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Atualmente, uma variedade de estudos relacionados ao descarte de sólidos sobre o meio ambiente vem sendo realizado. Os plásticos obtidos de materiais poliméricos sintéticos (derivados de petróleo) são inerentemente muito resistentes ao ataque da natureza. O maior grupo de polímeros utilizados em embalagens e materiais desta natureza, são as poliolefinas, que devido a sua resistência a peroxidação, água e microorganismos, sendo duráveis durante o uso.

A presente geração de polímero para embalagens de mercadorias (comerciais) não são biodegradáveis cujo uma escala realista de tempo, devido a presença de antioxidantes e isto tem sido intensivamente pesquisado por Indústrias e Universidades para desenvolver materiais poliméricos que satisfaçam as propriedades requeridas, mas que retornem ao Ciclo Biológico depois do uso.

A aproximação entre a Universidade e Empresa, desenvolvendo um trabalho conjunto na área de Ciência e Tecnologia de polímeros, dará uma nova perspectiva ao segmento, abrindo caminhos para a atuação no novo milênio.

A incorporação de amido em plásticos de “commodities” tem aumentado o interesse mundial para a obtenção de materiais biodegradáveis. O amido é um dos biopolímeros mais abundantes e totalmente biodegradável, decompondo-se a dióxido de carbono e água. Ele está disponível em grandes quantidades a partir de diversas fontes renováveis. A boa biodegradabilidade do amido pode também levar a novas aplicações especiais, tais como em matriz para a liberação controlada de drogas e pesticidas. Entretanto, o seu uso industrial, principalmente como embalagem, apresenta algumas vantagens como a perda de suas propriedades com o tempo, porque suas propriedades são altamente dependentes do teor de umidade presente nesses termoplásticos. Veja fluxograma 1. O amido é composto principalmente de duas macromoléculas distintas, a amilose e a amilopectina (Figura 5), ambas contendo unidades de α-D-(glicose). A amilose é um polímero linear ou ligeiramente ramificado, de massa molecular na faixa de contém ligações do tipo α-D-(1→4), mas possui ligações glicosídicas do tipo α-D- entre si no teor de água e na razão amilose/amilopectina. O teor de amilose na maioria dos grânulos de amido está na faixa de 20 a 30%. Em algumas espécies obtidas através de mutações genéticas esses teores podem ser alterados. Na amilomaize, o teor de

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Amilose está na faixa de 50 a 80% e na waxymaize o teor de Amilose pode ser até menor que 1%. Essas diferenças influenciam as propriedades físicas e de processamento dos grânulos desses amidos, bem como as propriedades mecânicas dos filmes obtidos a partir desses grânulos.

Para a obtenção de um termoplástico à base de amido por técnicas de processamento convencionais, tais como extrusão (Figura 6) e injeção, é necessário destruir o grânulo e sua natureza semicristalina. A estabilidade, transformação e propriedades físicas dos materiais à base de amido dependem da natureza das zonas amorfa e cristalina presentes na estrutura do grânulo. A transformação do amido granular em um termoplástico é influenciada pelas condições de processamento tais como temperatura, teor e tipo de plastificante e fontes do amido utilizado. Água e glicerol são os plastificantes mais geralmente utilizados para obtenção do termoplástico à base de amido (água e DMSO também). A influência desses plastificantes no rompimento dos grânulos de amido tem-se mostrado de grande interesse para a determinação das condições do seu processamento. Os amidos termoplásticos são bastante sensíveis à água e ao envelhecimento. As cadeias móveis do amido podem sofrer retrogradação e/ou cristalização, levando a mudanças indesejáveis nas suas propriedades termomecânicas. A estrutura do amido determina as propriedades desses materiais tais como estabilidade, biodegradabilidade, textura propriedades mecânicas e térmicas. Produtos de amido termoplástico têm sido desenvolvidos baseados apenas em amido e aditivos naturais. A escolha da fonte de amido é um fator. Poucos estudos foram feitos sobre as propriedades de termoplásticos obtidos a partir de Amilose e de amilopectina.

O desperdício de frutas no Brasil é bastante acentuado superando a produção total de muitos países da América Latina. A deterioração das frutas “ in natura” deve-se principalmente ao seu alto teor de umidade ( em torno de 75%) que, na temperatura ambiente, acarreta altas taxas de respiração , sendo também propícia para o desenvolvimento de fungos e ao ataque de insetos.

