tecnologia pdq h aditivo oxí biodegradável (3)

PROJETO PROJETO OXO-BIODEGRADÁVEL OXO-BIODEGRADÁVEL

LCP – Laboratório de Controle e LCP – Laboratório de Controle e ProcessosProcessos

EQA – Departamento de Eng. Química e EQA – Departamento de Eng. Química e AlimentosAlimentos

UFSC – Universidade Federal de Santa UFSC – Universidade Federal de Santa CatarinaCatarina

FlorianópolisFlorianópolis20062006

TIPOS DE POLÍMEROS TIPOS DE POLÍMEROS DEGRADÁVEISDEGRADÁVEIS

POLÍMEROS À BASE DE AMIDO;POLÍMEROS À BASE DE AMIDO;

BLENDAS DE POLIÉSTER+AMIDO;BLENDAS DE POLIÉSTER+AMIDO;

POLIÉSTERES;POLIÉSTERES;

POLÍMEROS SOLÚVEIS EM ÁGUA;POLÍMEROS SOLÚVEIS EM ÁGUA;

POLÍMEROS FOTODEGRADÁVEIS;POLÍMEROS FOTODEGRADÁVEIS;

POLÍMEROS OXO-BIODEGRADÁVEISPOLÍMEROS OXO-BIODEGRADÁVEIS..

POLÍMEROS OXO-POLÍMEROS OXO-BIODEGRADÁVEISBIODEGRADÁVEIS

Degradação controlado por um Degradação controlado por um aditivo PRÓ-DEGRADANTEaditivo PRÓ-DEGRADANTE

Íons dos metais de transição (Mn, Cu, Fe, Íons dos metais de transição (Mn, Cu, Fe, Co, Ni, Ce) ou complexos metálicos Co, Ni, Ce) ou complexos metálicos (estearato de cobalto e estearato de cério)(estearato de cobalto e estearato de cério)

A oxidação é iniciada porA oxidação é iniciada por Luz solar (UVA/UVB);Luz solar (UVA/UVB); Calor;Calor; Tensão mecânica.Tensão mecânica.


Produtos da oxidação de poliolefinas e de polímeros Produtos da oxidação de poliolefinas e de polímeros

vinilicos são biodegradáveis;vinilicos são biodegradáveis;

Massa molecular é consideravelmente reduzida (em Massa molecular é consideravelmente reduzida (em

torno de 5000 Daltons);torno de 5000 Daltons);

É incorporado oxigênio formando grupos de ácidos, É incorporado oxigênio formando grupos de ácidos,

cetonas e álcoois;cetonas e álcoois;


Oxo-biodegração envolve dois estágios:Oxo-biodegração envolve dois estágios: Degradação oxidativa;Degradação oxidativa; Biodegradação dos produtos da oxidação;Biodegradação dos produtos da oxidação;

Exemplo: PEExemplo: PE

OO2 2 ; ; ΔΔ │ │ ΔΔ │ │

PE → HC-OOH → HC-OPE → HC-OOH → HC-O●● + + ●●OH OH

tensãotensão │ │ luz UV luz UV ││

mecânicamecânica

EPS e PS OXO-BIODEGRADÁVELEPS e PS OXO-BIODEGRADÁVEL

Etapas:Etapas:

Síntese do EPS+Aditivo;Síntese do EPS+Aditivo;

Para o PS injeção ou extrusão com o aditivo (experiência Para o PS injeção ou extrusão com o aditivo (experiência

com utensílios domésticos descartáveis);com utensílios domésticos descartáveis);

Confecção dos corpos de prova;Confecção dos corpos de prova;

Envelhecimento com radiação UV;Envelhecimento com radiação UV;

Disposição dos CP’s no solo;Disposição dos CP’s no solo;

Averiguação da biodegradabilidade.Averiguação da biodegradabilidade.

EPS OXO-BIODEGRADÁVELEPS OXO-BIODEGRADÁVEL

Síntese do EPS+Aditivo :Síntese do EPS+Aditivo :

BRANCBRANCOO

5,0 %5,0 %0,5%0,5% 1,0%1,0% 3,0%3,0%

PP OXO-BIODEGRADÁVELPP OXO-BIODEGRADÁVEL

PE OXO-BIODEGRADÁVELPE OXO-BIODEGRADÁVEL

Características do processo:

O tempo de vida útil do plástico, que é o tempo em que

suas propriedades se mantém inalteradas, pode ser regulado

pela escolha correta do tipo e concentração do aditivo

utilizado;

Testes de campo apresentam bons resultados para

poliolefinas (como polietileno, polipropileno) e polivinílicos

(como o poliestireno, PET, poliestireno expandido).

O PROCESSO DE DEGRADAÇÃO OXI-BIODEGRADATIVA (1)


De acordo com ensaios realizados pelo FDA e informações

técnicas dos fabricantes os aditivos são atóxicos e quando

usados na fabricação de embalagens para alimentos ou

medicamentos não apresentam interações com os produtos;

O produto da degradação dos polímeros, geralmente, é:

água, CO2, CO e cadeias poliméricas de baixa massa molar

que se degradam com o tempo;

O produto da degradação dos aditivos são óxidos dos metais

de transição que lhe deram origem, sendo inertes e não

poluem nem agridem o meio ambiente;



Os aditivos são fornecidos na forma de masterbatch’s

compatíveis com o polímero que se deseja tornar biodegradável;

Os aditivos não são fornecidos na sua forma pura pois se

degradariam antes de sua aplicação nos polímeros;

Num processo de extrusão ou injeção as modificações na linha de

produção para o uso dos aditivos são mínimas. Não são necessários

equipamentos especiais ou investimentos de monta. Geralmente

são necessários apenas ajustes de máquina sem a perda da

produtividade;



O custo agregado ao processo produtivo geralmente é apenas o

custo de aquisição do aditivo e está diretamente relacionado ao

tempo de degradação requerido;

Quanto menor o tempo de degradação requerido, mais aditivo é

necessário (maior o custo);

Dependendo do polímero que seja degradar resultados excelentes

são obtidos com teores de 1 a 3% do masterbatch que contém o

aditivo.


Legislação:

A legislação que trata de polímeros oxibiodegradáveis ainda se

encontra em elaboração embora já seja de uso extensivo em

diversos países;

Alguns órgãos combatem o uso de aditivos pró-degradantes por

conterem sais de metais de transição, os quais na sua forma pura

podem agredir o meio ambiente ou mesmo causar danos à saúde;

A forma como os sais de transição se apresentam nos aditivos pró-

degradantes não agridem o meio ambiente e são seguros para uso

até em embalagens para medicamentos. Até o momento não

existem nenhuma evidência contrária ou estudo científico que

comprove quais danos pelo uso de aditivos pró-degradantes;


Aditivação pró-degradantes versus polímeros biodegradáveis:

Os aditivos pró-degradantes apresentam um custo muito inferior

aos polímeros biodegradáveis;

Nos polímeros biodegradáveis, o tempo de biodegradabilidade é

bastante complicado de se controlar. Os polímeros com aditivos pró-

degradantes podem ser manipulados (através da quantidade do

aditivo usado) para que se degradem no tempo que se desejar;

Polímeros biodegradáveis apresentam elevado custo de

implantação numa linha de produção enquanto o uso de aditivos

pró-degradantes não são necessários investimentos (geralmente)

nem modificações (na maioria dos casos) na linha de produção.


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