
INTRODUÇÃO: Os problemas decorrentes da poluição ambiental gerada pelo resíduo plástico têm levado a comunidade científica a refletir sobre possíveis alternativas de substituição dos polímeros convencionais por polímeros biodegradáveis. Compósitos são definidos como materiais que apresentam duas ou mais fases distintas e são classificados em naturais ou artificiais. Os compósitos têm uma grande vantagem sobre outros materiais estruturais, pois podem ser moldados em formas complexas e facilmente adaptáveis aos processos atualmente utilizados. (MATHEW, 2005). Os poli (hidroxialcanoatos) (PHAs) são poliésteres produzidos por processos biossintéticos, sendo que o poli(3-hidroxibutirato) (PHB) e seu copolímero polihidroxibutirato-Hidroxivalerato (PHB-HV) tem despertado interesse comercial, devido à possibilidade de produção por rotas biotecnológicas a partir de substrato renovável e por apresentar-se como uma alternativa à substituição dos plásticos convencionais derivados do petróleo (SANTOS, 2005). A cafeicultura dá origem a um volume elevado de resíduos, principalmente a casca de café, cuja utilização tem sido objeto de diversos estudos (RODRIGUES, 1994). A polpa, mucilagem, pergaminho e casca são resíduos oriundos de formas distintas do beneficiamento do café após a colheita. Verifica-se que a grande maioria das pesquisas realizadas com resíduos do café foi feita com a polpa e, em menor número, com a casquinha ou pergaminho, mas as composições da casca e da polpa são semelhantes (CAIELLI, 1984). Diante do exposto é justificável a busca por um destino que agregue valor comercial aos resíduos do beneficiamento do café, sendo assim o presente trabalho tem por objetivo elaborar compósitos biodegradável reforçado com os resíduos do café casca e pergaminho.
MATERIAL E MÉTODOS: O polihidroxibutirato-Hidroxivalerato (PHB-HV) foi fornecido pela PHB Industrial S/A, Serrana, São Paulo.Foram preparados compósitos Casca e Pergaminho em matrizes de PHB-HV na proporção de 1:1 utilizando o método de evaporação de solvente ‘casting’, técnica amplamente citada na literatura (YONG, 2006). Para preparação dos compósitos submeteu-se o PHB-HV e Casca ou Pergaminho a aquecimento com clorofórmio em frasco fechado sob agitação magnética por 45 minutos, obtendo-se uma mistura polimérica a 5% (m/m). A mistura foi então vertida numa placa de petri, que em seguida foi colocada em uma cuba de vidro totalmente fechada para a lenta evaporação do solvente, por 24 horas. O compósito obtido foi seco em estufa a vácuo à 60 °C por 12 horas e depois armazenado em sacos plásticos de polietileno. Os compósitos obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) em um microscópio de varredura LEO EVO 40XVP,difração de raios-X, equipamento da marca Philips, com variação angular de 10-70° (2), radiação de CoKα (= 1.78897 Å) e velocidade de exposição de 1°2 min-1.A resistência mecânica foi avaliada através de força de punctura através do analisador de textura TATX.2i Stable Micro Systems (Goldaming, England). Amostras com 60 mm de diâmetro foram fixadas com fita adesiva em uma célula de perfuração com diâmetro de 20 mm. Uma probe cilíndrica de 6 mm de diâmetro foi movida perpendicularmente a uma distância de 30 mm em direção à superfície do compósito a uma velocidade de pré-teste de 1 mm/s e velocidade de teste de 1 mm/s até o rompimento da superfície do compósito. O valor da força de punctura (N) foi determinado a partir de curvas de força (N) x deslocamento (mm) da probe obtidas com o uso do Software Texture Expert Versão 1.22, 1999.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Microscopia eletrônica mostra claramente a estrutura porosa do PHB-HV (fig. 1a), no entanto, na morfologia dos compósitos (fig. 1b e 1c) pode se observar que os compósitos de PHB-HV/ pergaminho e PHB-HV/ casca apresentam distribuição bastante homogenia dos resíduos de café por todo o filme. Os difratogramas de raio-X dos compósitos figura 2 indicam que os diferentes materiais utilizados na elaboração dos compósitos não influenciaram a estrutura cristalina do PHB-HV puro, considerando que os valores das distâncias interplanares e a largura das reflexões cristalinas foram similares, apresentando reflexões em 2= 17, 19 e 30.As propriedades mecânicas dos compósitos apresentaram um aumento com a incorporação dos resíduos (tabela I) o que indica que a presença dos resíduos dispersos homogeneamente na matriz funcionou como um reforço estrutural para o PHB-HV cuja estrutura é bastante porosa.
CONCLUSÕES: Os compósitos obtidos apresentam-se como uma boa alternativa ao PHB-HV puro, pois a presença dos resíduos elevou as propriedades mecânicas do material sem interferir na sua biodegradabilidade além de fornecer um destino nobre aos resíduos do beneficiamento do café. A inserção do resíduo permitiu ainda a diminuição da massa de polímero utilizada, gerando materiais com maior capacidade plástica o que aumenta consideravelmente o numero de aplicações para o polímero biodegradáve estudado.
AGRADECIMENTOS: Ao Departamento de Química- UFLA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MATHEW, A.P.; OKSMAN, K.; SAIN, M. Mechanical properties of biodegradable compositesfrom poly lactic acid (PLA) and microcrystalline cellulose (MCC), Journal of appliedpolymer science, v. 97, p. 2014-2025, 2005.
SANTOS A. F. Caracterização, modificação e estudo cinético não isotérmico de poli(3-hidroxibutirato). Dissertação (Mestrado em Química) – São Paulo: Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, 2005
RODRIGUES VEGRO, C.L.; CARVALHO, F.C. Disponibilidade e utilização de resíduos no processamento agroindustrial do café. Informações Econômicas, São Paulo, v.24, n.1, p.9-16, jan.1994.
CAIELLI, E.L. Uso da palha de café na alimentação de ruminantes. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v. 10, n.119, p. 36-38, nov.1984.
YONG, K. C; FOOT, P. J. S. MORGAN, H. European Polylimer Journal, 42, p.1716 (2006).
