Caracterização de canudos ambientalmente amigáveis produzidos a partir de amido de mandioca e poliéster biodegradável
| dc.contributor.advisor | Patrício, Patrícia Santiago de Oliveira | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/5625112455084806 | |
| dc.contributor.author | Silva, Alexandro de Azevedo | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/9635231316620108 | |
| dc.contributor.referee | Patricio, Patrícia Santiago de Oliveira | |
| dc.contributor.referee | Santos, Lucilaine Valéria de Souza | |
| dc.contributor.referee | Pedroso, Emerson Fernandes | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-14T19:27:40Z | |
| dc.date.available | 2025-03-14T19:27:40Z | |
| dc.date.issued | 2024-11-04 | |
| dc.description.abstract | Nos últimos cinquenta anos, a indústria de materiais poliméricos cresceu significativamente, com os plásticos substituindo materiais tradicionais como papel, madeira e metal. Este aumento no uso de plásticos trouxe o desafio do acúmulo desses materiais no ambiente devido à sua resistência à degradação. Atualmente, a produção de polímeros sintéticos segue um modelo linear, caracterizado pela extração de matérias-primas, fabricação, utilização e muitas das vezes o descarte inadequado, o que pode levar a um cenário em que até 2050 os oceanos contenham mais resíduos plásticos do que peixes. Essa preocupação tem levado empresas e organizações a buscarem alternativas para minimizar os riscos ambientais, resultando em um aumento nos estudos sobre polímeros biodegradáveis. Esses materiais têm a capacidade de se decompor por processos naturais, gerando subprodutos como água, dióxido de carbono e biomassa. No entanto, embora essa decomposição ofereça uma alternativa promissora para mitigar o impacto ambiental dos polímeros convencionais, é importante destacar que, em condições reais, a biodegradação raramente atinge 100%, tornando essencial considerar cenários ideais para seu aproveitamento pleno. A pesquisa em polímeros biodegradáveis abrange desde a produção de novos materiais até a caracterização detalhada de polímeros baseados em fontes renováveis. Este trabalho visa analisar as propriedades térmicas, estruturais e morfológicas de canudos biodegradáveis produzidos a partir de amido de mandioca e poliéster biodegradável. Foram estudados três canudos biodegradáveis denominados de CA1, CA2 e CA3. As amostras foram caracterizadas por meio de espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes de biodegradabilidade realizados de acordo com a norma OECD 301-B. Os resultados mostraram que os canudos com CA1 e CA2 apresentaram espectros de FTIR semelhantes, enquanto o CA3 exibiu variações. Com a análise de TGA também é possível analisar comportamento térmica entre os canudos, mostrando similaridade entre os canudos CA1 e CA2 e distinção térmica com o canudo CA3. A DSC indicou temperaturas de fusão para o Canudo CA1 entre 104 °C e 107 °C na primeira varredura e até 123 °C na segunda. O Canudo CA2 registrou temperaturas de fusão de 104 °C a 134 °C na primeira varredura e de 108 °C a 124 °C na segunda, com cristalização entre 32 °C e 57 °C. O CA3 apresentou uma faixa de cristalização mais alta, com fusão ocorrendo entre 106 °C e 124 °C. Nos testes de intumescimento, os canudos com maior teor de amido apresentaram maior absorção de água, com o Canudo CA1 apresentando intumescimento de 35,19%, o Canudo CA2 de 54,68% e o CA3 de 15,07%. As imagens de MEV revelaram que os canudos com CA1 e CA2 de amido tinham uma fase contínua e estruturas filamentosas, enquanto o CA3 apresentava uma superfície mais lisa e menos ductilidade. Os testes de biodegradabilidade mostraram que nenhuma das amostras atingiu o limite de 60% de degradação do carbono orgânico em 28 dias conforme a norma OECD 301-B, com valores de perda de massa percentual variando entre 52,80% e 54,59% para os canudos CA1 e CA2 e 22,73% para o CA3. Apesar do potencial de biodegradação dos canudos como alternativas aos plásticos convencionais, há necessidade de aprimoramentos para aumentar sua taxa de biodegradabilidade. As análises realizadas forneceram uma compreensão detalhada das diferenças estruturais, térmicas e de absorção de água entre os diferentes tipos de canudos, destacando a necessidade de otimização na composição e nas condições de teste para melhorar a performance biodegradável dos materiais. | |
