Estudio de biodegradación de Poli(co-tereftalato de adipato de butileno) (PBAT) por microorganismos marítimos La Costa Atlántica de Recife-PE (Brasil)

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i17.24579

Palabras clave:

Biodegradacíon; Polímeros; PBAT; Microorganismos; Medio marino.

Resumen

Los polímeros biodegradables sufren un proceso de degradación resultante de la acción de microorganismos como bacterias, hongos y algas. El poli (co-tereftalato de adipato de butileno) (PBAT) se considera un polímero sintético biodegradable, aunque su degradación se haya confirmado en condiciones de compostaje industrial, la investigación de su degradación en el medio marino aún es limitada. Por tanto, este trabajo tiene como objetivo estudiar la biodegradación en el medio marino, del polímero biodegradable (PBAT), y para ello, se sumergió en un sistema estático, utilizando como fluido agua de mar de la región costera de Pernambuco/Brasil. Las muestras fueron estudiadas mediante análisis químicos, térmicos y microbiológicos, luego de 7, 14, 30, 90, 120 y 180 días de inmersión. Los análisis microbiológicos indicaron que las bacterias heterótrofas aeróbicas (BHA), las bacterias heterótrofas anaeróbicas (BHAn) y las bacterias precipitadoras de hierro (BPH) se cuantificaron en el sistema en todo momento en altas concentraciones, a excepción de las bacterias reductoras de sulfato (BRS), hongos y Pseudomonas. que mostró concentraciones más bajas en comparación con otros grupos bacterianos. La biodegradación se observó por el porcentaje de pérdida de masa de aproximadamente 2,25%. En el DSC, se observó la expansión de los picos de fusión después de la exposición al medio marino, mientras que el TGA no mostró cambios en las tendencias de la curva. El FTIR mostró que no apareció nueva banda, ni desplazamiento, ya que las vibraciones de los enlaces covalentes de los grupos están presentes independientemente de la biodegradación. Indicando que no se observó una degradación microbiológica significativa de PBAT.

Citas

Andrade, M. F, Filho, L. E. P. T. de M, Silva, I. D. de L, Lima, J. C. da C, Carvalho, L. H, Almeida, Y. M. B, & Vinhas, G. M (2020). Influence of Gamma Radiation on the Properties of Biodegradable PBAT – Poly (butylene Adipate co‐terephthalate) Active Films with Orange Essential Oil. Macromolecular Symposia, 394(1), 200005.

Andrade, M. F, Gois, G. S, Garcia, S. M. S, Da Silva, I. D. L, Caetano, V. F, De Almeida, Y. M. B, De Melo, T. J. A, & Vinhas, G. M. (2018). Active Packaging Using Orange Oil Incorporated into PBAT Biodegradable Films. Materials Science Forum, 930, 283–289.

Andrade, M. F, Silva, I. D. L, Cerqueira, G. R, Almeida, Y. M. B, & Vinhas, G. M (2021). Caracterização térmica de filmes ativos biodegradáveis de PBAT aditivados com óleo de laranja. Brazilian Journal of Development. 7(8), 85955-85964.

Argolo, E, França, F, Oliveira, S, Silva, R, Cruz, T, Queiroz, V, Urtiga Filho, S, Lima, M (2015). Biocorrosão em cupons de aço carbono AISI 1020 expostos à água do mar e óleo diesel S10/Biodiesel B6. In: Conferência sobre Tecnologia dos Equipamentos, 13, Cabo de Santo Agostinho, Anais... Abendi.

Arpaporn, T, Yupaporn, R, & Kasama, J. (2013). Preparation and Characterization of Poly(lactic acid)/Poly(butylene adipate-co-terepthalate) Blends and Their Composite, Polymer-Plastics Technology and Engineering, 52:13, 1362-1367.

Barreto, L. S, Da Silva, E. E. G, Barbosa, J. D. V, Maciel, S. H. O, Almeida, Y. M. B, & Vinhas, G. M (2020) Microrganismos na Biodegradação de Polímeros em Meio Aquoso. Ciência e tecnologia: estudos sobre as propriedades, processamento e produção de materiais. Artemis.

Characklis, W. G, & Marshall, K. C. (1990). Biofilms: A basis for in interdisciplinary approach. In Characklis, W. G, Marshall, K. C. Biofilms. New York: John Wiley & Sons. 796.

