Caracterización reológica, térmica y mecánica de mezclas de PBAT/PCL/Estearatos
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26630Palabras clave:
PBAT; PCL; Mezclas; Estearatos; Degradación.Resumen
La lenta degradación y el alto impacto ambiental causado por la eliminación inadecuada de los productos poliméricos son los principales factores que impulsan a los científicos a sustituir los plásticos convencionales por otros biodegradables o a mejorar la biodegradación de los productos poliméricos de vida corta, en particular los que se utilizan en los envases. Las mezclas de polímeros de polímeros convencionales y biodegradables son una de las soluciones alternativas encontradas para mejorar las propiedades mecánicas y acelerar la degradación del polímero después de su eliminación. Este trabajo investiga el efecto de la incorporación de diferentes estearatos metálicos (Zn y Mg) sobre las características reológicas, térmicas y mecánicas de mezclas 75PBAT/25PCL procesadas en un mezclador interno de laboratorio. Los resultados de la reometría de torque sugieren una degradación durante el procesamiento potencializada con la incorporación de estearatos, mientras que la de DSC indicó que la cristalinidad de las mezclas aumentó con la incorporación de aditivos. Los datos de TG mostraron una reducción en la estabilidad térmica de los sistemas que contenían estearatos. La incorporación de estearatos dio como resultado sistemas fuertemente degradados térmicamente. Agregar hasta un 0,25 % de estearato de magnesio a la mezcla 75PBAT/25PCL conduce a un material que combina el mantenimiento o la mejora de las propiedades con una mayor descomposición.
Citas
Abrusci, C., Pablos, J. L., Corrales, T., López-Marín, J., Marín, I. & Catalina, F. (2011). Biodegradation of photo-degraded mulching films based on polyethylenes and stearates of calcium and iron as pro-oxidant additives. International Biodeterioration & Biodegradation, 65, 451-459.
Almeida, T. G., Silva Neto, J. E., Costa, A. R. M., Silva, A. S., Carvalho, L. H. & Canedo, E. L. (2016). Degradation during processing in poly(butylene adipate-co-terephthalate) /vegetable fiber compounds estimated by torque rheometry. Polymer Testing; 55, 204– 211.
Almeida, T. G. Compósitos de poli(butileno adipato-co-tereftalato) e fibra de babaçu: efeito do processamento e do tipo e teor de carga. (2019). Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG).
Alves, T. S., Silva Neto, J. E., Silva, S. M. L., Carvalho, L. H. & Canedo, E. L. (2016). Process simulation of laboratory internal mixers. Polymer Testing, 50, 94–100.
Ammala, A., Bateman, S., Dean, K., Petinakis, E., Sangwan, P., Wong, S., Yuan, Q., Yu, L., Patrick, C. & Leong, K. H. (2011). An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Progress in Polymer Science, 36, 1015-1049.
Antunes, M. C., Agnelli, J. A. M., Babetto, A. S., Bonse, B. C. & Bettini, S. H. P. (2017) Abiotic thermo-oxidative degradation of high density polyethylene: Effect of manganese stearate concentration. Polymer Degradation and Stability, 143, 95-103.
Ayadi, F., Bliard, C. & Dole, P. (2011). Materials based on maize biopolymers: Effect of flour components on mechanical and thermal behavior. Starch‐Stärke, 604-615.
Bheemaneni, G., Saravana, S. & Kandaswamy, R. (2018). Processing and characterization of Poly (butylenesadipate-co-terephtalate)/Wollastonite Biocomposites for Medical Applications. Materials Today: Proceedings. 5, 1807-1816.
Canedo, E. L. Processamento de Polímeros no Misturador Interno de Laboratório. 2ª Edição. (2017). PPGCEMat-UFCG: Campina Grande, PB. [http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.23644.64647].
Canedo, E. L. & Alves, T. S. (2015) Processamento de Polímeros no Misturador Interno de Laboratório. Workshop CFD/UFCG, Campina Grande. https ://doi.org/10.13140 /RG.2.1.1892.5921.
Cavalcante, M.P., Rodrigues, E. J. R. & Tavares, M. I. N. (2015). Crystallinity evaluation of polyhydroxybutyrate and polycaprolactone blends.
Cesario, L.V., Morais, D, D.S., Bardi, M. A. G. & Carvalho, L. H. (2018). Influência de estearatos metálicos nas propriedades do PBAT. Revista eletrônica de materiais e processos, 14, 184-189.
Cesario, L.V. Caracterização e degradação de filmes PBAT aditivados com estearatos metálicos. (2019). Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Campina Grande (UFCG).
Costa, A. R. M., Almeida, T. G., Silva, S. M. L., Carvalho, L. H. & Canedo, E. L. (2015). Chain extension in poly(butylene-adipate-terephthalate). Inline analysis in a laboratory internal mixer. Polymer Testing, 42, 115–121.
Duarte, I. S., Tavares, A. A., Lima, P. S., Andrade, D. L. A. C. S., Carvalho, L. H., Canedo, E. L. & Silva, S. M. L. (2016). Chain extension of virgin and recycled poly(ethylene terephthalate): effect of processing conditions and reprocessing. Polymer Degradation and Stability, 124, 26–34.
Godavitarne, C., Robertson, A., Peters, J. & Rogers, B. Biodegradable materials. (2017) Orthopaedics and Trauma, 31, 316-320.
Gönen, M., Egbuchunam, T. O., Balköse, D., İnal, F. & Ülkü, S. (2015). Preparation and characterization of magnesium stearate, cobalt stearate, and copper stearate and their effects on poly(vinyl chloride) dehydrochlorination. Journal of vinyl and additive technology, 21, 235–244.
Kijchavengkul, T., Auras, R., Rubino, M., Selke, S., Ngouajio, M. & Fernandez, R. T. (2010) Biodegradation and hydrolysis rate of aliphatic aromatic polyester. Polymer Degradation and Stability; 95, 2641-2647.
Konduri, M. K. R., Koteswarareddy, G., Kumar, D. B. R., Reddy, B. V. & Narasu, M. L. (2011). Effect of pro-oxidants on biodegradation of polyethylene (LDPE) by indigenous fungal isolate. Aspergillus oryzae. Journal of Applied Polymer Science;120, 3536-3545.
Marinho, V. A. D., Pereira, C. A. B., Vitorino, M. B. C., Silva, A. S., Carvalho, L. H. & Canedo, E. L. (2017). Degradation and recovery in poly(butylene adipate-co-terephthalate)/thermoplastic starch blends. Polymer Testing, 58, 166–172.
Matta, A. K., Rao, R. U., Suman, K. N. S. & Rambabu, V. (2014). Preparation and Characterization of Biodegradable PLA/PCL Polymeric Blends. Procedia Materials Science, 6, 1266-1270.
Miyata, T. & Masuko, T. (1997). Morphology of poly (L-lactide) solution-grown crystals. Polymer, 38, 4003-4009.
Pagno, V., M´odenes, A. N., Dragunski, D. C., Fiorentin-Ferrari, L. D., Caetano, J., Guellis, C., Gonçalves, B. C., Anjos, E. V., Pagno, F. & Martinelli, V. (2020). Heat treatment of polymeric PBAT/PCL membranes containing activated carbon from Brazil nutshell biomass obtained by electrospinning and applied in drug removal. Journal of Environmental Chemical Engineering; 8, 104159.
Reul, L. T. A., Pereira, C. A. B., Sousa, F. M., Santos, R. M., Carvalho, L. H. & Canedo, E. L. (2018). Polycaprolactone/babassu compounds: rheological, thermal, and morphological characteristics. Polymer Composites, 40, S1, E540-E549.
Rosa, D. S., Grillo, D., Bardi, M. A. G., Calil, M. R., Guedes, C. G. F., Ramires, E. C. & Frollini, E. (2009). Mechanical, thermal and morphological characterization of polypropylene/biodegradable polyester blends with additives. Polymer Testing, 28, 836–842.
Roy, P. K., Surekha, P., Rajagopal, C. & Choudhary, V. (2006). Effect of cobalt carboxylates on the photo-oxidative degradation of low-density polyethylene. Part-I. Polymer Degradation and Stability, 91, 1980-1988.
Sousa, F. M., Costa, A. R. M., Reul, L. T. A., Cavalcanti, F. B., Carvalho, L. H., Almeida, T. G. & Canedo, E. L. (2018). Rheological and thermal characterization of PCL/PBAT blends. Polymer Bulletin; 76,1573-1593.
Sousa, J. C., Carvalho, L. H., Almeida, Y. M. B. & Canedo, E. L. (2016) Crystallization and melting of poly (butylene adipate terephtalate) in biocomposites with coconut fiber. In: 3rd Brazilian conference on composite materials (BCCM3), Gramado, RS.
Stuart, B. (2005). Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Chichester: Willey. ISBN 0470854278.
Wu, C. (2012). Characterization of cellulose acetate-reinforced aliphatic-aromatic copolyester composites. Carbohydrate Polymers, 87, 1249-1256.
Yang, B., Nar, M., Visi, D. K., Allen, M., Ayre, B., Webber, C. L., Lu, H. & D’Souza, N. A. (2014). Effects of chemical versus enzymatic processing of kenaf fibers on poly(hydroxybutyrate-co-valerate)/poly(butylene adipate-co-terephthalate) composite properties. Composites Part B: Engineering, 56, 926-933.
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