Preparação e caracterização de novos biocompósitos baseados em amido termoplástico

Abstract

Com a diminuição dos recursos petrolíferos, novos materiais derivados de recursos renováveis têm vindo a ser desenvolvidos e estudados para as mais diversas aplicações do quotidiano, e para que possam substituir gradualmente os derivados da petroquímica. O amido, sendo um polímero biodegradável, abundante e de baixo custo, tem sido bastante utilizado na preparação de novos materiais, nomeadamente, biocompósitos. Neste trabalho, foram usadas fibras vegetais de Eucalyptus globulus (pasta branqueada ECF (DEDED)) e celulose bacteriana (Acetobacter xylinum) como materiais de reforço numa matriz de amido termoplástico -TPS (30% glicerol, 25% água e 45% amido de milho), com o objectivo de aumentar as suas propriedades mecânicas. As fibras de celulose vegetal (CV) e as nanofibrilas de celulose bacteriana (CB) foram adicionadas directamente ao amido plastificado, durante o processo de mistura. Os materiais obtidos foram injectados e posteriormente caracterizados pelas seguintes técnicas: FTIR-ATR, XRD, TGA, DMA, ensaios de tracção, SEM e ensaios de absorção de água. Todos os materiais compósitos apresentaram uma elevada homogeneidade, ou seja, uma boa adesão entre as fibras de reforço e a matriz. Os biocompósitos preparados com celulose bacteriana apresentaram propriedades mecânicas superiores aos preparados com celulose vegetal (CV), provavelmente devido à sua estrutura nano e microfibrilar.

With the decline of fossil sources, new materials derived from renewable resources have been developed and studied for the most diverse applications, from everyday life, and so they can gradually replace materials from petrochemicals. Starch, a biodegradable, abundant and low cost polymer, has been widely used in the preparation of new materials, in particular, biocomposites. In this work, vegetable cellulose fibers of Eucalyptus globulus (ECF pulp bleached (DEDED)) and bacterial cellulose (Acetobacter xylinum) were used as reinforcement materials for a matrix of thermoplastic starch (TPS) (30% glycerol, 25% water and 45% corn starch) to increase its mechanical properties. Vegetal cellulose fibers (CV) and bacterial cellulose nanofibrils (CB) were added directly to plastic starch, during mixing. The materials were then characterized by different techniques: ATR-FTIR, XRD, TGA, DMA, tensile tests, SEM and water absorption assays. All composite materials showed good adhesion between the fibers and matrix. Biocomposites prepared with bacterial cellulose had better mechanical properties than those prepared with vegetable cellulose (CV), maybe because of its structure consisting of nano and microfibrils.