Desenvolvimento e caracterização do compósito de poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT) e fibra de cacto (opuntia stricta haw) aditivado com óleo essencial de cravo

Abstract

O crescente interesse da indústria de embalagens flexíveis pela otimização dos seus produtos tem direcionado estudos no sentido de aprimorar as suas propriedades físicas, químicas e bioativas, assim como condicioná-los a características sustentáveis, através de novas formulações e condições de processo. Nesse sentido, o presente trabalho teve por objetivo produzir e caracterizar compósitos poliméricos ativos para investigar sua possível aplicação em embalagens de alimentos, utilizando o poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) como matriz, fibras de cacto como material de reforço e óleo essencial de cravo-da-índia como agente ativo antimicrobiano e antioxidante. As amostras foram preparadas pela técnica de mistura e fusão, em um reômetro de torque, variando-se o teor de fibras (10% e 20% v/v) e 10% v/v de óleo. As análises realizadas foram microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaio mecânico de tração, atividade antimicrobiana e atividade antioxidante. A partir das imagens obtidas por MEV foi possível identificar que os compósitos produzidos apresentaram uma adesão fibra-matriz satisfatória, com exceção da composição contendo 20% de fibras, a qual apresentou região com remoção do material fibroso. O ensaio mecânico indicou que o acréscimo das fibras reduziu a tensão máxima na ruptura do PBAT em até 25% e a elongação na ruptura em cerca de 90%, e houve aumento do módulo de elasticidade em 200%, porém os valores permaneceram adequados para a aplicação em embalagens alimentícias flexíveis. Já a incorporação do óleo essencial promoveu uma maior elongação em relação ao compósito contendo 10% de fibras e a diminuiu para as amostras com 20%, minimizando em pequenas proporções os outros parâmetros, para ambas concentrações. Em relação às propriedades térmicas, as análises por DSC e TGA indicaram que tanto a inserção das fibras de cacto quanto a do óleo essencial de cravo não comprometeram a estabilidade térmica do polímero, nem alteraram de forma significativa seu ponto de fusão (variação de até 2,1%) e índice de cristalinidade (em até 7,2%). A avaliação da atividade antimicrobiana frente às bactérias E. coli demonstrou que os compósitos contendo o agente ativo apresentaram potencial de inibição, em até 48 h. A análise do potencial antioxidante das amostras revelou que os compósitos aditivados com o OEC foram capazes de inibir os radicais livres DPPH em até 40,86%. Com base nesses resultados, pode-se inferir que o material em estudo apresenta potencial para aplicação como compósito ativo, sendo possível reduzir o volume de PBAT utilizado na produção em até 20%, mantendo-se suas características mecânicas e térmicas dentro das especificações e incorporando ações antimicrobiana e antioxidante.