Obtenção e caracterização de filmes poliméricos a partir de amido de milho e de gelatina recuperada de resíduos de couro curtido ao cromo (III)
Abstract
Polímeros oriundos de matérias-primas de fontes renováveis vêm ganhando a atenção do meio
científico. Eles geram menores cargas poluentes durante sua produção quando comparados aos oriundos do petróleo. Muitos destes polímeros, como é o caso dos produzidos a partir de amido e de gelatina, ainda possuem a vantagem de se degradarem facilmente no meio ambiente, o que diminui consideravelmente o impacto pós-uso do material. O reaproveitamento total ou parcial de resíduos perigosos, como os de couro curtido ao cromo, também tem sido alvo de pesquisas por gerar um ganho ambiental se comparado ao mero descarte destes materiais. Os resíduos de couro curtido ao cromo (III) (RCCC) contêm proteína proveniente do colágeno da pele animal. Esta proteína pode ser parcialmente extraída para posterior aplicação, por exemplo, como fertilizante
ou na fabricação de materiais poliméricos. Dentro deste contexto, neste trabalho, gelatina foi extraída de RCCC e utilizada, em associação com amido de milho e plastificantes, na produção de filmes poliméricos. A hidrólise alcalina empregada na extração da gelatina teve seus parâmetros otimizados a fim de obter um produto com a maior razão proteína/cromo possível. A condição
ótima de hidrólise foi determinada a partir de dois planejamentos experimentais do tipo 2k com
ponto central. Dentro dos limites deste estudo, a condição ótima foi aquela que empregou 2,0 g de
MgO para cada 50 g de RCCC e 250 mL de água em processo realizado por 6 h a 70°C com agitação orbital de 180 rpm. A gelatina obtida em meio aquoso apresentou teor de NTK igual a 2186 mg.L-1 e teor de cromo inferior a 0,04 mg.L -1. A massa molar da gelatina obtida foi de 140 kg .mol-1. Esta gelatina foi então empregada, junto ao amido de milho e aos plastificantes
glicerol e sorbitol, na produção de filmes poliméricos por meio da técnica de espalhamento. A gelatina de RCCC, quando misturada ao amido na produção dos filmes, apresentou comportamento semelhante ao de um plastificante. A presença de aminoácidos livres, oriundos da degradação parcial da cadeia polipeptídica da gelatina durante a hidrólise, assim como a presença
dos sais provenientes do curtimento do couro e da hidrólise podem ter conferido tal aspecto plastificante à gelatina. O emprego dos plastificantes glicerol e sorbitol promoveu o aumento no alongamento na ruptura, a redução na resistência máxima à tração e tornou o filme mais higroscópico. O glicerol se mostrou um agente plastificante mais efetivo do que o sorbitol. A variação na espessura de espalhamento dos filmes não alterou significativamente suas propriedades mecânicas. O aumento na massa de amido empregada nos filmes aumentou a resistência máxima à tração destes e os tornou menos suscetíveis à ação da água, reduzindo sua
solubilidade e umidade na monocamada. O aumento na temperatura de secagem dos filmes tornou o processo de secagem mais rápido do que o de retrogradação, diminuindo a cristalinidade do material e, consequentemente, reduzindo sua resistência máxima à tração e aumentando o seu alongamento na ruptura. A termogravimetria dos filmes indicou que a adição de gelatina de RCCC, devido ao seu elevado teor de sais, aumenta a massa residual dos filmes de amido. O emprego de gelatina de RCCC em filmes de amido também fez com que pelo menos dois eventos de perda de massa aparecessem nas curvas TG e DTG, indicando possível separação de fases nestes materiais. Os espectros de FTIR indicam que as bandas de absorção do amido de milho e da gelatina de RCCC se repetem quando da combinação de ambos no filme. Isto, assim como os resultados da termogravimetria, é um indicativo da presença de um sistema com separação de fases. O teor de cromo nos filmes de amido e gelatina de RCCC não os caracteriza como material tóxico. Os filmes
puderam ser aplicados como cobertura de solo, resistindo por aproximadamente 30 dias, o que indica que alterações na composição e/ou no processamento destes devem ser realizadas a fim de aumentar a vida útil do material para esta aplicação. Após o uso, se enterrados, os filmes se deteriorariam/degradariam e atuariam como fonte de nitrogênio, adubando e, consequentemente,
trazendo benefícios ao solo.