II Simpósio Paulista de Nanotecnologia, Bauru, SP.
Aumento da estabilidade térmica de nanocompósitos pela incorporação
de nanoargilas
Fauze A. Aouada1* (PG), Luiz H. C. Mattoso2 (PQ), Elson Longo1 (PQ) – [email protected]
1
Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC), Instituto de Química, Universidade Estadual Paulista,
Araraquara, SP, 2 Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA), Embrapa Instrumentação
Agropecuária, São Carlos, SP.
Palavras Chave: nanocompósitos, nanoargila, estabilidade térmica, análises termogravimétricas.
Introdução
Diversos trabalhos enfocam sistemas poliméricos
biodegradáveis como alternativas ambientalmente
corretas e adequadas a processos de substituição
de matrizes poliméricas obtidas a partir de materiais
sintéticos. Diferentes polímeros biodegradáveis vêm
sendo investigados, como os polímeros baseados
em precursores polissacarídicos, e amido.1,2 No
entanto, apesar destes materiais permitirem o uso
direto, esse procedimento por si só não se constitui
em uma alternativa de substituição, devido a
propriedades indesejáveis, tais como mecânicas,
térmicas e higroscópicas dos filmes obtidos a partir
desses polímeros biodegradáveis. O que pode
impossibilitar a aplicação dessas matrizes como
embalagens, principalmente no processo de
armazenagem ou manipulação. Desta forma, tornase necessário propor alternativas que possa
contornar essas dificuldades.3
Assim, este trabalho tem como objetivo principal
produzir nanocompósitos biodegradáveis através da
incorporação de nanoargilas em matrizes de amido
termoplástico com satisfatórias propriedades
térmicas e hidrofílicas, de forma que possa ser
vislumbrada sua aplicação em embalagem.
Resultados e Discussão
Os
nanocompósitos
formados
por
amido
termoplástico (ATP) e nanoargila (clay) foram
processados em um misturador intensivo interno
acoplado a um reômetro de torque do tipo Haake
Rheomix controlando os parâmetros: velocidade de
rotação, tempo de mistura e temperatura. Os
nanocompósitos foram obtidos com diferentes
teores de nanoargilas (0, 1, 2, 3 e 5 % (m/m))
mantendo constante a relação amido/plastificante.
A estabilidade térmica dos nanocompósitos foi
investigada por termogravimetria e seus principais
resultados estão sendo mostrados na Tabela 1. A
temperatura inicial de degradação (Td inicial) do
ATP sem adição de nanoargila foi 223,2 ºC. A
adição de nanoargila na matriz polimérica provocou
um acréscimo pronunciado nos valores de Td inicial
dos nanocompósitos. Sendo que a adição de 5%
de clay aumentou a estabilidade térmica dos
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nanocompósitos em aproximadamente 20 ºC.
Diversos fatores podem contribuir para aumentar a
estabilidade térmica de nanocompósitos, dentre
eles: as intensas interações entre ATP - clay podem
dificultar a decomposição térmica do ATP; as
estruturas esfoliadas/intercaladas da clay na matriz
polimérica podem prevenir a migração e
evaporação de água e do plastificante.
Tabela 1. Valores de temperaturas de degradação
obtidas para os nanocompósitos (NCs) de ATP-clay.
NCs
ATP
ATP_1% clay
ATP_2% clay
ATP_3% clay
ATP_5% clay
Td inicial
223,2
226,2
227,0
232,2
242,1
Td máxima
319,2
311,0
311,9
314,0
313,2
Td final
355,6
374,6
367,6
363,2
350,3
Além disso, medidas de ângulo de contato
indicaram que apenas 1% clay já foi suficiente para
aumentar seus valores de 72 ± 3º (matriz de ATP)
para
84 ± 2º. Indicando diminuição na
hidrofilicidade da matriz, o que é altamente
desejável para indústria de embalagens.
Conclusões
A
incorporação
de
nanoargila
melhorou
consideravelmente a estabilidade térmica e as
propriedades hidrofóbicas de matrizes poliméricas
de amido termoplástico, vislumbrando sua possível
aplicação na indústria de embalagens.
Agradecimentos
CNPq, FAPESP-CEPID, Embrapa, MCT/FINEP pelo
suporte financeiro.
____________________
1
Ning, W.; Xingxiang, Z.; Na, H.; Haihui, L. J. Compos. Mater. 2009,
44, 27.
2
Mondragón, M.; Arroyo, K.; Romero-Garía, J. Carbohyd. Polym.
2008, 74, 2001.
3
Paul, D. R.; Robeson, L. M. Polymer 2008, 48, 3187.