Cinética da cristalização não isotérmica de poli(3- hidroxibutirato) em compósitos com fibra de babaçu

Abstract

O acúmulo de resíduos plásticos em aterros sanitários, rios e ilhas, além da contaminação da fauna e da flora com esses dejetos, acarretou uma pesquisa intensa em materiais biodegradáveis que possam substituir os tradicionais materiais sintéticos advindos do petróleo. Os polímeros biodegradáveis são uma opção que vem sendo constantemente estudada e que pode, em um futuro próximo, competir com os polímeros a base de petróleo. O Poli (3-hidroxibutirato) (PHB) é um polímero produzido por bactérias que utilizam a sacarose da cana de açúcar ou do milho como fonte de alimento. O PHB possui características interessantes como biodegradabilidade, sustentabilidade, plasticidade e sua durabilidade. Porém, ele possui um maior custo, além de ser duro e quebradiço e termicamente instável durante o processamento. Portanto, torna-se necessário o estudo da cristalização do PHB atrelado a fibras de babaçu, com o intuito de diminuir o custo do compósito, além de buscar melhorias nas propriedades térmicas, como cristalinidade relativa, taxa de cristalização, temperatura do pico de cristalização, entre outras variáveis. Neste trabalho foram estudados os parâmetros de cristalização a partir do fundido para o sistema PHB/20% fibra de babaçu conduzidos a diferentes taxas de resfriamento (2, 3, 4, 6, 8, 12, 16 e 24 °C/min) e fluxo de nitrogênio a 50 mL/min e, posteriormente, esses parâmetros de cristalização, como a granulometria, tempo de processamento e diferentes partes do babaçu, foram comparados para as diferentes taxas de resfriamento. Uma segunda análise foi realizada para os parâmetros de cristalização a frio conduzidos a diferentes taxas de aquecimento. A partir do tratamento de dados obtidos para os parâmetros de cristalização a partir do fundido, realizou-se a modelagem cinética para os modelos de Pseudo-Avrami, Ozawa e Mo. Entre as modelagens, o modelo de Pseudo-Avrami apresentou a melhor correlação com os dados experimentais com erro relativo de aproximadamente 5%. O modelo de Ozawa apresentou um erro em torno de 8% e Mo aproximadamente 10%. A análise da energia de ativação foi realizada a partir do Método Isoconversional de Friedman, obtendo energias de ativação negativas, indicativo que há reações complexas na cristalização a partir do fundido para o sistema PHB/20% fibra de babaçu.