Neste trabalho, blendas de polipropileno/amido termoplástico (PP/TPS) foram preparadas como um material alternativo para uso em embalagens descartáveis. Este material apresenta características morfológicas típicas de blendas imiscíveis e um agente compatibilizante é necessário. Para obter o amido termoplástico (TPS), amido de milho foi misturado com glicerol, na proporção amido/glicerol de 70/30 m/m. As blendas PP/TPS com e sem agentes compatibilizantes foram produzidas em extrusora dupla rosca. Utilizou-se como agentes compatibilizantes naturais (ACN) três diferentes ácidos carboxílicos: mirístico (C14), palmítico (C16) e esteárico (C18), em concentração constante de 3 % m/m. O efeito dos ACN nas propriedades mecânicas, físicas, térmicas e morfológicas foram investigadas e comparadas com blendas de PP/TPS com polipropileno graftizado com anidrido maléico (PPgMA). Entre as blendas, as com C14 apresentaram propriedades equivalentes ou melhores que as com PPgMA, como resistência à tração e deformação na ruptura (18,1 e 18,9 MPa, e 263 e 216 % respectivamente). A blenda PP/TPS/C14 mostrou a maior resistência ao impacto (370 J/m), boa adesão e interação interfacial entre PP e TPS como demonstrado nas imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após 180 dias de exposição ao intemperismo natural, a tensão na ruptura da blenda PP/TPS não se alterou, enquanto que a blenda PP/TPS/C14 apresentou 80 % de redução. Em relação a deformação na ruptura, a blenda não compatibilizada mostrou 75 % de redução e a blenda com C14, 97 %. As imagens de MEV da superfície dos materiais expostos mostram um início degradação biótica, devido a presença de possíveis microrganismos. Após o intemperismo as amostras foram submetidas ao ensaio de respirometria por 120 dias. Os resultados mostraram que a exposição ao intemperismo afeta diretamente a taxa de biodegradação, onde períodos maiores foram responsáveis por índices maiores de gás carbônico, principalmente para a blenda PP/TPS/C14. Assim, o ácido mirístico atuou como um agente compatibilizante e também como um foto-iniciador, catalisando a degradação abiótica das blendas PP/TPS.

Devido ao impacto ambiental provocado pelo descarte incorreto e a não biodegradabilidade dos polímeros sintéticos, o setor industrial de produtos descartáveis busca matérias-primas alternativas, especialmente de fontes renováveis. A mistura de polímeros naturais, como o amido termoplástico (TPS), com sintéticos é relativamente barata e rápida. Contudo, a incompatibilidade química entre esses dois materiais leva à utilização de um agente compatibilizante. Assim na etapa 1 deste trabalho estudou-se o efeito de diferentes agentes compatibilizantes sustentáveis, os ácidos orgânicos: ácido mirístico (C14) e esteárico (C18), com teores mássicos de 3, 6,5 e 10%, nas propriedades das blendas de PP/TPS (70/30). Foi avaliada a influência de dois grades de PP (baixo e alto indice de fluidez (IF)). As blendas foram influenciadas positivamente pela adição de ácido, sendo o teor de 3% ótimo. Para cada grade de PP houve um ácido preferencial. O PP com alto IF teve sua propriedade reológica mais afetada pela inserção do ácido, enquanto o PP com baixo IF teve sua biodegradabilidade mais afetada. Ciclos de reprocessamento por injeção foram usados para simular a reciclagem mecânica das blendas. Na etapa 2, avaliou-se a influência de diferentes tipos amidos (milho, batata e mandioca) em blendas TPS/PP (70/30). Os resultados sugeriram que o efeito compatibilizante dos ácidos depende do tipo de amido e do comprimento da cadeia ácida, onde blendas de mandioca com C14 apresentaram melhores resultados. A inserção do ácido aumentou a resistência à tração e a deformação na ruptura, mas reduziu o módulo elástico, indicando um efeito plastificante. Esse comportamento foi relacionado à formação de complexos amilose-lipídios. Redução de torque e deslocamento de Tg também foram observados para blendas com ácido. As micrografias mostraram duas dispersões morfológicas diferentes e um efeito de não gelatinização devido a inserção do ácido. Na 3ª etapa avaliou-se a incorporação dos ácidos em blenda binária com alto teor de amido, TPS/PP (90/10), e em blenda ternária composta de TPS e proteína de soja concentrada (PSC), TPS/PSC/PP (70/20/10). Os resultados mostraram que na proporção de 90/10 TPS/PP, a adição de ácido (3 %) não mostrou efeito como compatibilizante. Os resultados de torque, IF, resistência à tração e permeabilidade ao vapor d’água apontaram que as condições de processamento da pré-mistura, TPS/PSC, não foram suficientes para que houvesse reticulação da proteína. Por outro lado, as condicões de processamento durante a mistura com o PP se mostraram suficientes para a formação da reticulação, como observado pelo aumento da energia mecânica específica, diminuição do índice de fluidez, aumento da resistêcia ao impacto e diminuição da absorção de umidade. As blendas TPS/PSC/PP com C14 apresentaram os maiores valores de resistência ao impacto. Através das imagens de MEV observou-se que tanto o amido quanto a proteína foram capazes de formar uma matriz contínua, mas esse comportamento foi influenciado pela presença do ácido. A biodegradação das blendas com PSC foi favorecida tendo no geral uma maior perda de massa e maior geração de gás carbônico. O resíduo da biodegradação não apresentou impacto negativo na germinação das sementes, indicando os compostos utilizados não apresentam ecotoxicidade.

