Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis

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Navegando Engenharia de Materiais e Nanotecnologia - Dissertações - EE Higienópolis por Autor "Cardoso, Karina Laura Fernandes"

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    Dissertação
    Obtenção e caracterização de filmes monocamadas para embalagens flexíveis: nanocompósitos à base de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e óxido de grafeno
    Cardoso, Karina Laura Fernandes (2025-02-07)

    Escola de Engenharia Mackenzie (EE)

    O uso de materiais plásticos contribuiu significativamente para o desenvolvimento econômico global. No entanto, seu consumo excessivo e descarte inadequado têm causado sérios problemas ambientais. Em resposta a essa questão, este trabalho propõe o estudo de nanocompósitos com uma matriz polimérica biodegradável, o PBAT, e nanocarga de óxido de grafeno (GO), para uso em embalagens flexíveis com teores de 0,05, 0,1 e 0,25% em massa de GO. O óxido de grafeno foi sintetizado através do método de Hummers modificado e caracterizado por meio de difração de Raio-X, análise termogravimétrica, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura. Verificou-se que o GO não modificou a hidrofobicidade e o grau de cristalinidade do PBAT. Os filmes nanocompósitos foram produzidos por mistura no fundido, mediante extrusão, e caracterizados quanto às propriedades morfológicas, de barreira a gases, mecânicas, transmissão de luz e biodegradabilidade. A redução da massa molar devido à incorporação de GO foi verificada, e pode ser a principal razão para a diminuição observada na resistência à tração e aumento no alongamento. A nanocarga permitiu bloqueio ultravioleta, estabilidade térmica e certas melhorias na barreira de oxigênio sem comprometer a transparência do filme. Comparado ao filme PBAT puro, a maior concentração, contendo 0,25% de GO apresentou uma redução do coeficiente de permeabilidade ao oxigênio em 13,6% e o alongamento e a tenacidade também foram melhorados em 90% e 33%, respectivamente. Além disso, essa composição também foi capaz de acelerar a taxa de mineralização de PBAT no solo, provavelmente devido a menor massa molar dos nanocompósitos em relação ao polímero puro. As informações preliminares obtidas neste trabalho indicam que o nível de degradação hidrolítica de PBAT durante o processo de extrusão não foi alto o suficiente para evitar sua aplicação em embalagens de alimentos, uma vez que a barreira térmica, barreira a gases, propriedades mecânicas e UV obtidas ainda demonstram uma combinação de desempenho adequada para esta finalidade. Esse equilíbrio de propriedades sugere que os nanocompósitos desenvolvidos podem ser aplicados em embalagens flexíveis, com potencial de otimização em pesquisas futuras.