Avaliação das propriedades mecânicas de filmes de Poli(óxido de etileno) contendo extratos de Acca sellowiana e nanopartículas de prata

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Materiais

Autores

Nunes, M.R. (INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA) ; da Rosa, C.G. (UNIVERSIDADE DO PLANALTO CATARINENSE) ; Sganzerla, W.G. (INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA) ; Beling, P.C. (INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA) ; Xavier, L.O. (INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA) ; Veeck, A.P.L. (INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA)

Resumo

O desenvolvimento de embalagens biodegradáveis para conservação de alimentos tem sido objeto de vários estudos. As embalagens ativas podem ser funcionalizada com propriedades específicas, aumentando a vida útil dos produtos. Neste trabalho foram produzidos filmes de poli(óxido de etileno) contendo extratos de Acca selowiana e nanopartículas de prata e testadas suas propriedades mecânicas. Os resultados obtidos para as propriedades mecânicas, mostraram que a inserção dos extratos de Acca sellowiana com e sem prata nos filmes de PEO promovem um aumento nos valores de módulo de elasticidade para as condições testadas.

Palavras chaves

filmes; nanopartículas; Acca sellowiana

Introdução

A criação e o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis para conservação de alimentos tem sido objeto de vários estudos recentemente. A embalagem ativa pode ser funcionalizada com propriedades específicas, aumentando a vida útil dos produtos. Embalagem ativa é uma das tecnologias mais promissoras para preservar alimentos sensíveis à oxidação e ação antimicrobiana, aumentando a vida útil dos produtos. A incorporação de extratos como da planta Acca sellowiana pode inferir propriedades diferenciadas aos filmes poliméricos. Tais propriedades são devidas a seus constituintes ativos, tais como componentes monoterpenóides e fenólicos. Os compostos fenólicos são capaz de reduzir metais e biossintetizar nanopartículas metálicas, as quais têm sido utilizadas em filmes como antimicrobianos agente e como enchimento de reforço polimérico (Kumar et al., 2017). Neste trabalho foram produzidos filmes de poli(óxido de etileno) contendo extratos de Acca selowiana e nanopartículas de prata e testadas suas propriedades mecânicas.

Material e métodos

Preparação dos extratos de Acca sellowiana No extrato preparado por decocção 5g de folha de Acca sellowiana foram fervidos usando 50mL de água e o extrato filtrado. Preparação das nanopartículas de prata Na síntese das nanopartículas 1mL de nitrato de prata 0,5.10-3 M foi adicionado a 25 mL de cada um dos extratos. A mistura foi mantida no escuro por três dias para a redução da prata e formação das nanopartículas. Preparação dos filmes de Poli (óxido de etileno) - PEO Na preparação dos filmes, 6g de poli (oxido de etileno) (PEO) peso molecular 600.000g/mol, foram misturados a 14 mL de extratos de Acca sellowiana com e sem prata. A mistura foi disposta em placas de petri e secadas em estufa a 35°C por 3 dias. Propriedades mecânicas O módulo de elasticidade, ou módulo de Young, foi avaliado de acordo com o método padrão ASTM D882-95a, em equipamento Stable Micro System TA.XT plus, equipado com um célula de carga estática de 50 kgf. As amostras de filme foram cortadas numa forma retangular (5 x 2,5 cm). As amostras foram equilibradas durante uma semana a 70% de humidade relativa em dessecador utilizando solução saturada de NaCl a 25°C, antes das medições. O módulo de elasticidade foi expresso em MPa. Valores são a média de dez medidas replicadas para cada amostra de filme.

Resultado e discussão

O extrato aquoso de Acca sellowiana apresenta, em sua composição, compostos fenólicos. Estes compostos têm na sua estrutura molecular um anel fenólico que pode atuar como agente redutor doando prótons (H+) sem tornar um radical livre. A redução dos íons Ag+ presentes na solução resulta na formação de nanopartículas metálicas (Nunes et al. 2018). Os resultados obtidos para as propriedades mecânicas (Tabela 1), mostram que a inserção dos extratos de Acca sellowiana nos filmes de PEO promovem um aumento nos valores de módulo de elasticidade. Os valores obtidos para o filme branco foram de 256,50 ± 26,81 MPa, os quais aumentam para 280,40 ± 42,95 MPa para a amostra contendo penas o extrato obtido por decocção. Para as amostras contendo o extrato mais as nanopartículas de prata os valores obtidos foram de 336,60 ± 28,43 MPa. O módulo de elasticidade ou módulo de Young é definido pela relação entre estresse e a tensão causada por uma carga aplicada. Seu valor é o máximo estresse que o material suporta sem sofrer deformação permanente. Isso está diretamente relacionado à resistência à tração, que é a tensão máxima que um material pode suportar ao ser esticado ou puxado. O incorporação de compostos extraídos da Acca sellowiana entre os cadeias poliméricas causam mudanças nas características físico-químicas dos polímeros, como mostram Silva, Duarte, Sousa, Ramos e Domingues (2016). Os resultados obtidos sugerem que os extratos de Acca sellowiana e os extratos contendo as nanopartículas de prata podem interagir com as cadeias poliméricas de PEO. Isso sugere que as nanopartículas podem formar nanocompósitos com o PEO, alterando as propriedades dos filmes (Nunes et al. 2018).

Resistência Mecânica dos filmes

Conclusões

Os resultados obtidos mostraram que a inserção dos extratos de Acca sellowiana nos filmes poliméricos de poli(óxido de etileno) aumentam seu módulo de elasticidade. Isto pode ser atribuído a formação de nanocompósitos poliméricos. O aumento na dureza dos filmes também pode ser atribuída ao aumento do conteúdo de sólidos nas soluções filmogênicas.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Instituo Federal de Santa Catarina, ao CNPQ e a FAPESC pelo apoio concedido.

Referências

Kumar, S., Mitra, A., & Halder, D. (2017). Centella asiatica leaf mediated synthesis of silver nanocolloid and its application as filler in gelatin based antimicrobial nanocomposite film. LWT – Food Science and Technology, 75, 293–300.

M.R. Nunes et al. Carbohydrate Polymers 192 (2018) 37–43.

Silva, Â., Duarte, A., Sousa, S., Ramos, A., & Domingues, F. C. (2016). Characterization and antimicrobial activity of cellulose derivatives films incorporated with a resveratrol inclusion complex. LWT – Food Science and Technology, 73, 481–489.