Estudo de compósitos obtidos a partir de resíduos da indústria vinícola e do polímero biodegradável poli (ácido lático)

Abstract

Poli(ácido lático) (PLA) é um polímero biodegradável que pode ser obtido a partir de fontes vegetais, tais como amido de milho, trigo e batata. Sua aceitação, tanto no meio científico como mercadológico, é um fator encorajador para o desenvolvimento de novos produtos biodegradáveis, tornando-se competitivo como substituinte para polímeros convencionais. Porém, uma das limitações do PLA reside em seu processamento: quando aquecido em estado fundido o PLA tende a sofrer degradação térmica, o que ocasiona a perda de propriedades mecânicas do polímero. Por sua vez os resíduos da indústria vinícola possuem polifenóis que associados à matriz polimérica tendem a minimizar tal efeito degradativo. Desta maneira, o presente trabalho está focado na avaliação dos efeitos provocados pela adição de resíduo vinícola na degradação térmica do PLA e sua capacidade de preservar as propriedade mecânicas do polímero.Para tal, foram realizadas misturas de PLA com resíduos de uva tinta, resíduo de uva branca e farinha de uva nas proporções de 1%, 2% e 5% da massa do material. Estas misturas foram secas, extrudadas e injetadas na forma de corpos de prova. Por meio do ensaio de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) não foi notado nenhuma mudança estrutural de PLA com a adição dos resíduos, bem como nos resultados dos ensaios térmicos foram observadas poucas variações significativas. Por meio dos ensaios de tração notou-se que para todos os materiais processados duas vezes, todos que estão com adição de resisudos vinícolas apresentam resultados superiores ao do polímero puro. Mesmo assim, tais adições mostram-se eficaz em servir como reforço mecânico ao PLA, por meio de ensaio de tração, todas as misturas de PLA com que tinham adição dos compósitos apresentaram resultados superiores ao do PLA puro com o mesmo número de processamento. Quanto à biodegradação do material, verificou-se que a maioria dos aditivos apresenta o mesmo comportamento degradativo natural do PLA puro, com exceção das combinações de resíduo vinícola branco que em certo momento apresentou uma desaceleração da decomposição do material.

Abstract: Poly (lactic acid) (PLA) is a biodegradable polymer that can be obtained from plant sources, such as corn, wheat and potato starch. Its acceptance, both in the scientific and in the market, is an encouraging factor for the development of new biodegradable products, becoming competitive as a substitute for conventional polymers. However, one of the limitations of PLA lies in its processing: when heated in a molten state, PLA tends to undergo thermal degradation, which causes the loss of the polymer's mechanical properties. In turn, the residues of the wine industry have polyphenols which, associated with the polymeric matrix, tend to minimize this degradative effect. Thus, the present work is focused on the evaluation of the effects caused by the addition of wine residue on the thermal degradation of PLA and its ability to preserve the mechanical properties of the polymer. To this end, mixtures of PLA with red grape residues, white grape and grape flour in the proportions of 1%, 2% and 5% of the mass of the material. These mixtures were dried, extruded and injected as specimens. Through the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) assay, no structural changes in PLA were noticed with the addition of the residues, as well as in the results of the thermal tests, few significant variations were observed. Through the tensile tests, it was noted that for all materials processed twice, all those with the addition of resistant wine have better results than the pure polymer. Even so, such additions are effective in serving as mechanical reinforcement to the PLA, by means of a tensile test, all mixtures of PLA with which the composites had been added showed results superior to those of pure PLA with the same processing number. As for the biodegradation of the material, it was found that most additives have the same natural degradative behavior as pure PLA, with the exception of combinations of white wine residue that at one point showed a slowdown in the decomposition of the material.