Análise da degradação do PLA em ambiente marinho simulado

Abstract

O uso do polímero biodegradável Ácido Polilático (PLA) tem crescido nas últimas décadas e uma de suas muitas aplicações se dá na produção de peças por impressão 3D. Porém, ainda existem relativamente poucos estudos que investiguem como objetos impressos em PLA se comportam em ambiente marinho, um destino comum para o lixo polimérico. Portanto, o objetivo do presente estudo era investigar as propriedades de corpos de prova impressos em PLA imersos em um ambiente marinho simulado por 30, 60 e 90 dias. Os resultados dos ensaios de FTIR, confirmados pelos resultados de TGA e DSC demonstraram que o material sofreu degradação hidrolítica acompanhada de um aumento no grau de cristalinidade. Em decorrência dessa mudança foi observado, nas imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), o surgimento de microfissuras na superfície dos corpos de prova após 90 dias em ambiente marinho simulado. Por conseguinte, estas alterações implicaram na perda de propriedades mecânicas evidenciadas tanto nos ensaios de tração quanto nos ensaios de impacto. Esses resultados indicaram um processo lento de degradação em condições marinhas simuladas em conformidade com os baixos níveis de CO2 registrados nos ensaios respirometricos.

The use of biodegradable polylactic acid (PLA) has been increasing rapidly in the last decades and among a range of applications is the production of 3D printed products. However, relatively few studies have investigated how PLA-printed objects behave in a marine environment, which is a common destination for polymeric waste. Therefore, the purpose of the present study was to investigate the properties of 3D printed PLA specimens immersed in a simulated marine environment for 30, 60 and 90 days. Spectroscopic data (FT-IR) confirmed by thermal analysis (TGA and DSC) indicated that the material underwent hydrolytic degradation accompanied by an increase on crystallinity degree. These changes led to the appearance of micro-cracks on the surface of specimens after 90 days in a simulated marine environment evaluated by SEM and consequent loss of mechanical properties were found in tensile and impact tests. These results indicated a slow process of degradation under simulated marine conditions in compliance with the low levels of CO2 recorded in the respirometry tests.