Em resumo, a preocupação em gerar novos materiais que substituam os atuais plásticos com propriedades físicas semelhantes e sejam biodegradáveis é de grande interesse não só nacional como mundial. O desenvolvimento destes materiais pode gerar uma nova perspectiva de produção no setor de plásticos e seus derivados a usos em sacolas plásticas e materiais descartáveis. Incentivando uma nova atenção das

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Universidades, Institutos e Centros de Pesquisas em investigar novos caminhos para a produção de plásticos biodegradáveis.

Figura 5: A amilose é um polímero linear ou ligeiramente ramificado, de massa molecular na faixa de 105 a 106 g/mol, unidas por ligações do tipo α-D-(1→4). A amilopectina também contém ligações do tipo α-D-(1→4), mas possui ligações glicosídicas do tipo α-D-(1→6) nos pontos de ramificação

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Figura 6: Extrusora, instrumento utilizado para a quebra dos grânulos de amidos e transformação deste em termoplático.

O por quê do amido ser biodegradável

Abundância Natural

Aplicações

Indústrias farmacêuticas

Indústrias Alimentícias

Indústrias Plásticos

Cápsulas de fármacos band aid

Edible Filmes Pães, macarrão e biscoitos

Em cosmético, substituição do talco

Packing and Foams Commodities

Filter

Fonte de Alimento para microorganismos

Alta Absorção de umidade

Despolimerização com a Luz

Abudante em raízes e sementes

Fluxograma 1: Aplicações do amido

3.2.2 Utilização da Celulose

A celulose é a substância que constitui as fibras de sustentação dos vegetais. É encontrada em todos os vegetais, constituindo membrana de suas células. Tendo a fórmula (C6H10O5)n. É encontrada em forma bastante pura no algodão, no linho, no rami, na paina, na juta, na caroá, etc. Justamente com outras matérias primas, principalmente a lignina, constitui a madeira. A celulose possui ligação β-(1→4) D-

Glucose. A celulose é constituída por longas cadeias filiformes de moléculas de β-D- glucose, que se ligam sucessivamente por ligações glicosídica-alcóolicas:

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CH2 OHC C O

CH2 OH R

R celulose

Figura 7: Estrutura da celulose

Duas moléculas de β-D-glucose ligadas dessa maneira constituem a celobiose. Pode-se, pois, dizer também que a celulose é formada de celobioses.

A fórmula da celulose é (C6H10O5)n. O valor de n tem sido determinado por diversos métodos e os valores encontrados variam de 100 a 800, o que faz a sua massa molecular ficar compreendida entre 16000 e 130000

Propriedades da Celulose

A celulose é uma substância branca, de aspecto fibroso, insolúvel na água e nos solventes orgânicos. Dissolve-se, porém, formando dispersão coloidal, no reagente de Schuleitzer. Esse reagente é uma solução amoniacal de hidróxido de cobre I, na qual existe o complexo [C4(NH3)4](OH)2, denominado hidróxido de tetramin cobre I. Ao acidular a solução, com o que se destrói o complexo, precipita-se a celulose.

A celulose pode ser hidrolisada, pela ação de ácidos minerais, desdobrando-se em glucose. Baseando-se nessa reação, há um processo industrial de fabricação de glucose, a partir da madeira rica em celulose. A glucose assim obtida é chamada de açúcar de madeira. Quando se trata rapidamente a celulose por ácido sulfúrico concentrado e logo a seguir ela é lavada com água, suas fibras se tornam translúcidas e perdem a propriedade de absorver água. Aplicando-se esse tratamento a folhas de papel de filtro (celulose), obtém-se o chamado papel pergaminho ou pergaminho vegetal.

Obtenção da Celulose

A celulose é obtida industrialmente a partir da madeira. Esta é tratada com bissulfito de cálcio [Ca(HSO3)2] para destruir a lignina, resultando a celulose mais ou menos pura.

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Em forma pura é obtida a partir do algodão, pelo tratamento com álcalis diluídos, hipoclorito se sódio e solventes orgânicos.

Empregos da Celulose

A celulose é empregada na fabricação de papel, de tecidos e como matéria-prima na fabricação da seda artificial; de explosivos, de colódio, de celulóide, etc.

Reações da Celulose

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