Blendas poli(ácido lático)/poli(vinil álcool): avaliação do efeito da modificação química do poli(ácido lático) e da presença de monobutilmaleato

Abstract

Este trabalho, organizado em três capítulos, relata no Capítulo I, um estudo detalhado da estrutura química do produto de uma modificação química do PLA utilizando anidrido maleico e peróxido de dicumil, comumente reportada como uma reação de enxerto, bem como a caracterização de propriedades térmicas e reológicas de blendas poliméricas obtidas a partir do PLA modificado. Os resultados demonstraram que o material obtido é frágil e que a modificação química alterou o processo de cristalização. Foram observadas duas transições de segunda ordem, que corroboraram a inserção de ligações rígidas não rotacionáveis na cadeia do PLA. O Capítulo II, mostra um estudo amplo do efeito do monobutilmaleato (MBM), sintetizado a partir da esterificação do anidrido maleico com 1-butanol, como plastificante do PLA. Os resultados mostraram que o MBM representa boa alternativa como plastificante do PLA, diminuindo além das interações polímero-polímero e o emaranhamento das cadeias; facilitando o processo de relaxação visco-elástica dos filmes. Propriedades térmicas, mecânicas e reológicas dos filmes de PLA plastificados são intensamente discutidas neste capítulo. Blendas PLA/PVAL/MBM, nas quais estudou-se o efeito do MBM como plastificante e compatibilizante, foram objeto de discussão do Capítulo III. Os resultados apresentados mostraram que o MBM além de bom plastificante atua como agente compatibilizante. O comportamento compatibilizante do MBM foi percebido através das análises termo-dinâmico-mecânicas das blendas que mostraram o aparecimento de uma nova transição de interfase quando da adição de 20% de MBM em relação à matriz PLA em blendas PLA/PVAL na proporção 80/20. A supressão do efeito nucleante do PVAL pela adição de MBM também corrobora o efeito compatibilizante do mesmo e sua atuação na interface. Por fim, foram obtidos materiais de elevada flexibilidade e ampla possibilidade de aplicação no setor de embalagens biodegradáveis, representando relevante valor científico e gerando amplo conhecimento acerca da correlação entre os fenômenos e propriedades dos sistemas avaliados.<br>

Abstract : This study was divided in three chapters. Chapter I relates a detailed study about the chemical structure obtained from PLA chemical modification using maleic anhydride and dicumyl peroxide, commonly reported as a graft reaction, as well as a thermal and rheological characterization of blends obtained from modified PLA. The results showed that the obtained material is fragile and the chemical modification changed the crystallization process. In addition, it was observed two second order transition which corroborates the insertion of non-rotatable rigid bonds on the macromolecular chain through the chemical modification. Chapter II, shows a wide study from monobutylmaleate (MBM), a synthetized compound from maleic anhydride with 1- butanol as PLA plasticizer. According to results, MBM represents a great alternative as PLA plasticizer acting by decreasing polymer-polymer interactions and macromolecular chain entanglement facilitating the viscoelastic relaxation. Thermal, mechanical and rheological properties of PLA films are intensely discussed in this chapter. PLA/PVAL/MBM blends in which the plasticizer and compatibilizer MBM effect was studied, were the main discussion of the data showed in Chapter III. The results showed that besides being a good plasticizer MBM can act as a compatibilizer. The MBM compatibilizer behavior was comprehend by means of the thermo dynamic mechanical analysis. A new interphase transition appeared when 20% of MBM in PLA/ PVAL blends was added in relation to PLA matrix. The suppression of PVAL nucleation effect by MBM addition also corroborate for it compatibilizer effect by acting at polymers interface. Finally, materials of high flexibility were obtained making possible a wide application in biodegradable packaging sector, revealing a relevant scientific value and generating wide knowledge about the correlation between the properties and phenomena from the evaluated systems.