Efeito da molécula de amido enxertada e de agentes compatibilizantes em blendas imiscíveis de amido termoplástico/poli(ácido lático)

Abstract

Neste trabalho foi avaliado o efeito de compatibilização de blendas imiscíveis de amido termoplástico/poli(ácido lático) (TPS/PLA). A compatibilização das blendas foi realizada: i) utilizando agente compatibilizante anfifílico ou ii) enxertando diesteres de maleato à cadeia macromolecular de amido. Foram utilizados como agentes compatibilizantes, glicerol monoestearato (GMS) ou glicerol monopropenoato (GMP), em diferentes proporções, sendo avaliado as propriedades morfológicas, mecânicas, viscoelásticas e de barreira ao vapor de água das blendas. A substituição parcial de glicerol pelos agentes compatibilizantes alterou a morfologia das blendas, reduzindo a descontinuidade na interface dos domínios de TPS/PLA, a plasticidade e a permeabilidade ao vapor de água, tornando-as mais frágeis e rígidas. No estudo da modificação química do amido foram enxertados três diferentes ésteres (dietil maleato, dipropil maleato e dibutil maleato) por reação de eterificação. Os dados experimentais de 1H-NMR, FTIR, DSC, SLS, ângulo de contato, XDR mostraram a efetividade da reação de enxerto. As blendas de TPS/PLA com amido enxertado foram obtidas na proporção mássica de 50/50 amido nativo/amido enxertado e caracterizadas as propriedades morfológicas, mecânicas, viscoelásticas e de barreira ao vapor de água. Independentemente do grupo enxertado foi mantida a separação de fases da matriz de TPS e domínios de PLA. Nas blendas TPSmod/PLA foram identificados TPS de amido nativo e de amido enxertado. O enxerto de dietil maleato, dipropil maleato e dibutil maleato no amido tornaram as blendas de TPSmod/PLA menos frágeis e mais flexíveis, com redução da permeabilidade ao vapor de água comparadas às blendas com amido puro.

Abstract : In this study, the compatibility between thermoplastic starch (TPS) (matrix) and poly(lactic acid) (PLA) blends was evaluated. The compatibilization was investigated applying the following methods: i) use of a compatibilizing agent; and ii) chemical modification of the starch. TPS/PLA blends with compatibilizing agent were produced using glycerol monostearate (GMS) and glycerol monopropenoate (GMP) in different proportions and the morphological, mechanical, viscoelastic and barrier properties were determined. A partial substitution of the compatibilizing agents with glycerol (GMS and GMP) changed the morphology of the TPS/PLA blends, increased the interfacial interaction and decreased the plasticity and water vapor permeability. As a result, the samples became more brittle and rigid. In tests to investigate the chemical modification of the starch, three different esters (diethyl maleate, dipropyl maleate and dibutyl maleate) were grafted through an etherification reaction. The characterizations performed using 1H-NMR, FTIR, DSC, SLS, contact angle and XRD techniques verified the effectiveness of the graft reaction. The TPS/PLA blends with grafted starch were produced with 50/50 native starch/grafted starch and characterized according to their morphological, mechanical, viscoelastic and barrier properties. The grafted starch maintained the separation between the components of the TPS matrix and PLA domains. The blends with grafted starch showed the presence of two distinct types of TPS, the native TPS and the TPS of the grafted starch. With the grafting of diethyl maleate, dipropyl maleate and dibutyl maleate the TPS/PLA blends became less fragile and more flexible, and the water vapor permeability decreased.