Nanocompósitos de amido termoplástico contendo hidróxidos duplos lamelares

Abstract

Resumo: Neste trabalho investigou-se o efeito da adição de nanopartículas inorgânicas, no caso os hidróxidos duplos lamelares contendo ânions orgânicos intercalados, com a matriz polimérica do amido de mandioca plastificada com glicerol. O objetivo consiste em produzir um polímero totalmente biodegradável e de baixo custo para potencialmente substituir os polímeros convencionais. Os hidróxidos duplos lamelares estudados foram sintetizados em razões molares Zn: Al de 2:1, 3:1 e 4:1 utilizando dois métodos, a co-precipitação direta e a troca iônica. Os ânions intercalados foram o salicilato, o citrato, o gluconato e o mucicato, sendo que os nanocompósitos de amido termoplástico foram preparados somente com o ânion salicilato. Os nanocompósitos foram obtidos pela mistura do amido com o glicerol (plastificante) e as cargas e os corpos de prova foram obtidos por e extrusão e injeção e acondicionados em uma umidade controlada de 30%. Os materiais foram investigados por difração de raios X (XRD), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), análise térmica (TGA/DTA) e ensaios mecânicos. Em geral as análises mostraram que os HDLs sintetizados apresentam dimensões nanométricas, em geral o biopolímero não apresentou melhoras significativas com relação a suas propriedades mecânicas, quando comparado ao do amido termoplástico puro. Isso se deve provavelmente à baixa interação entre carga e a matriz polimérica.

Abstract: In this work the effect of adding inorganic nanoparticles, in this case the layered double hydroxides containing organic anions intercalated, with the polymer matrix of cassava starch plasticized with glycerol. The objective consists in producing and inexpensive and fully biodegradable polymer to potentially replace the conventional polymers. The layered double hydroxides studied were synthesized in the Zn;Al molar ratios of 2:1, 3:1 and 4:1 using two methods, by direct co-precipitation and ion exchange. The intercalated organic anions were salicylate, citrate, gluconate and mucicate and plasticized starch nanocomposite were prepared only with the layered double hydroxides intercalated with the anion salicylate. The nanocomposites were obtained by mixing the starch with glycerol (plasticizer) and the filler and the speciments were obtained by extrusion and injection molding and stored at 30% of humidity. The materials were investigated by X ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X ray photoelectron spectroscopy (XPS), thermal analysis (TGA/DTA) and mechanical tests. Although the synthesized LDHS have nanometer dimensions, in general the biopolymer did not show significant mechanical properties improvement when compared to neat thermoplastic starch. This is probably due to the lower interaction between the filler and the polymeric matrix.