Desenvolvimento e caracterização de blendas e compósitos poliméricos à base de poli(ácido lático), SEBS e moringa oleífera

Abstract

Neste trabalho investigou-se a influência do teor de poli (estireno–co–etileno–co butileno–co–estireno) – SEBS e Moringa Oleífera (MO) nas propriedades mecânicas, térmicas, morfológicas e estruturais do PLA, bem como a biodegradação desses materiais após exposição a diferentes ambientes de degradação. Na primeira etapa do trabalho as blendas contendo 5, 10, 15 e 20% em massa de SEBS foram preparadas por extrusão, em seguida, foram moldados filmes por compressão e caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG), ensaio mecânico de resistência à tração, já a morfologia foi investigada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e foi realizado o ensaio de biodegradação em solo para análise qualitativa. Na segunda etapa do trabalho foram preparadas duas blendas PLA/SEBS (90/10 e 70/30), dois biocompósitos de PLA/SEBS/MO (90/10/1pcr e 70/30/1pcr) e um biocompósito de PLA/MO (100/1pcr), através da mistura por fusão em uma extrusora dupla rosca de matriz aberta. Após a extrusão foram realizadas duas etapas de processamento distintas: moldagem por injeção e moldagem por compressão. As amostras moldadas por injeção foram utilizadas com o intuito de verificar a melhora da tenacidade do PLA, as amostras moldadas por compressão foram utilizadas para o ensaio de degradação em ambiente marinho simulado nos tempos de 0, 40, 80 e 160 dias, visando a produção de embalagens e ação antioxidante. As análises de DSC indicaram que o aumento da taxa de aquecimento na realização do ensaio causou mudanças nas temperaturas de transições do PLA. A análise de TG mostrou que a adição do SEBS promoveu maior estabilidade térmica para o PLA. Nos resultados do ensaio de resistência à tração ocorreu diminuição do módulo de elasticidade e da resistência à tração e aumento do alongamento. Os resultados de MEV mostraram morfologia característica de blenda imiscível, e com o aumento da concentração do SEBS ocorreu aumento do tamanho médio das partículas e co-continuidade de fases. As blendas estudadas apresentam propriedades promissoras, contendo pequenas quantidades do copolímero sintético. O material desenvolvido advém, em sua maior proporção, de fontes renováveis, contribuindo assim, com a preservação do meio ambiente, nas amostras expostas ao solo simulado não foram observadas alterações visuais na superfície, já as amostras expostas ao ambiente marinho, foi observado aumento da cristalinidade de todas as composições avaliadas, e redução da estabilidade térmica após a exposição ao ambiente marinho por períodos prolongados. Além disso, a adição da moringa e do SEBS levou a aumentos na estabilidade térmica do PLA, após 160 dias de exposição ao ambiente marinho. A avaliação da variação de massa mostrou que as misturas com SEBS e Moringa, apresentaram uma taxa de degradação equivalente ou inferior a reportada para o PLA puro. Nas amostras não-expostas, a superfície fraturada das blendas com moringa apresentou uma superfície rugosa, sugerindo uma mudança no mecanismo de deformação frágil do PLA para um comportamento mais dúctil. A avaliação das propriedades mecânicas das blendas com moringa mostrou aumento

9 nas propriedades de resistência à tração e alongamento na ruptura, e uma redução da cristalinidade após a adição de SEBS. Este comportamento era esperado uma vez que o SEBS é um elastômero termoplástico amorfo, colaborando na melhoria da resistência ao impacto do PLA. Após a adição de apenas 1 pcr de pó de folha de moringa e 1 pcr + 10% em massa SEBS, a tenacidade do PLA foi consideravelmente melhorada, atingindo uma tenacidade 68 e 43% maior, respectivamente. Em ambos os ambientes onde a exposição dos corpos de prova foi efetuada, não foi reportado o processo de biodegradação. Isso significa que os materiais fabricados provavelmente só irão se decompor em condições específicas de compostagem.