Cobo, F. N, Santana, H, & Carvalho, G. M. (2021) Estudo da miscibilidade de blendas de poli (ácido lático)/ poli (butileno adipato-co-tereftalato) preparadas pelo método de evaporação de solvente. Revista Matéria, 26(2), 1517-7076.

Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, CETESB, [Company of Environmental Sanitation Technology, CETESB] (1988). Contagens de colônias de bactérias que precipitam o ferro, [Counting of bacterial colonies that precipitate iron], Norma L5.207, 1–20, [Norm L5.207 (1988) 1–20], Portuguese.

Delacuvellerie, A, Benali, S, Cyriaque, V, Moins, S, Raquez, J, M, Gobert, S, & Wattiez, R. (2021). Composição do biofilme microbiano e degradação do polímero de plásticos compostáveis e não compostáveis imersos no meio marinho. Journal of Hazardous Materials, 419, 126526.

Dutra, J. C. V. (2017). Quaternários de Amônio e Quitosana no Combate à Biocorrosão so Aço Carbono em Água do Mar: Análise Microbiológica e Perda de Massa. Trabalho de Conclusão de Curso. Recife, PE: UFPE.

Ferreira, F. G. D, Silva, P, Moraes, P. H. C, Alves, A. S. S, Lima, M. A. G. A, Oliveira, S. H, & Urtiga Filho, S. L. (2016). Efeito de biocidas na corrosão induzida microbiologicamente do aço carbono em água salina. In: (INTERCORR), 6, Búzios.

ISO 527-1:2019. Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles/ Também no catálogo da ABMT.

Jiang, G, Shuidong, F. W, & Huang, Z. H. (2020). Structure and improved properties of PPC/PBAT blends via controlling phase morphology based on melt viscosity. Journal of Applied Polymer Science. 137, 48924.

Kasuya, K, Ishii, N, Inoue, Y, Yasawa, K, Tagaya, Y, Youtsumoto, Y, Kazahaya, J, & Nagai, D. (2009). Characterization of a mesophilic aliphatic-aromatic copolyester-degrading fungus. Polymer Degradation and Stability, 94, 1190-1196.

Kijchavengkul, T, Auras, R, Rubino, M, Selke, S, Ngouajio, M, & Fernandez, T. (2010). Biodegradation and hydrolysis rate of aliphatic aromatic polyester. Polymer Degradation and Stability, 95, 2641-2647.

Kuwabara, K, Gan, Z. H, Nakamura, T, Abe, H, & Doi, Y. (2002). Crystalline/amorphous phase structure and molecular mobility of biodegradable poly(butylene adipateco-butylene terephthalate) and related polyesters. Biomacromolecules. 3(2): 390-396.

Moraes Filho, L. E. P. T. (2020). Desenvolvimento de filmes ativos de poli (butileno adipato co-tereftalato) (PBAT) e investigação da biodegradação em solo. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal de Pernambuco, Recife- PE.

Munhoz, P. M, Nascimento, F. C, Silva, L. G. A, Harada, J, & Calvo, W. A. P. (2021). Influence of electron beam irradiation on the mechanical properties of PBAT / PLA polymeric blend, Brazilian J. Dev., 7(8), 78782–78792.

Nikolić, M. A. L, Gauthier, E, Colwell, J. M, Halley, P, Bottle, S. E, Laycock, B, & Truss, R. (2017). The challenges in lifetime prediction of oxodegradable polyolefin and biodegradable polymer films. Polymer Degradation and Stability, 145, 102–119.

Palsikowski, P. A K,uchnier, C. N, Pinheiro, I. F, & Morales, A. R. (2018). Biodegradation in Soil of PLA/PBAT Blends Compatibilized with Chain Extender. Journal of Polymers and the Environment, 26(1), 330–341.

Postgate, J. R. (1984). The Sulphate-Reducing Bacteria Cambridge University Press, Cambridge, England.

Roy, P. K, Titus, S, Surekha, P, Tulsi, E, Deshmukh, C, & Rajagopal, C. (2008). Degradation of abiotically aged LDPE films containing pro-oxidant by bacterial consortium. Polymer Degradation and Stability, 93, 10, 1917-1922.

