Plástico

24 de janeiro de 2010

Técnica – Tipos de plásticos biodegradáveis

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Publicado por: Plastico Moderno
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    Polímeros sintéticos convencionais como polietileno (PE), polipropileno (PP), poli (cloreto de vinila) (PVC) e poli(tereftalato de etileno) (PET) permanecem inalterados, química e fisicamente, por vários anos após seu descarte [11-13]. Isto se deve ao fato de que a sua estrutura química não permite que haja uma absorção danosa da radiação UV ou que estes se degradem por outros mecanismos, nem que sofram degradação por ação enzimática via micro-organismos como bactérias, fungos e algas. Além do que, nas próprias formulações industriais há adição de aditivos foto e termoestabilizantes que retardam a degradação.

    Em contraste com estes polímeros citados anteriormente, há os polímeros biodegradáveis (PBs), que dispõem de uma degradação ativada biologicamente por meio da ação enzimática. Suas cadeias poliméricas também podem ser quebradas por processos não-enzimáticos, como a hidrólise e a fotólise. Os polímeros biodegradáveis são quase sempre derivados de plantas por meio do processamento de CO2 atmosférico. As principais aplicações para PBs incluem materiais para embalagens (sacolas, papel para embrulho, recipientes para comidas, papel laminado), não-tecidos descartáveis, produtos higiênicos (fraudas descartáveis, chumaço de algodão), bens consumíveis (acessórios de mesa de fast foods, depósitos, brinquedos, aparelhos de barbear descartáveis etc.) e utensílios agrícolas (filmes para recobrimento de plantação, contêineres para germinação de sementes). Limitações em sua performance e o alto custo dos PBs são as maiores barreiras para sua aceitação como substituinte de polímeros não-biodegradáveis. A alta performance de plásticos tradicionais é o resultado de anos de pesquisa, porém, os PBs são agora de grande interesse mundial graças a problemas ambientais e apelo social. O alto custo dos PBs, comparado aos plásticos tradicionais, não é apenas por causa do valor da matéria-prima para sua síntese. Ele é atribuído, principalmente, ao baixo volume de sua produção. Este baixo volume está ligado à pequena diversidade de aplicação e dificuldade no processamento destes polímeros. Contudo, no momento em que novas e emergentes aplicações forem atribuídas aos PBs, a produção dos mesmos irá aumentar. Realmente, o grande desafio está no melhoramento do processamento e nas características do produto final que atendam às necessidades exigidas pelo mercado.

    O desenvolvimento dos polímeros biodegradáveis (PB’s) ainda está num estágio inicial quando comparado com a performance dos polímeros de alta longevidade. Porém, em algumas situações, as pessoas são iludidas pelos fabricantes quando estes falam deste assunto, pois a palavra biodegradável é erradamente usada em vários sentidos. Como citado anteriormente, a biodegradação depende de uma ação enzimática e não somente da quebra de ligações químicas por outros mecanismos, como acontece pela fotodegradação, os quais não são sinônimos. Dentre os polímeros biodegradáveis, pode-se citar duas classes, sendo uma a que insere os de ocorrência natural, e a outra, os produzidos por meio de sínteses. Dentro dos de ocorrência natural encontram-se o amido, a celulose, os polissacarídeos e a lignina. Dentre os PBs obtidos de sínteses, podem ser alguns derivados de poliésteres e os solúveis em água.

    Mais que 1011 toneladas da biomassa são formadas, anualmente, pelo processo da fotossíntese, consistindo a maior parte de amido, celulose, outros polissacarídeos, e a lignina [14]. Estes, por sua vez, apresentam-se como os mais promissores materiais biodegradáveis graças à sua abundância natural e seu baixo custo. No caso específico da celulose, esta não possui característica de ser processada como um termoplástico. Para a obtenção de fibras e filmes, a celulose precisa ser modificada. Alguns exemplos para esses casos são os derivados da celulose obtidos por meio da acetilação – acetatos de celulose. Porém, nestas situações, o nível de acetilação não pode exceder 2,5 por unidade de repetição, senão o material deixa de ser biodegradável. Uma outra classe é a carboximetil celulose (CMC) com diferentes níveis de substituição de carboximetila. Neste caso, mais de uma substituição por unidade de repetição ocasiona perda quase completa da sua biodegradabilidade. Os polissacarídeos mais comumente encontrados na literatura de polímeros biodegradáveis são os produzidos pela fermentação microbiológica, como o caso da Xantana e da Pululana [14].

    O amido é geralmente encontrado em raízes do tipo tuberosa (mandioca, batata doce, cará), caules do tipo tubérculo (batatinha), frutos e sementes (milho). O amido constitui um polímero de glicose (mais ou menos 1400 unidades de glicose) com ligação glicossídica. O amido constitui-se de dois tipos diferentes de polissacarídeos: a amilose, com cerca de 1.000 unidades de glicose numa longa cadeia não ramificada enrolada em hélice, e a amilopectina, com cerca de 48 a 60 unidades de glicose dispostas em cadeias mais curtas e ramificadas. A razão entre a amilose e a amilopectina variará de acordo com a fonte e afetará as propriedades físicas do amido [15,16].


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