Nanocompósitos de poli(adipato-co-tereftalato de butileno)-PBAT e óxido de grafeno, visando aplicações de embalagens e filmes mulch: caracterização, biodegradação e ecotoxicidade.

• Processo: 22/06541-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Guilhermino José Macêdo Fechine
• Beneficiário: Patrícia Moraes Sinohara Souza
• Instituição Sede: Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias. Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Biodegradação Caracterização Ecotoxicidade Grafenos Nanocompósitos Polímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biodegradação | Caracterização | ecotoxicidade | Grafeno | nanocompósitos | Pbat | Polímeros

Resumo

Este projeto de pesquisa propõe o estudo de nanocompósitos de PBAT com óxido de grafeno, para uso em embalagens de alimentos, e de nanocompósitos de PBAT com óxido de grafeno e negro de fumo, para aplicação em filmes mulch, visando a melhoria de propriedades mecânicas e de barreira, parâmetros estes importantes para viabilizar o polímero PBAT como alternativa biodegradável aos plásticos convencionais e reduzir o volume de resíduos a serem dispostos em aterros sanitário. O óxido de grafeno, após sintetizado, será caracterizado por meio de Espectroscopia Raman, Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS), Difração de Raios-X, Microscopia por Força Atômica (AFM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). Os nanocompósitos serão produzidos por mistura no fundido, mediante extrusão, e posteriormente caracterizados quanto às propriedades de barreira a gases, mecânicas e de transmissão de luz. A morfologia será avaliada pelas técnicas de Difração de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). As propriedades térmicas serão analisadas por meio de Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) e Análise Termogravimétrica (TGA). A partir dos resultados de caracterização de nanocompósitos será selecionada uma formulação voltada à aplicação em embalagem e uma formulação voltada à aplicação em filme mulch, para a análise de biodegradação, a ser realizada de acordo com a norma ASTM D5988. Os bioensaios com Folsomia candida e Allium cepa serão empregados para avaliação de possíveis impactos ecotoxicológicos do solo. Pelo bioensaio com Allium cepa serão avaliados os endpoints de citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade em amostras de solubilizados de solo, preparadas ao longo da biodegradação. Pelo bioensaio com Folsolmia candida, será avaliado o endpoint de reprodução, após exposição dos organismos diretamente no solo, ao longo dos diferentes períodos da biodegradação. Este projeto conta com a colaboração de renomados pesquisadores, nacional e internacional, especializados em processamento de filmes poliméricos por co-extrusão (Prof. João Maia, Case Reserve Western University, EUA) e ecotoxicidade (Profa. Maria Aparecida Marin­-Morales, UNESP - Rio Claro).