NANOCOMPÓSITOS BASEADOS EM POLI (BUTILENO ADIPATO-CO-TEREFTALATO) REFORÇADOS COM MATERIAIS RENOVÁVEIS NANOESTRUTURADOS PELO MÉTODO DE FREEZE-DRYING
O crescimento industrial, impulsionado pela expansão do mercado e pelo aumento populacional, tem intensificado o consumo de produtos e energia, resultando em maior geração de resíduos sólidos, especialmente plásticos. Esses materiais apresentam elevada persistência ambiental, podendo levar séculos para se degradarem, o que contribui significativamente para os impactos ambientais negativos. Diante desse cenário, observa-se o aumento do interesse da comunidade científica por alternativas sustentáveis, com ênfase no desenvolvimento de materiais biodegradáveis, sobretudo com potencial para aplicação em embalagens alimentícias. Os polímeros biodegradáveis têm sido amplamente estudados como substitutos aos polímeros sintéticos derivados de fontes fósseis. Entre eles, destaca-se o poli (butileno adipato-co-tereftalato) (PBAT), um copoliéster com propriedades favoráveis de flexibilidade, processabilidade e biodegradação. Contudo, esse material apresenta limitações, sobretudo quando comparado a outros, em termos de resistência mecânica e propriedades de barreira, o que pode restringir sua utilização em aplicações específicas. Para superar essas limitações, a incorporação de partículas nanoestruturadas (PNs) tem sido investigada como estratégia para o reforço estrutural e funcional de matrizes poliméricas. Dentre as PNs de maior interesse, os nanocristais de celulose (CNCs) têm se destacado por suas características como alta cristalinidade, baixa densidade, renovabilidade e excelente potencial como agente reforçante, além de apresentarem elevada resistência mecânica e módulo de Young. No entanto, devido à sua natureza hidrofílica, os CNCs apresentam baixa compatibilidade com matrizes hidrofóbicas, como o PBAT, resultando em dispersão limitada e menor interação interfacial. Para contornar essa limitação, o presente estudo empregou látex de borracha natural (LBN) como agente compatibilizante, com o objetivo de favorecer a interação entre os componentes do sistema. A deposição do CNC em LBN foi realizada por meio da preparação de PN contendo uma suspensão aquosa de CNC (4% m/v) associada a diferentes concentrações de LBN (0, 1, 5 e 10%), seguida de congelamento com nitrogênio líquido. As PNs obtidas foram incorporadas à matriz de PBAT por extrusão, em concentrações de 0,25; 0,5; 1; 3 e 5% em massa. Os filmes resultantes foram submetidos a análises físico-químicas, térmicas, mecânicas, morfológicas e de barreira, com o objetivo de avaliar o desempenho do material compósito. Os resultados obtidos indicaram que as formulações com menores teores de PNs e maiores concentrações de LBN apresentaram desempenho superior em comparação ao PBAT puro, com destaque para maior homogeneidade, reforço mecânico e menor permeabilidade. O método de produção adotado, por não utilizar solventes orgânicos, também contribuiu para a sustentabilidade do processo. Como continuidade do estudo, serão conduzidas análises de biodeterioração e desempenho dos filmes em condições reais de uso, visando à aplicação prática em embalagens biodegradáveis. O objetivo é desenvolver um material com propriedades adequadas de transparência, resistência mecânica, estabilidade térmica e biodegradabilidade, que seja tecnicamente eficiente e viável para produção em escala industrial.