Estudo de comportamento térmico e de biodegradação de PHBV4% modificado com hidroxiácido

Abstract

O PHB (poli 3-hidroxibutirato), um homopolímero importante pelas suas propriedades de biodegradabilidade e biocompatibilidade, que quando submetido aos processamentos reológicos tradicionais de extrusão e injeção o PHB sofre degradação térmica e com isso os materiais produzidos possuem propriedades mecânicas que limitam seu uso. Considerando o monômero do PHB, ácido 3- hidroxibutírico, foi proposto o estudo da interação dos ácidos málico, glicólico, tartárico e mandélico que possuem os grupos funcionais hidroxila e carboxila em suas estruturas. Estes hidroxiácidos podem ser obtidos a partir de fontes naturais e assim pode-se obter um novo material polimérico com as mesmas propriedades de biodegradabilidade e biocompatibilidade do PHB4V% (poli 3-hidroxibutirato contendo 4% do monômero 3-hidroxivalerato), porém com maior potencial de aplicação. Por meio de estudo de comportamento térmico empregando as técnicas de TG-DTA e DSC foi possível definir qual das amostras de filmes apresentaram menor temperatura de fusão cristalina, transição vítrea e por outro lado maior temperatura de cristalização e maior estabilidade térmica. A partir de estudo cinético foi determinado o fator pre exponencial de Arrhenius (A) e energia de ativacao (E) da reação de cristalizacao analisada por DSC, no qual foi observado que o ácido tartárico interagiu com as cadeias do PHBV4%, enquanto que o ácido málico apresentou-se como um aditivo no filme. Amostras dos filmes de PHBV4% com hidroxiácidos derivatizados com álcool isoamílico foram analisadas por GC-FID para identificação e quantificação monomérica. Aplicando a metodologia validada foi possível analisar amostras dos filmes com segurança analítica simultaneamente os derivados dos ácidos 3-hidroxibutírico, málico, glicólico, mandélico e tartárico, nos...

PHB (poly 3-hydroxybutyrate) homopolymer is an important biocompatible and biodegradable material, however when it is processed using the typical extrusion and injection rheological techniques the PHB is thermally unstable and thus the obtained materials have limited mechanical properties. Considering the monomer in the PHB chain, the 3-hydroxybutyric acid it has been proposed to study the interaction with malic, glycolic, tartaric and mandelic acid with PHB. Those hydroxyacids have hydroxyl and carboxyl functional groups in their structures, so it was expected some physical and chemical interactions. The hydroxyacids production is based on natural process and then a new polymeric material will maintain the same properties of biodegradability and biocompatibility presented by PHB4V% (poly 3-hydroxybutyrate containing 4% of 3-hydroxyvalerate monomer), nevertheless with better potential for its applications. The thermal behavior study, using the TG-DTA and DSC techniques were important to define which of the sample films showed lower melting point, glass transition and on the other hand higher crystallization temperature with higher thermal stability. From the kinetic study we determined the Arrhenius´s ... (Complete abstract click electronic access below)