Influência de pró-degradante em polipropileno para aplicação em agrotêxtil

Abstract

O agrotêxtil é uma manta de nãotecido que tem como característica a leveza e a porosidade e pode ser posicionado diretamente nas plantas sem necessidade de estrutura, garantindo uma boa proteção à lavoura, com custo mais baixo se comparado as estufas. Esta é uma alternativa já amplamente utilizada para suprir a diminuição do uso de agrotóxicos nas lavouras. O agrotêxtil é descartável e usados por ciclo, podendo ser utilizado em dois ciclos dependendo do material do agrotêxtil e do manejo do mesmo pelo agricultor. Isso acaba gerando uma grande quantidade de resíduo que é enviado para aterro sanitário. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um material que garanta as propriedades necessárias para um agrotêxtil e possua característica biodegradável para diminuir o volume em aterro sanitário. Neste trabalho foram avaliadas amostras de nãotecido sem pró-degradante e com 1 e 2% de pró-degradante orgânico comercial. A adição deste pró-degradante se deu na forma de masterbach na produção do nãotecido. A partir disso, foi avaliada a caracterização deste pró- degradante através das análises de Termogravimetria (TGA), Cromatografia Gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS) e Calorimetria Exploratório Diferencial (DSC), as propriedades mecânicas na tração e as propriedades de permeabilidade ao ar, tensão superficial e hidrofilia. As amostras também foram submetidas a envelhecimento sob condição de intemperismo natural, degradação em solo normal, degradação em solo simulado de aterro sanitário e avaliação da toxicidade através do teste de germinação. As propriedades de alongamento e permeabilidade ao ar foram impactadas pela adição do pró-degradante podendo ser associada ao início da degradação termomecânica oxidativa do polipropileno que ocorre normalmente durante o processamento. As mesmas análises das propriedades mecânicas foram realizadas no período após 148 dias da produção. Resultados do alongamento da amostra sem pró-degradante demonstrou uma redução maior quando comparado às amostras com pró-degradante. Esse comportamento pode ser associado ao aumento de fases cristalinas com a adição do pró-degradante, que por sua vez, é confirmado através do resultado na análise de DSC. Amostras expostas ao intemperismo natural no período de 56 dias apresentou mudanças drásticas na integridade das amostras de nãotecido com 1 e 2% de pró-degradante. Na análise de biodegradação em ambiente simulado de aterro sanitário foi evidenciado um aumento significativo nas amostras com pró- degradante quando comparada a amostra sem pró-degradante. A amostra com 2% de pró-degradante gerou resultados mais acentuados de biodegradação em aterro sanitário e degradação em intemperismo sem perdas significativas das propriedades mecânicas e de permeabilidade, se comparado com a amostra de 1%.

The agrotextile is a nonwoven blanket that has the characteristic of lightness and porosity and can be positioned directly on the plants without the need for structure, ensuring good protection to the crop, with lower cost compared to greenhouses. This is an alternative already widely used to supply the decrease in the use of pesticides in crops. The agrotextile is disposable and used by cycle, and can be used in two cycles depending on the material of the agrotextile and the handling of the same by the farmer. This ends up generating a large amount of waste that is sent to landfill. In this sense, the objective of this work was to develop a material that guarantees the necessary properties for an agrotextile and has a biodegradable characteristic to reduce the volume in landfill. In this work, nonwoven samples were evaluated without pro-degrader and with 1 and 2% of commercial organic pro-degrader. The addition of this pro-degradant occurred in the form of masterbach in the production of nonwoven. From this, the characterization of this pro-degradant was evaluated through the analysis of Thermogravimetry (TGA), Gas Chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and Differential Scanning Calorimetry (DSC), the mechanical properties in the traction and the properties of air permeability, surface tension and hydrophilicity. The samples were also subjected to aging under conditions of natural weathering, degradation in normal soil, degradation in simulated landfill soil and evaluation of toxicity through the germination test. The elongation and air permeability properties were impacted by the addition of the pro-degradant and can be associated with the beginning of the oxidative thermomechanical degradation of polypropylene that normally occurs during processing. The same analyzes of mechanical properties were carried out in the period after 148 days of production. Results of the elongation of the sample without a pro-degradant showed a greater reduction when compared to samples with a pro-degradant. This behavior can be associated with the increase of crystalline phases with the addition of the pro-degradant, which in turn, is confirmed through the result in the DSC analysis. Samples exposed to natural weathering in the period of 56 days showed drastic changes in the integrity of the nonwoven samples with 1 and 2% prodegradant. In the analysis of biodegradation in a simulated landfill environment, a significant increase was evidenced in the samples with pro-degradant when compared to the sample without pro-degrader. The sample with 2% of prodegradant generated more accentuated results of biodegradation in landfill and degradation in weathering without significant losses of mechanical properties and permeability, when compared with the sample of 1%.