Obtenção e caracterização de filmes monocamadas para embalagens flexíveis: nanocompósitos à base de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e óxido de grafeno
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Tipo
Dissertação
Data de publicação
2025-02-07
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Cardoso, Karina Laura Fernandes
Orientador
Fechine, Guilhermino José Macêdo
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Maroneze, Camila Marchetti
Carvalho, Laura Hecker de
Carvalho, Laura Hecker de
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
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.
Descrição
Palavras-chave
PBAT , óxido de grafeno , nanocompósitos poliméricos biodegradáveis