Ésteres de cadeia curta são compostos de aroma encontrados naturalmente em diversas frutas, obtidos por extração através de processos físicos. Contudo, esse método é muito escasso e caro para ser aplicado comercialmente. A legislação atual define como “aromas naturais” aqueles obtidos através de processos físicos ou rotas biotecnológicas. Lipases são enzimas que, sob apropriadas condições de trabalho, tem mostrado serem bons catalisadores nas reações de esterificação. Assim, neste trabalho, estudou-se o efeito do método de agitação sobre os parâmetros da reação de esterificação para síntese de acetato de butila (aroma de maçã), assim como sobre a estabilidade da enzima em ácido acético e na sua reciclagem, por reutilizações múltiplas. Um delineamento composto central e a metodologia de superfície de resposta foram utilizados para analisar os efeitos dos parâmetros de reação (temperatura, razão molar de substratro, quantidade de enzima e água adicionada) e suas respostas. As condições ótimas para o método de agitação mecânica foram: temperatura 40 ºC; razão molar do substrato 3:1 butanol:ácido acetico; quantidade de enzima 7,5 %; água adicionada 0,25 % da massa de substrato. Sob essas condições, mais de 90 % de conversão foi obtida em 2,5 h. As condições ótimas usando o ultrassom foram: temperatura 46 ºC; razão molar do substrato 3,6:1 butanol:ácido acetico; quantidade de enzima 7 %; água adicionada 0,25 % da massa de substrato. Sob essas condições, 94 % de conversão foi obtido em 2,5 h. A concentração ótima de ácido acético foi determinada como sendo 2,0 M, em comparação com 0,3 M sem ultrassom. A produtividade da enzima também foi significativamente melhorada quando compara-se ultrassom e a agitação mecânica (cerca de 7,5 vezes por ciclo). O biocatalisador pôde ser reutilizado diretamente durante 14 ciclos de reação, mantendo cerca de 70 % de sua atividade original (enquanto que a atividade foi reduzida no terceiro ciclo usando a agitação mecânica). Assim, em comparação com a tecnologia mecânica tradicional a agitação ultrassônica, além de melhorar a produtividade do processo, também aumentou a capacidade de reutilização da enzima e a sua estabilidade em ácido acético, sendo uma ferramenta poderosa para melhorar o desempenho do biocatalisador na presente reação.

ABSTRACT Wood flour composites main applications are represented by outdoor furnishing. Therefore, it is important to evaluate their behavior under natural ageing conditions. This work aims to investigate the natural ageing impact on the mechanical, physical, thermal e morphological properties of recycled polypropylene/ethylene vinyl acetate/wood flour composites (PP/EVA/ITA). Samples were exposed to natural ageing for 12 months in Porto Alegre (BR). Mezilaurus itauba (ITA) wood flour was used at 30 % w/w. Results showed that PP filled wood flour retained a higher fraction of the original mechanical properties after natural ageing. Crystallinity degree for composites increased from 30.9 up to 37.5% Climatic conditions affected the colorimetric and morphological characteristics of composites, indicating that there was not only photo-degradation but also thermo-oxidative and hydrolytic degradation. In this way, the use of antioxidant additives and UV photo-absorbers is recommended to avoid stress-cracking, discoloration and loss the mechanical properties.