Title

INFLUÊNCIA DO TAMANHO DE CADEIA DO NÃO SOLVENTE NA NANOPRECIPITAÇÃO DO AMIDO EM FILMES TERMOPLÁSTICOS PARA USO EM EMBALAGENS

THE INFLUENCE OF THE NON-SOLVENT’S CHAIN SIZE IN CORN STARCH NANOPRECIPITATION IN THERMOPLASTIC FILMS FOR PACKAGING APPLICATIONS

Authorship

SÁ, MARIA FERNANDA VILLAÇA COELHO DE; SIMÃO, RENATA ANTOUN; MENDONÇA, TIAGO DOS SANTOS

SÁ, MARIA FERNANDA VILLAÇA COELHO DE

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SIMÃO, RENATA ANTOUN

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MENDONÇA, TIAGO DOS SANTOS

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DOI

10.5151/2594-4711-42756

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Abstract

Este estudo propõe a formulação de filmes termoplásticos à base de amido de milho, uma matéria-prima barata, renovável e de origem natural. O amido é um polissacarídeo originado de plantas como milho, batata e arroz, com aplicações contínuas na indústria de bebidas, alimentos e produção de combustíveis. Por ser financeiramente acessível, renovável e biodegradável, o amido destaca-se como uma matéria-prima promissora para a produção de materiais ambientalmente sustentáveis [1]. Este trabalho tem como objetivo desenvolver filmes termoplásticos de amido para uso em embalagens, como substitutos de polímeros derivados do petróleo. Os filmes foram produzidos por casting, onde o amido foi adicionado à água, com e sem adição de glicerol, um plastificante natural. Após a homogeneização por agitação a 400 rpm e gelatinização por 30 minutos a 90 °C, o álcool etílico ou isopropílico foi adicionado gota a gota como não solvente para induzir a nanoprecipitação do amido [2]. Estudos preliminares mostram que as nanopartículas formadas melhoraram as propriedades mecânicas, aumentando a resistência à tração e a hidrofobicidade dos filmes. A formação das nanopartículas ocorreu precisamente com a adição de álcoois durante a gelatinização do amido, enquanto a presença de glicerol não promoveu o aumento na formação de nanopartículas [2]. Testes de tração e medições de ângulo de contato foram realizados para caracterizar as propriedades físicas dos filmes desenvolvidos neste estudo. Para a caracterização química, foram utilizadas Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e análise de nanopartículas por Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS).

THIS STUDY PROPOSES FORMULATING THERMOPLASTIC FILMS BASED ON CORN STARCH—A LOW‑COST, RENEWABLE, NATURAL RAW MATERIAL. STARCH IS A POLYSACCHARIDE DERIVED FROM PLANTS SUCH AS CORN, POTATOES, AND RICE, WITH ONGOING APPLICATIONS IN THE BEVERAGE, FOOD, AND FUEL INDUSTRIES. BECAUSE IT IS AFFORDABLE, RENEWABLE, AND BIODEGRADABLE, STARCH STANDS OUT AS A PROMISING FEEDSTOCK FOR PRODUCING ENVIRONMENTALLY SUSTAINABLE MATERIALS [1]. THE GOAL OF THIS WORK IS TO DEVELOP STARCH‑BASED THERMOPLASTIC FILMS FOR PACKAGING APPLICATIONS, AS SUBSTITUTES FOR PETROLEUM‑DERIVED POLYMERS. THE FILMS WERE PRODUCED BY CASTING: STARCH WAS DISPERSED IN WATER, WITH AND WITHOUT THE ADDITION OF GLYCEROL (A NATURAL PLASTICIZER). AFTER HOMOGENIZATION BY STIRRING AT 400 RPM AND GELATINIZATION FOR 30 MINUTES AT 90 °C, ETHYL OR ISOPROPYL ALCOHOL WAS ADDED DROPWISE AS A NONSOLVENT TO INDUCE STARCH NANOPRECIPITATION [2]. PRELIMINARY STUDIES SHOW THAT THE RESULTING NANOPARTICLES IMPROVED THE MECHANICAL PROPERTIES, INCREASING THE FILMS’ TENSILE STRENGTH AND HYDROPHOBICITY. NANOPARTICLE FORMATION OCCURRED SPECIFICALLY UPON ALCOHOL ADDITION DURING STARCH GELATINIZATION, WHEREAS GLYCEROL DID NOT ENHANCE NANOPARTICLE FORMATION [2]. TENSILE TESTS AND CONTACT‑ANGLE MEASUREMENTS WERE PERFORMED TO CHARACTERIZE THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE FILMS DEVELOPED IN THIS STUDY. FOR CHEMICAL CHARACTERIZATION, ATOMIC FORCE MICROSCOPY (AFM), FOURIER‑TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY (FTIR), X‑RAY DIFFRACTION (XRD), AND NANOPARTICLE ANALYSIS BY DYNAMIC LIGHT SCATTERING (DLS) WERE EMPLOYED.

Keywords

Amido, Nanoprecipitação, Termoplástico, Biodegradável