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Development of biodegradable polymeric nanocomposites from pectin, starch and layered double hydroxides

Grant number: 10/11584-5
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Doctorate
Start date: December 01, 2010
End date: October 02, 2014
Field of knowledge:Engineering - Materials and Metallurgical Engineering - Nonmetallic Materials
Principal Investigator:Luiz Henrique Capparelli Mattoso
Grantee:Francys Kley Vieira Moreira
Host Institution: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). São Carlos , SP, Brazil
Associated scholarship(s):12/21867-0 - Development of bionanocomposite films based on starch, pectin and layered double hydroxides through continuous process, BE.EP.DR

Abstract

Os paradigmas da sustensabilidade vêm promovendo nos últimos anos um crescente interesse no uso de polímeros de fonte renovável para diversas aplicações. Pectina (PEC), um polissacarídeo biodegradável de origem vegetal, tem grande potencial de aproveitamento para o desenvolvimento de novos materiais e quando associada com amido termoplástico (TPS) em blendas poliméricas, é possível obter novas propriedades e balancear o custo final do material. Embora as propriedades mecânicas da blenda TPS/PEC possam ser inferiores quando comparadas às dos polímeros convencionais, a incorporação de agentes de reforço nanométricos surge como uma rota atrativa para melhorar as propriedades destes sistemas poliméricos.O presente projeto traz como proposta o desenvolvimento de filmes biodegradáveis de pectina e amido e o uso de nanopartículas de hidróxidos duplos lamelares (HDL) para potencializar as propriedades mecânicas, térmicas e de barreira destes sistemas. HDL são uma classe de nanopartículas bidimensionais que vêm despertando grande interesse na área de nanocompósitos devido a sua eco-compatibilidade, toxicidade nula, facilidade de preparação e propriedades específicas como agente de reforço. As nanopartículas de HDL com diferentes composições químicas serão sintetizadas por rotas de co-precipitação e tratamento hidrotérmico, e posteriormente incorporadas em matrizes de pectina e amido via casting e extrusão. A nanoestrutura e propriedades dos sistemas pectina/amido/HDL serão avaliadas por testes mecânicos de tração e permeabilidade ao vapor de água, difração de raios-X, análises termo dinâmico-mecânica, microscopia eletrônica de transmissão dentre outras técnicas. Serão estabelecidas correlações entre composição, morfologia e dimensões dos HDL com as condições de processamento e propriedades finais dos nanocompósitos.

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Scientific publications (5)
(The scientific publications listed on this page originate from the Web of Science or SciELO databases. Their authors have cited FAPESP grant or fellowship project numbers awarded to Principal Investigators or Fellowship Recipients, whether or not they are among the authors. This information is collected automatically and retrieved directly from those bibliometric databases.)
MOREIRA, FRANCYS K. V.; DE CAMARGO, LAIS A.; MARCONCINI, JOSE M.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Nutraceutically Inspired Pectin-Mg(OH)(2) Nanocomposites for Bioactive Packaging Applications. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 61, n. 29, p. 7110-7119, . (10/11584-5)
LEITE, LILIANE S. F.; FERREIRA, CAIO M.; CORREA, ANA C.; MOREIRA, V, FRANCYS K.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Scaled-up production of gelatin-cellulose nanocrystal bionanocomposite films by continuous casting. Carbohydrate Polymers, v. 238, . (16/03080-3, 10/11584-5, 18/00278-2, 12/21867-0)
MOREIRA, FRANCYS K. V.; PEDRO, DANIEL C. A.; GLENN, GREGORY M.; MARCONCINI, JOSE M.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Brucite nanoplates reinforced starch bionanocomposites. Carbohydrate Polymers, v. 92, n. 2, p. 1743-1751, . (10/11584-5)
MUNHOZ, DAVI R.; BERNARDO, MARCELA P.; MALAFATTI, JOAO O. D.; MOREIRA, FRANCYS K. V.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Alginate films functionalized with silver sulfadiazine-loaded [Mg-Al] layered double hydroxide as antimicrobial wound dressing. International Journal of Biological Macromolecules, v. 141, p. 504-510, . (10/11584-5, 12/21867-0, 18/07860-9)
MUNHOZ, DAVI R.; MOREIRA, V, FRANCYS K.; BRESOLIN, JOANA D.; BERNARDO, MARCELA P.; DE SOUSA, CRISTINA P.; MATTOSO, LUIZ H. C.. Sustainable Production and In vitro Biodegradability of Edible Films from Yellow Passion Fruit Coproducts via Continuous Casting. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 6, n. 8, p. 9883-9892, . (10/11584-5, 12/21867-0)