Shahlari, M, & Lee, S. (2012). Mechanical and morphological properties of poly(butylene adipate-coterephthalate) and poly(lactic acid) blended with organically modified silicate layers. Polymer Engineer Science, 52(7), 1420-1428.

Shankar, S, & Rhim, J. (2016). Tocopherol-mediated synthesis of silver nanoparticles and preparation of antimicrobial PBAT/silver nanoparticles composite films. LWT - Food Science and Technology, 72, 149-156.

Silva, N, Neto, R. C, Junqueira, V. C. A, & Silveirs, N. F. A. (2005). Manual de métodos de análise microbiológica da água, Manual of methods for microbiological analysis of water. Varela Editora e Livraria Ltda, São Paulo.

Tserki, V, Matzinos, P, Pavlidou, E, Vachliotis, D, & Panayiotou, C. (2006). Biodegradable aliphatic polyesters. Part I. Biodegradable aliphatic polyesters. Part I. Properties and biodegradation of poly(butylenes succinate-co-butylene adipate. Polym. Degrad. Stab. 91, 367-376.

Venkatesan, R, & Rajeswari, N. (2017). TiO2 nanoparticles/poly(butylene adipate-coterephthalate) bionanocompositefilms for packaging applications. Polymers for advanced technologies, 28, 1699-1706.

Videla, H. A. (2003). Biocorrosão, biofouling e biodegradação de materiais. Editra Eggard Blucher Ltda, 148.

Wang, X, Shi, J. Chen, Y. Shi, Y, & Fu, Z. (2011). Nonisothermal crystallization behavior of biodegradable poly(butylene terephthalate-co-butylene adipate-co-ethylene terephthalate-co-ethylene adipate) copolyester. Polym. Eng. Sci. 51, 2535-2541.

Wang, X. W, Wang, G. X, Huang, D, Lu, B, Zhen, Z. C, Ding, Y, & Ji, J. H. (2018). Degradability comparison of poly(butylene adipate terephthalate) and its composites filled with starch and calcium carbonate in different aquatic environments. Journal of Applied Polymer Science, e46916.

Wimpenney, J. (2000). Na overview of biofilms as functional communities. In: Allison, D.G.; Gilbert, P.; Lappin-Scott, H.M.; eds, Communities, Structures and Co-operation in Biofilms. UK: Cambridge University Press, 1-24.

Witt, U, Eining, T, Yamamote, M, Kleeberg, I, Decwer, W. D, & Müller, R. J. (2001). Biodegradation of aliphatic-aromatic copolyesters: evaluation of the final biodegradability and ecotoxicological impact of degradation intermediates. Chemosphere, v. 44, p. 289-299.

Wu, C, & Gan, Z. (1998). A novel method of studying polymer biodegradation. Polymer, 18, 4429-4431.

Yamamoto, M, Witt, U, Skupin, G, Beimborn, D, & Müller, R. J. (2002). Biodegradable Aliphatic-Aromatic polyesters: “Ecoflex®, 299.

Yanming, C, Jungang, L, Jimin, F, Young, L, Zhaohng, W, Meng, Z, & Ronggunang, S. (2012). Discrimination of Poly(butylenes adipate-co-terephthalate) and Poly(ethylene terephthalate) with Fourier Transform Infrared Microscope and Raman Spectroscope. Spectroscopy letters: An International Journal for rapid Communication, pp.280-284.

Zehetmeyer, G, Meira, S. M. M, Scheibel, J. M, De Oliveira, R. V. B, Brandelli, A, & Soares, R. M. D. (2016). Influence of melt processing on biodegradable nisinPBAT films intended for active food packaging applications. J. Appl. Polym. Sci. 133(13), 1.

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Publicado

22/12/2021

Cómo citar

BARRETO, L. S. .; SILVA, E. E. G. da .; HENRIQUE, M. A. .; BARBOSA, J. D. V. .; OLIVEIRA, S. H. de .; ALMEIDA, Y. M. B. de .; VINHAS, G. M. . Estudio de biodegradación de Poli(co-tereftalato de adipato de butileno) (PBAT) por microorganismos marítimos La Costa Atlántica de Recife-PE (Brasil). Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 17, p. e164101724579, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i17.24579. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24579. Acesso em: 17 jul. 2024.

Número

Sección

Ingenierías