Desenvolvimento de blendas poliméricas à base de amido e subprodutos da reciclagem do pet para a liberação lenta de fertilizantes

Abstract

O presente Projeto Tecnológico tem como objetivo o desenvolvimento de blendas poliméricas à base de amido e compostos derivados da reação de despolimerização do PET com glicerol em micro-ondas, sendo incorporada também ureia. Foi realizada a despolimerização do PET em micro-ondas com glicerol a 250 ºC, em tempos de 5, 15 e 30 minutos, gerando produtos distintos. A caracterização estrutural dos produtos de despolimerização do PET pelas análises RMN 1H e FTIR-ATR, demonstraram que ocorreu a despolimerização do PET com o glicerol na reação de micro-ondas, sendo o melhor tempo de reação de 30 minutos. A preparação das blendas de amido e subprodutos derivados do PET ocorreu por processamento em solução, pelo método solvent casting, com a gelatinização da suspensão formando filmes. Foram obtidas formulações de blendas com diferentes proporções de amido/derivado de PET e ureia para determinar o produto com melhores características de maleabilidade, absorção de água e liberação lenta de ureia. A caracterização térmica das blendas poliméricas foi realizada pelas análises de TGA e DSC. As blendas foram eficientemente produzidas, ocorrendo aprimoramento da estabilidade térmica e estrutural através do aumento das reticulações, com a ureia atuando também como plastificante em certas concentrações. O filme avaliado com as melhores propriedades térmicas e estruturais foi a blenda contendo 65% de derivado de PET, 35% de amido e massa de ureia de 10% em relação à massa de amido. Pelas análises de absorção de água foi possível verificar que a blenda forma um hidrogel com capacidade de absorver água cerca de 350% de sua massa. Por meio de espectroscopia UV-Vis em tempos de exposição de 1 a 14 dias foi possível verificar que o dispositivo pode atuar na liberação lenta de ureia quando exposto à água, sendo que a liberação ocorre em duas fases, uma inicial em que, no primeiro dia, ocorre o efeito de lixiviação da ureia superficial, e uma posterior em que ocorre a difusão parcial da ureia no hidrogel efetuando a liberação de forma lenta. Análise de influência no crescimento e balanço de biomassa por meio do estudo de germinação em sementes de milho, desenvolvimento radicular de cebola e análise toxicológica em sistemas aquosos através do uso de Artemia salina estão em curso com o objetivo de determinar a sua eficiência em plantios e sua toxicidade no meio ambiente.

The present work aims are to develop polymeric blends based on starch and compound derived from the microwave depolymerization reaction of PET with glycerol, also incorporating urea. The microwave depolymerization reaction was carried out at 250 ºC, in times of 5, 15 and 30 minutes, generating different products. The structural characterization of PET depolymerization products by H1 NMR and FTIR-ATR analysis showed that PET depolymerization with glycerol occurred in the microwave reaction, with the best reaction time being 30 minutes. The preparation of starch blends and by-products derived from PET occurred by processing in solution, by the solvent casting method, with the gelatinization of the suspension forming films. Blends were formulated with different proportions of starch/PET derivative and urea to determine the product with the best characteristics of malleability, water absorption and slow release of urea. The thermal characterization of the polymeric blends was performed by TGA and DSC analysis. The blends were efficiently obtained, improving the thermal and structural stability through the increase of crosslinks, with urea also acting as a crosslinker in certain concentrations. The film evaluated with the best thermal and structural properties was the blend containing 65% PET derivative, 35% starch and 10% urea mass in relation to the starch mass. Through the analysis of water absorption, it was possible to verify that the blend forms a hydrogel with the capacity to absorb water about 350% of its mass. Through the analysis of water absorption, it was possible to verify that the blend forms a hydrogel with the capacity to absorb water about 350% of its mass. Through UV-Vis spectroscopy at exposure times of 1 to 14 days, it was possible to verify that the device can act on the slow-release of urea when exposed to water, and the release occurs in two phases, an initial phase in which, in the first day, the effect of leaching the surface urea occurs, and a later one, in which the partial diffusion of urea in the hydrogel occurs, causing a slow-release rate. Analysis of influence on growth and biomass balance through the study of germination in corn seeds, onion root development and toxicological analysis in aqueous systems through the use of Artemia salina are in progress with the objective of determining its efficiency in crops and its toxicity in the environment.