Degradação de blendas poliméricas por microrganismos de solo e de chorume

Abstract

Os plásticos vêm sendo cada vez mais utilizados em nosso cotidiano em diversos tipos de produtos, no entanto, esses materiais são muito persistentes no ambiente, o que aumenta a quantidade de resíduos plásticos depositados nos aterros sanitários. A mistura de polímeros buscando obter materiais com diferentes propriedades mecânicas e degradativas pode ser um caminho para facilitar a adesão microbiana na matriz polimérica e contribuir para alterar o tempo de degradação desses materiais em aterros sanitários. Este trabalho teve como objetivo investigar a biodegradação de filmes de blendas de PP/PCL obtidos por fusão e PVC/PCL, PVA/PCL e PVA/PVC obtidos por casting, utilizando microrganismos do solo e de chorume, através dos métodos de respirometria de Bartha, Espectroscopia de Absorção no infravermelho (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Medidas de ângulo de contato e Perda de massa. Os resultados mostraram que no solo, os filmes sofreram biodegradação oxidativa. Com a adição de chorume, ocorreu uma erosão superficial e diminuição da biodegradação, devido à mudança no sistema microbiano. A biodegradação em todos os filmes foi influenciada pela morfologia da matriz polimérica (principalmente a cristalinidade). O PVA favorece a biodegradação do PVC e o PVC inibe a degradação do PVA. Efeito semelhante ocorre com PVC/PCL. O PCL favorece a biodegradação do PVC na blenda e o PVC inibe a rápida biodegradação do PCL. A presença de grupos ésteres na matriz polimérica é fundamental para a ação microbiana, isto é, hidrólise enzimática dos mesmos. Um aumento de cristalinidade do polímero também é considerado um processo degradativo.

Plastics are being increasingly used in our daily life in different types of products, however, these materials are very persistent in the environment, which increases the amount of plastic waste deposited in landfills. The mixture of polymers in different mechanical and degradative properties can be a way to facilitate the microbial adhesion in the polymeric matrix and help to modify the time of degradation of these materials in landfills. This work aims to investigate the biodegradation of films from blends of PP / PCL, obtained by melting and PVC / PCL, PVA / PCL and PVA / PVC, obtained by casting, using microorganisms soil and chorume, through methods of Bartha's respirometry, Spectroscopy infrared absorption (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electron Microscopy (SEM), angle of contact and loss of weight. The results showed that in the soil, the films have undergone oxidative degradation. With the addition of chorume, there was a surface erosion and decreased degradation, due to the change in the microbial system. The degradation in all films was influenced by the morphology of the polymer matrix (mainly crystallinity). The degradation of PVA helps the blend (PVA/PVC) degradation and the PVC inhibits the degradation of the PVA in the blend. Similar effect occurs with PVC/PCL. PCL helps the degradation of PVC in the blend and PVC inhibits the degradation of the PCL. The esther group presence in polymer matrix is fundamental to allow the microbial action, i.e., enzymatic hydrolysis of these groups. Polymer crystallinity increase is considered a degradative process.