| dc.description.abstractother | Over the past fifty years, the polymer materials industry has grown significantly, with plastics replacing traditional materials such as paper, wood, and metal. This increased use of plastics has brought about the challenge of their accumulation in the environment due to their resistance to degradation. Currently, the production of synthetic polymers follows a linear model, characterized by the extraction of raw materials, manufacturing, utilization, and often improper disposal. This scenario could lead to a situation where, by 2050, oceans may contain more plastic waste than fish. This concern has driven companies and organizations to seek alternatives to minimize environmental risks, resulting in an increase in studies on biodegradable polymers. These materials have the ability to decompose through natural processes, generating byproducts such as water, carbon dioxide, and biomass. However, while this decomposition offers a promising alternative to mitigate the environmental impact of conventional polymers, it is important to note that, under real conditions, biodegradation rarely reaches 100%, making it essential to consider ideal scenarios for their full utilization. Research into biodegradable polymers spans from the production of new materials to the detailed characterization of polymers derived from renewable sources. This study aims to analyze the thermal, structural, and morphological properties of biodegradable straws made from cassava starch and biodegradable polyester. Three biodegradable straws, labeled CA1, CA2, and CA3, were studied. The samples were characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), and biodegradability tests conducted in accordance with OECD 301-B standards. The results showed that the CA1 and CA2 straws exhibited similar FTIR spectra, while CA3 displayed variations. TGA analysis also allowed the evaluation of thermal behavior among the straws, revealing similarities between CA1 and CA2 and thermal distinctions with CA3. DSC indicated melting temperatures for CA1 ranging from 104 °C to 107 °C in the first scan and up to 123 °C in the second. CA2 recorded melting temperatures between 104 °C and 134 °C in the first scan and 108 °C to 124 °C in the second, with crystallization occurring between 32 °C and 57 °C. CA3 exhibited a higher crystallization range, with melting occurring between 106 °C and 124 °C. In swelling tests, straws with a higher starch content showed greater water absorption, with CA1 exhibiting 35.19%, CA2 54.68%, and CA3 15.07%. SEM images revealed that the starch-based CA1 and CA2 straws had a continuous phase and filamentous structures, while CA3 displayed a smoother surface and less ductility. Biodegradability tests showed that none of the samples reached the 60% degradation threshold for organic carbon within 28 days as specified by OECD 301-B standards. Percent mass loss values ranged from 52.80% to 54.59% for CA1 and CA2 and 22.73% for CA3. Despite the biodegradation potential of these straws as alternatives to conventional plastics, improvements are needed to enhance their biodegradability rates. The analyses provided a detailed understanding of the structural, thermal, and water absorption differences among the various straw types, highlighting the need for optimization in composition and testing conditions to improve the biodegradable performance of these materials. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/772 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais | |
| dc.subject | Produtos biodegradáveis | |
| dc.subject | Amido | |
| dc.subject | Biodegradação ambiental | |
| dc.title | Caracterização de canudos ambientalmente amigáveis produzidos a partir de amido de mandioca e poliéster biodegradável | |
| dc.type | Dissertação |
Arquivos
Pacote Original
1 - 1 de 1
Carregando...
- Nome:
- Caracterização de canudos ambientalmente amigáveis produzidos a partir de amido de mandioca e poliéster biodegradável.pdf
- Tamanho:
- 1.45 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format
Licença do Pacote
1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
- Nome:
- license.txt
- Tamanho:
- 1.39 KB
- Formato:
- Item-specific license agreed to upon submission
- Descrição: