Efeitos da adição de casca de arroz na foto e biodegradação de biopolímeros em pectina termoplastificada
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i6.42221Palavras-chave:
Sílica; Casca de arroz; Fotodegradação; Biodegradação; Polímeros naturais.Resumo
O alto consumo de plásticos sintéticos vem trazendo diversos impactos nocivos, dessa forma, o desenvolvimento de embalagens biodegradáveis torna-se importante e necessário. A produção de biopolímeros utilizando compostos como a pectina e a sílica, vem apresentando grande potencial de aplicação. A casca de arroz por ser uma fonte complementar de sílica está sendo usada como reforço mecânico. Este estudo teve como objetivo preparar e caracterizar filmes de pectina incorporados com casca de arroz e sílica, a fim de melhorar suas propriedades com foco na foto e na biodegradação. E assim, avaliar os efeitos da adição desses componentes na permeabilidade à vapor de água (PVA), propriedades mecânicas, espessura, cor, fotodegradação e biodegradação. Os filmes foram caracterizados e os resultados mostraram que a adição da casca de arroz e da sílica fez com que os biopolímeros tivessem diferença de cor perceptível ao olho humano (∆E entre 1,5 e 5,0). As amostras se mostraram amareladas e avermelhadas e com luminosidade intermediária. A incorporação da casca de arroz e sílica provocou aumento na espessura e na PVA. Foi observado que com essa adição, a resistência à tração e o alongamento na ruptura diminuíram, e o módulo de elasticidade aumentou. Os resultados mostraram que os filmes apresentaram alta taxa de biodegradação e baixa taxa de fotodegradação, ou seja, são capazes de resistir a ação da luz sem alterar sua biodegradação. Assim, foi possível observar que os filmes de pectina e casca de arroz ou pectina e sílica possuem viabilidade de aplicação em diversas áreas.
Referências
Ammala, A., Bateman, S., Dean, K., Petinakis, E., Sangwan, P., Wong, S., Yuan, Q., Yu, L., Patrick, C., & Leong, K. (2011). An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Progress in Polymer Science, 36(8), 1015-1049.
António, J., Tadeu, A., Marques, B., Almeida, J. A., & Pinto, V. (2018). Application of rice husk in the development of new composite boards. Construction and Building Materials, 176, 432-439.
Apolonio, P., Lima, J., Marinho, E., Nobrega, A., Freitas, J., & Martinelli, A. (2020). Produção de geopolímeros utilizando cinza da casca de arroz como fonte complementar de sílica. Cerâmica, 66, 172-178.
Araújo, B. A., de Freitas, L. S., Sarmento, K. K. F., Bezerra, V. R., de Lima, C. A. P., & de Medeiros, K. M. (2021). A aplicação de polímeros biodegradáveis como uma alternativa sustentável. Research, Society and Development, 10(9), e49010918248-e49010918248.
ASTM-D618. (2000). D618, Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing, ASTM International, West Coshoshocken, PA.
ASTM-D882. (2002). Standard test methods for tensile, properties of thin plastic sheeting.
ASTM-E96/E96M. (2016). E96/E96M-16 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials West Conshohocken. In: PA.
ASTM. (2003). G160-03: standard pratice for evaluating microbial susceptibility of nonmetallic materials by laboratory soil burial. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
Canevarolo Júnior, S. (2003). Análise térmica dinâmico-mecância. Técnicas de Caracterização de Polímeros. São Paulo: Artliber Editora, 263-284.
Carvalho, R. A., Santos, T. A., de Oliveira, A. C. S., de Azevedo, V. M., Dias, M. V., Ramos, E. M., & Borges, S. V. (2019). Biopolymers of WPI/CNF/TEO in preventing oxidation of ground meat. Journal of Food Processing and Preservation, 43(12), e14269. https://doi.org/10.1111/jfpp.14269
Chaichi, M., Hashemi, M., Badii, F., & Mohammadi, A. (2017). Preparation and characterization of a novel bionanocomposite edible film based on pectin and crystalline nanocellulose. Carbohydrate Polymers, 157, 167-175.
Co-operation, O. f. E., & Development. (2022). Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060. OECD Publishing.
Correa, P. M. (2020). Concreto ambientalmente mais sustentável com inclusão de cinza de casca de arroz sem controle de queima e polipropileno pós-consumo.
da Silva, J. O., Barros, S. V. A., Dantas, G. C. B., & Pimentel, P. M. (2020). Caracterização da cinza da casca de arroz visando aplicação na confecção de materiais alternativos para construção civil. Revista de Ciências Ambientais, 14(1), 17-23.
de Andrade Feitosa, B. (2015). Estudo das propriedades térmicas e morfológicas de filmes poliméricos produzidos com sílica proveniente das cinzas da casca do arroz.
de Camargo, L., Moreira, F., Marconcini, J., & Mattoso, L. (2013). Avaliação do efeito de plastificante induzido pelo glicerol em filmes de pectina reforçados com nanopartículas de Mg (OH) 2.
de Castro e Silva, P., de Oliveira, A. C., Pereira, L. A., Valquíria, M., Carvalho, G. R., Miranda, K. W., Marconcini, J. M., & Oliveira, J. E. (2020). Development of bionanocomposites of pectin and nanoemulsions of carnauba wax and neem oil pectin/carnauba wax/neem oil composites. Polymer Composites, 41(3), 858-870.
de Oliveira, A. C. S., Ferreira, L. F., de Oliveira Begali, D., Ugucioni, J. C., de Sena Neto, A. R., Yoshida, M. I., & Borges, S. V. (2021). Thermoplasticized Pectin by Extrusion/Thermo-Compression for Film Industrial Application. Journal of Polymers and the Environment. https://doi.org/10.1007/s10924-021-02054-0
de Oliveira Begali, D., Ferreira, L. F., de Oliveira, A. C. S., Borges, S. V., de Sena Neto, A. R., de Oliveira, C. R., Yoshida, M. I., & Sarantopoulos, C. I. G. L. (2021). Effect of the incorporation of lignin microparticles on the properties of the thermoplastic starch/pectin blend obtained by extrusion. International Journal of Biological Macromolecules, 180, 262-271. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.03.076
De Souza, M., Magalhães, W., & Persegil, M. (2002). Silica derived from burned rice hulls. Materials Research, 5, 467-474.
Della, V. P., Kühn, I., & Hotza, D. (2005). Reciclagem de resíduos agro-industriais: Cinza de casca de arroz como fonte alternativa de sílica. Cerâmica Industrial, 10(2), 22-25.
Donati, N. (2022). Desenvolvimento de compósitos biodegradáveis à base de amido de mandioca e cinza da casca de arroz revestidos com os polímeros biodegradáveis PLA e PBAT.
dos Santos, T. A., de Oliveira, A. C. S., Lago, A. M. T., Yoshida, M. I., Dias, M. V., & Borges, S. V. (2021). Properties of chitosan–papain biopolymers reinforced with cellulose nanofibers. Journal of Food Processing and Preservation, n/a(n/a), e15740. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/jfpp.15740
Fernandes, L., Sabino, M., & Rossetto, H. (2014). Método de extração de sílica da casca do arroz. Cerâmica, 60, 160-163.
Ferreira, D. F. (2014). Sisvar: a Guide for its Bootstrap procedures in multiple comparisons. Ciência e Agrotecnologia, 38(2), 109-112.
Franco, G. T. (2019). Desenvolvimento de filmes biodegradáveis baseados em pectina e nanofibras de celulose funcionalizadas.
Gamboa, V. S., Ries, L. A. d. S., & Gasparin, F. P. (2021). Aplicação da casca de arroz como bioadsorvente para remoção de CR (VI) em soluções aquosas diluídas. Simpósio sobre Sistemas Sustentáveis (6.: 2021:[On-line]). Anais: volume 1: artigos publicados como resumos. Toledo, PR: GFM, 2021.
Geuskens, G. (1975). Photodegradation of polymers. In Comprehensive Chemical Kinetics (Vol. 14, pp. 333-424). Elsevier.
Guimarães, M., Botaro, V. R., Novack, K. M., Teixeira, F. G., & Tonoli, G. H. D. (2015). High moisture strength of cassava starch/polyvinyl alcohol-compatible blends for the packaging and agricultural sectors. Journal of Polymer Research, 22(10), 192. https://doi.org/10.1007/s10965-015-0834-z
Hoffmann, R., Jahn, S., Bavaresco, M., & Sartori, T. (2002). Aproveitamento da cinza produzida na combustão da casca de arroz: estado da arte. Congresso Brasileiro de Energia.
