ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Materiais
Autores
P. Souza, G. (UFMA) ; C.s Alcântara, A. (UFMA) ; J.f. Cardoso, J. (UFMA)
Resumo
Bionanocompósitos compreendem uma grande área da Ciência de Materiais, Nanotecnologia, no caso deste trabalho Biopolímeros, especialmente pelo crescente interesse em materiais biodegradáveis. No caso deste trabalho Bionanocompósitos de ácido polilático e palygorskita foram sintetizados como filmes que apresentaram uma alta transparência e mostraram uma aparente alta resistência. A intenção para aplicação desses materiais é destinada a uma alternativa para embalagem de alimentos com propriedades biodegradaveis.
Palavras chaves
Palygorskita; Ácido polilático (PLA); Bionanocampósitos
Introdução
Os biopolímeros são materiais que vem despertado muito interesse por serem materiais advindos de fontes renováveis e por apresentarem caráter biodegradável. Dentro deste contexto, o PLA é um biopolímero de fácil obtenção, por ser obtido da polimerização do ácido lático, que por sua vez é obtido de uma gama de fontes renováveis[1] . Entretanto, os filmes a base de PLA infelizmente não apresentam uma resistência mecânica muito elevada o que não o torna tão atrativo, além disso, este polímero apresenta barreira a gás e vapores de água pobres, o que atrapalha a sua aplicação para embalagens de alimentos. Uma alternativa interessante para superar este problema é o emprego de sólidos inorgânicos como cargas de reforço na síntese de filmes biodegradáveis a partir do ácido polilático (PLA). Neste sentido, a palygorskita é um argilomineral de natureza fibrosa, com reservas no Estado do Piauí, no Nordeste do Brasil. A palygorskita apresenta uma estrutura cristalina 2:1, que consiste de duas camadas de tetraedros de silício periodicamente invertidos ligados por uma camada octaédrica, com grupos silanois localizados na superfície do mineral. Com base nessas premissas, o objetivo principal deste trabalho é o aprimoramento das propriedades do biopolímero Ácido Polilático (PLA) a partir da preparação de materiais do tipo bionanocompósitos processados como filmes, a partir da adição do argilomineral palygorskita na matriz de PLA. Os materiais obtidos foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho, testes de resistência mecânica, biodegradabilidade e por ensaios de barreira a vapores de água. Os materiais obtidos foram caracterizados por difratometria de raios X (DRX), e espectroscopia de infravermelho.
Material e métodos
Os filmes foram preparados pelo método de 'solution casting' onde 2,5 g de PLA foi pesado e colocado em um béquer contendo 40 ml de clorofórmio e deixado sob agitação até sua completa dissolução. Por outro lado, diferentes concentrações em massa de argila em cada um dos filmes (entre 0,5 e 10% em massa de argila com relação a massa de polímero), foi suspendida em 10 ml de clorofórmio e mantida sob agitação vigorosa a fim de promover uma boa dispersão. Em seguida os dois sistemas são transferidos para um balão de 100 ml, formando um único sistema PLA-palygoskita e deixado sob agitação constante por 24 horas a 85°C. Após este período de agitação, o balão contendo o sistema é transferido para um banho ultrassom por 15 minutos para homogeneização do material e remoção de bolhas. Para a formação dos filmes, a solução resultante é colocada em placas Petri e secos a temperatura ambiente e pressão atmosférica.
Resultado e discussão
Os difratogramas de raios X dos filmes foram realizados para confirmar a
natureza cristalina do PLA, e verificar se a inserção de paligorsquita no
meio poderia influenciar na cristalinidade do material. Com os difratogramas
apresentados na Figura 1, foi possível observar a cristalinidade do PLA
pelos picos apresentados entre 15 e 20°. Por outro lado, é observado que com
o aumento da massa de argila inserida no meio biopolimérico reflexões
características da palygorskita se tornam mais evidentes. Tais resultados
mostram que a palygorskita manteve sua estrutura intacta durante todo o
processo de síntese do material bionanocompósito. A espectroscopia na região
do infravermelho foi empregada a fim de identificar as bandas
características do PLA e palygorskita. De acordo com a figura 2, o material
bionanocompósito apresenta bandas características de ambos os componentes,
onde é evidenciado bandas em 1745 e 1180 cm-1, características do PLA, bem
como aquelas características do mineral fibroso na região de 1250 a 750 cm-
1, e bandas em 3550, 3580 e 3620 cm-1, assignadas as vibrações de hidroxilas
(νOH) presentes no mineral.
Figura 1. Difratogramas de Raios X para os diferentes filmes bionanocompósitos PLA- palygorskita.
Figura 2. Espectros de Infravermlho para os bionanocompósitos PLA- palygorskita.
Conclusões
Filmes bionanocompósitos a base de PLA e palygorskita foram sintetizados utilizando como solvente principal o clorofórmio. Estudos de difratometria de raios-X revelaram que a palygorskita mantem sua estrutura cristalina intacta durante todo o processo de síntese. A incorporação do argilomineral fibroso na matriz de PLA também foi observada por espectroscopia de infravermelho, onde bandas características do material foram evidenciadas no filme bionanocompósito. Espera-se que com a incorporação de diferentes concentrações de palygorskita a matriz PLA, seja alcançada boa resistência mecânica, alé
Agradecimentos
Referências
Dehbari, N.; Moazeni, N.; Wan AbdulRahman, W. A. Polym. Compos. 2014, 35, 1220.
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