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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31699| Título: | Hemiacetalização em filmes biodegradáveis à base de amido de milho e álcool polivinílico |
| Título(s) alternativo(s): | Hemiacetalization in biodegradable films based on corn starch and polyvinyl alcohol |
| Autor(es): | Zani, Yonara Rafaela dos Santos |
| Orientador(es): | Garcia, Patrícia Salomão |
| Palavras-chave: | Plásticos biodegradáveis Polímeros - Biodegradação Filmes plásticos Biodegradable plastics Polymers - Biodegradation Plastic films |
| Data do documento: | 1-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | ZANI, Yonara Rafaela dos Santos. Hemiacetalização em filmes biodegradáveis à base de amido de milho e álcool polivinílico. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2021. |
| Resumo: | Os plásticos são considerados materiais essenciais no dia a dia da humanidade, sua utilização se estende desde um simples garfo descartável até um caro equipamento médico. Sem ele muitos avanços científicos, tecnológicos entre outros, não seriam possíveis. Porém, apesar de diversos benefícios, sua decomposição demasiadamente lenta traz alguns inconvenientes, uma vez que toneladas de resíduos plásticos são lançados no meio ambiente anualmente. O objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes a partir de blendas de amido de milho e álcool polivinílico (PVOH) plastificados com glicerol e reforçados com glioxal. Os filmes foram preparados pelo método de casting, primeiramente adicionouse glicerol e glioxal à água destilada (m1) sob agitação, em seguida uma mistura de amido e PVOH (m2) foi adicionada a m1, esta mistura final mantevese sob agitação e aquecimento até atingir 95ºC, após atingir essa temperatura a solução foi mantida em aquecimento e agitação por 1 hora seguida de 16 horas de secagem em estufa à 40°C. Amido: PVOH foram utilizados em uma proporção de 3:2. O total de polímeros em 100g de solução filmogênica foi de 5% (m/m). Glicerol foi empregado como plastificante na concentração de 20% (m/m) em relação ao amido. As concentrações de glioxal utilizadas foram (% g / 100g de polímeros): 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 e 3,0, correspondendo as formulações: G0, G0.5, G1.0, G1.5, G2.0, G2.5 e G3.0, respectivamente. Os filmes produzidos foram caracterizados quanto às características visuais subjetivas, espessura, propriedades mecânicas (resistência à tração, alongamento da ruptura e Módulo de Young), umidade e solubilidade em água à 25°C ± 2°C. Todas as formulações apresentaram boa aparência e fácil desprendimento do suporte. A espessura, a umidade e a solubilidade dos filmes variaram de 273 à 413 μm, 9,89 à 12,16% e 5,23 à 25,11%, respectivamente. Apenas a formulação G1.5 formou filmes mais resistentes (12,98MPa) e rígidos (266,83MPa), quando comparado ao controle (G0 – 10,78MPa e 249,02MPa). A resistência à tração e o Módulo de Young dos filmes variaram de 10,17 à 12,98MPa e de 184,45 à 266,83MPa, respectivamente. A adição de glioxal às blendas de amidoPVOH plastificados com glicerol produziu filmes com maiores valores de alongamento na ruptura (131,20 à 194,03%) quando comparados ao controle (17,13%). Possivelmente, existe uma concentração ideal de glioxal capaz de produzir filmes mais resistentes pela formação de ligações cruzadas via reação de formação de hemiacetal com as hidroxilas do amido. Em qualquer concentração, o glioxal aparentemente aumenta o caráter hidrofílico do material, pois na reação de hemiacetalização podese considerar que a hidroxila do amido está sendo substituída pela hidroxila característica de um grupo hemiacetal. Mais testes devem ser realizados a fim de determinar e propor o mecanismo de ação do glioxal em filmes produzidos, por casting, a partir de blendas de amido e PVOH plastificados com glicerol. |
| Abstract: | Plastics are considered essential materials in the daily lives of humanity, their use extends from a simple disposable fork to expensive medical equipment. Without it, many scientific, technological and other advances would not be possible. However, despite several benefits, its excessively slow decomposition brings some inconveniences, since tons of plastic waste are released into the environment annually. The objective of this work was to develop films from blends of corn starch and polyvinyl alcohol (PVOH) plasticized with glycerol and reinforced with glyoxal. The films were prepared by the casting method, first glycerol and glyoxal were added to distilled water (m1) under stirring, then a mixture of starch and PVOH (m2) was added to m1, this final mixture was kept under stirring and heating until reaching 95ºC, after reaching this temperature the solution was kept under heating and stirring for 1 hour followed by 16 hours of drying in an oven at 40°C. Starch:PVOH were used in a 3:2 ratio. The total number of polymers in 100g of filmforming solution was 5% (m/m). Glycerol was used as a plasticizer at a concentration of 20% (w/w) in relation to starch. The concentrations of glyoxal used were (% g / 100 g of polymers): 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 and 3.0, corresponding to the formulations: G0, G0.5, G1.0, G1.5, G2.0, G2.5 and G3.0, respectively. The films produced were characterized in terms of subjective visual characteristics, thickness, mechanical properties (tensile strength, elongation at break and Young's Modulus), moisture and water solubility at 25°C ± 2°C. All formulations presented good appearance and easy detachment from the support. The thickness, moisture and solubility of the films ranged from 273 to 413 μm, 9.89 to 12.16% and 5.23 to 25.11%, respectively. Only the G1.5 formulation formed more resistant (12.98MPa) and more rigid (266.83MPa) films when compared to the control (G0 – 10.78MPa and 249.02MPa). The tensile strength and Young's Modulus of the films ranged from 10.17 to 12.98MPa and from 184.45 to 266.83MPa, respectively. The addition of glyoxal to starchPVOH blends plasticized with glycerol produced films with higher elongation values at break (131.20 to 194.03%) when compared to the control (17.13%). Possibly, there is an ideal concentration of glyoxal capable of producing more resistant films by the formation of crosslinks via hemiacetal formation reaction with the starch hydroxyls. At any concentration, glyoxal apparently increases the hydrophilic character of the material, because in the hemiacetalization reaction it can be considered that the hydroxyl of starch is being replaced by the hydroxyl characteristic of a hemiacetal group. More tests must be carried out in order to determine and propose the mechanism of action of glyoxal in films produced, by casting, from blends of starch and PVOH plasticized with glycerol. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31699 |
| Aparece nas coleções: | AP - Licenciatura em Química |
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