Solubilidade, permeabilidade e testes mecânicos de filmes biodegradáveis de amido de Cissus simsiana e glicerol

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Tecnológica

Autores

Fernandes, A.S. (UEG) ; Sousa, Y.S. (UEG) ; Batista, M.P. (UEG) ; Ascheri, D.P.R. (UEG)

Resumo

Filmes plásticos possuem excelentes propriedades de resistência e flexibilidade, porém sua utilização propicia forte impacto ambiental, devido à sua composição oriunda do petróleo, matéria-prima esgotável e não biodegradável. Alternativas são procuradas com intuito de substituir filmes de origem petroquímica. O amido é capaz de formar filme biodegradável. Por isso, foram elaborados filmes de amido de Cissus simsiana e glicerol em concentração variando de 5 a 20%. Os filmes apresentaram-se, menos solúvel e permeável, com menor tensão, porém maior deformação com o incremento do glicerol.

Palavras chaves

parreira do mato; tensão; deformação

Introdução

O aumento substancial do uso de plásticos de origem petroquímica em diversas aplicações é pauta de diversas discussões atuais, pois estes são descartados muito rapidamente, gerando um sério impacto ambiental (Oliveira et al., 2012). Em função deste conflito o desenvolvimento de materiais alternativos torna-se imprescindível de forma a minimizar o impacto ambiental provocado pelos resíduos plásticos. Dentro deste panorama o desenvolvimento de filmes biodegradáveis está sendo explorado (Ascheri, et al., 2010). Em razão da excelente biodegradabilidade, baixo custo de produção e obtenção a partir de recursos renováveis, o amido constitui-se uma fonte promissora para a obtenção desses tipos de filmes. Dentre as matérias-primas amiláceas comerciais utilizadas na elaboração de filmes biodegradáveis merecem destaque o milho, a batata e a mandioca, no entanto, a competitividade industrial quanto à utilização desses amidos em diversos setores encarece o preço desses materiais. Por esse motivo, surge a necessidade de procura por novas fontes de amidos. Estudos recentes realizados por Ascheri et al. (2014), mostrou que a raiz do Cissus simsiana, conhecida popularmente como, parreira do mato, apresenta teor de amido de 13,68%, o que sugere sua utilização na elaboração de filmes biodegradáveis. No entanto, suas propriedades devem ser estudadas. Segundo Sobral (2000), o uso dos filmes biodegradáveis é variado e depende de parâmetros, como, custo, disponibilidade e algumas de suas propriedades, como, permeabilidade, solubilidade e propriedades mecânicas. O presente estudo teve por objetivo elaborar filmes biodegradáveis de amido extraído das raízes da C. sinsiana e caracterizar quanto a sua solubilidade, permeabilidade e testes mecânicos em função da concentração de glicerol.

Material e métodos

O amido da raiz do C. sinsiana foi extraído por moagem em moinho de facas. A fase leitosa obtida foi peneirada em abundante água, separando o amido por decantação, seguindo de lavagem com álcool etílico absoluto e secagem em estufa a 45 °C por 12 h. Os filmes biodegradáveis foram elaborados utilizando a técnica de casting segundo Gontard et al. (1992), com modificações. Soluções filmogênicas foram preparadas com 2,0 g de amido para 100 mL de água destilada e concentração de glicerol de 5 a 20% em relação à massa de amido empregado. A seguir, essas, foram aquecidas em banho-maria com agitação constante até 95 °C, para que ocorresse a completa gelatinização do amido. Posteriormente, 25 g de cada solução filmogênica foi adicionada em placa Petri de polietileno de 850 mm de diâmetro e conduzidos a secagem em estufa a 30 °C por 36 h. A solubilidade em água foi determinada segundo Gontard et al. (1994). A permeabilidade ao vapor de água foi determinada de acordo com o método E96-95 da ASTM (1995). Os testes mecânicos (tensão, deformação, força e módulo de Young) foram realizados baseando-se no método padrão D 882-02 da ASTM (2002), em Máquina Universal de Ensaios (EMIC®, DL 2000, Surrey, Inglaterra) equipada com célula de carga de 50 kg, em sala climatizada à 23 °C e umidade relativa entre 33-45%. As médias das respostas foram obtidas de três repetições e suas diferenças significativas foram verificadas por meio de análise de variância e regressão linear.

Resultado e discussão

No presente estudo, a solubilidade e a permeabilidade dos filmes de C. sinsiana aumentaram linearmente (Figura 1) com o incremento de glicerol, sendo os filmes elaborados com 20% de plastificante os mais solúveis e permeáveis (26,6% e 3,6 x 10-4 g mm m-2 h-1 KPa-1, respectivamente). Kester e Fenema (1989) afirmam que a presença do plastificante nos filmes aumenta sua hidrofilicidade, proporcionando o movimento das cadeias poliméricas facilitando o movimento das moléculas que atravessam o filme, por isso, quanto maior o teor de glicerol maior será a solubilidade e permeabilidade. Essas propriedades são importantes aos filmes biodegradáveis no que se refere às suas aplicações. Segundo Mali et al. (2010) filmes que apresentam solubilidade e permeabilidade altas, podem ser usados em embalagens de vegetais frescos, enquanto os que apresentam baixas solubilidade e permeabilidade poderão ser indicados para produtos desidratados. Quanto aos testes mecânicos, também se observa influência do plastificante na tensão e deformação. O filme elaborado com 20% de glicerol é o que requer menor tensão (9,7 MPa) para sofrer a menor deformação (2,4%). Segundo Mali et al. (2005) filmes de amido sem plastificantes são resistentes e elásticos e, à medida que se aumenta o teor de plastificante, estes materiais se tornam mais flexíveis e deformáveis. Isso se deve ao fato dos plastificantes atuarem diminuindo as forças intermoleculares entre as cadeias de amido, provocando redução na temperatura de transição vítrea e, de modo geral, diminuindo a resistência e a aumentando a flexibilidade com incremento da concentração do plastificante (Gontard; Guilbert; Cuq, 1993; Sobral, 2000).

Conclusões

A solubilidade, permeabilidade e testes mecânicos (tensão e deformação) foram altamente influenciados pelo teor de glicerol. Quanto maiores os níveis de glicerol mais solúveis e menos permeáveis se tornaram os filmes. Quanto à tensão observou-se comportamento semelhante, sendo que, quanto maiores os níveis de glicerol, mais elásticos se tornaram os filmes, pela menor tensão, porém a deformação é maior.

Agradecimentos

Agradecemos ao programa de auxílio eventos (Pró-Eventos) da UEG e a Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG).

Referências

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