Avaliação da degradação do polietileno contendo aditivo pró-degradante em diferentes meios de exposição
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Data
2014-06-23Autor
Klein, Jalma Maria
Orientador
Andrade, Mara Zeni
Brandalise, Rosmary Nichele
Metadata
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A ampla aplicação dos polímeros, em função dos avanços tecnológicos
em diferentes áreas, aliada a motivos econômicos, tem elevado a suas quantidades em
lixões, aterros domésticos e industriais. Polímeros termoplásticos degradam de forma
gradual ou rápida, dependendo da sua natureza química e condições ambientais. Polímeros
contendo aditivos pró-degradantes, a base de metais, cuja função é acelerar o processo de
degradação, têm despertado interesse da academia e da indústria. No entanto, avaliar as
reais condições de degradação destes polímeros com aditivos pró-degradantes e os subprodutos
de seus processos de degradação no meio ambiente são de interesse científico e
tecnológico. Neste trabalho, filmes feitos a partir da mistura de polietileno de alta
densidade (HDPE) e polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) com diferentes
percentuais de aditivo pró-degradante foram estudadas em dois ambientes distintos: em
compostagem em escala real por 505 dias e em solo simulado, segundo norma ASTM G
160-3 por 90 dias. Diferentes formas de iniciação à degradação, envelhecimento acelerado,
natural e calor em estufa, foram testadas sobre as amostras de HDPE/LLDPE aditivadas.
Testes de biosorção de metais por fungos do gênero Pleorotus sajor-caju, além do teste
fitotoxicidade avaliando a germinação e crescimento das plantas, foram realizados sobre o
aditivo pró-degradante. Para monitorar os processos de degradação dos filmes, as seguintes
técnicas foram empregadas: Espectroscopia na Região do Infravermelho, Calorimetria
Exploratória Diferencial, Termogravimetria, Microscopia Eletrônica e Ótica e
Espectroscopia de Absorção Atômica. Quanto aos processos abióticos de iniciação à
degradação, concluiu-se que o processo de exposição das amostras à ação do calor foi o
mais efetivo, promovendo a oxidação da cadeia dos filmes contendo aditivos pródegradantes,
após 113 dias de exposição. Contudo, 180 dias de exposição ao
envelhecimento natural não foram suficientes para observar esse fenômeno nos filmes,
independente da presença do aditivo pró-degradante. A iniciação da degradação dos filmes
de polietileno aditivados por ação de envelhecimento acelerado (72 e 144h) favoreceu os
processos bióticos subsequentes em solo simulado. Os diferentes microrganismos presentes
nos diferentes meios (compostagem e solo simulado) foram fundamentais para que
ocorresse a degradação dos filmes de polietileno com aditivos pró-degradantes. Foram
observadas alterações de cor na superfície dos filmes (decorrentes da formação do
biofilme), saliências, fissuras, poros e fragmentação, características do processo de
biodegradação. Os fungos Pleorotus sajor-caju mostraram-se eficientes na remoção de
alguns metais (Al, Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, K, Na e Zn) presentes no aditivo pró-degradante e
no masterbatch. Os resultados observados na germinação e no crescimento das plantas
mostraram que o aditivo pró-degradante não causou efeitos fitotóxicos nos meios,
favorecendo o desenvolvimento das raízes e possibilitando um maior crescimento
vegetativo das culturas. A eficiência dos aditivos pró-degradantes na degradação biótica de
filmes de polietileno somente se evidencia mediante oxidação induzida por processos
abióticos de envelhecimento acelerado e calor, para os tempos de exposição citados neste
estudo.