Mateus, D. N., Santos, M. C. C., & PEREIRA, P. (2021). Produção e caracterização de compósitos obtidos a partir da incorporação de casca de arroz em blendas de polipropileno virgem e reciclado/Production and characterization of composites obtained from the incorporation of rice husk in virgin and recycled polypropylene bends. Brazilian Journal of Development, 7(9), 86910-86919.
Mattiello, N. A., Silva, C. R. L. D., Campos, G. S., & Carvalho, L. D. (2021). Inovações tecnológicas que buscam reduzir o problema gerado pelo lixo plástico: O uso de plásticos tem aumentado significativamente com o passar dos anos, bem como a poluição associada à ele. Portanto, uma análise criteriosa se torna necessária para buscar informações sobre o enfrentamento desse problema. Anais do Congresso Nacional Universidade, EAD e Software Livre.
Matuana, L. M., Kamdem, D. P., & Zhang, J. (2001). Photoaging and stabilization of rigid PVC/wood‐fiber composites. Journal of Applied Polymer Science, 80(11), 1943-1950.
Ministério do Meio Ambiente. (2005). Impacto das embalagens no meio ambiente. Retrieved June 15, 2023, from https://antigo.mma.gov.br/responsabilidade-socioambiental/producao-e-consumo-sustentavel/consumo-consciente-de-embalagem/impacto-das-embalagens-no-meio-ambiente.html
Moraes, N. F. d. S. (2020). Desenvolvimento de filmes sustentáveis à base de pectina extraída do albedo do pomelo (Citrus Grandis).
Nascimento, I. S., Santos, I. M., da Silva, M. G., & Machado, R. F. G. (2018). Reduzindo os impactos do consumo de plástico: canidinho biodegradável.
Oliveira, L., Alves, R., Sarantópoulos, C., Padula, M., Garcia, E., & Coltro, L. (1996). Ensaios para avaliação de embalagens plásticas flexíveis. Campinas: ITAL, CETEA.
Oliveira, N. L., Rodrigues, A. A., Oliveira Neves, I. C., Teixeira Lago, A. M., Borges, S. V., & de Resende, J. V. (2019). Development and characterization of biodegradable films based on Pereskia aculeata Miller mucilage. Industrial Crops and Products, 130, 499-510. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.01.014
Pachla, E. C. (2022). Análise da durabilidade de compósitos cimentícios leves com incorporação de casca de arroz.
Quispe, M. M., Lopez, O. V., & Villar, M. A. (2019). Oxidative degradation of thermoplastic starch induced by UV radiation.
Rabek, J. F. (2012). Polymer photodegradation: mechanisms and experimental methods. Springer Science & Business Media.
Ramos, E. M., & Gomide, L. A. M. (2017). Avaliação da qualidade de carne: fundamentos e metodologias Editora UFV, Viçosa, Minas Gerais, BR, 1.
Ribeiro, A. C. B. (2022). Filmes ativos de pectina e compostos fenólicos da casca da manga para aplicação em embalagens de alimentos.
Schneider, A., Silva, D., Garcia, M., Grigull, V., Mazur, L., Furlan, S., Aragao, G., & Pezzin, A. (2010). Biodegradation of poly (3-hydroxybutyrate) produced from Cupriavidus necator with different concentrations of oleic acid as nutritional supplement. Journal of Polymers and the Environment, 18, 401-406.
Steudner, S. H., Wiebeck, H., & Clemesha, M. D. R. (2004). Aproveitamento de resíduos da rizicultura (casca do arroz) em compósitos a base de polipropileno. ICTR/NISAM: livro de resumo.
Thakur, B. R., Singh, R. K., Handa, A. K., & Rao, M. (1997). Chemistry and uses of pectin—A review. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 37(1), 47-73.
Valadez-Gonzalez, A., & Veleva, L. (2004). Mineral filler influence on the photo-oxidation mechanism degradation of high density polyethylene. Part II: natural exposure test. Polymer Degradation and Stability, 83(1), 139-148.
Wei, L., Liang, S., & McDonald, A. G. (2015). Thermophysical properties and biodegradation behavior of green composites made from polyhydroxybutyrate and potato peel waste fermentation residue. Industrial Crops and Products, 69, 91-103.
Yalcin, N., & Sevinc, V. (2001). Studies on silica obtained from rice husk. Ceramics international, 27(2), 219-224.
Zou, Y., & Yang, T. (2019). Rice husk, rice husk ash and their applications. In Rice bran and rice bran oil (pp. 207-246). Elsevier.
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