Submitted by Luiza Santos (lukgsantos@gmail.com) on 2018-09-17T21:17:37Z No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2018-09-17T23:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2018-09-17T23:33:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T23:33:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Luiza Gouvêa Santos - Dissertação.pdf: 10565562 bytes, checksum: 13492cd06232cc330f2ba1e52264b916 (MD5) BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf: 568109 bytes, checksum: a2c43c4628375f2a395644298e50473d (MD5) Previous issue date: 2018-07-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Poly (lactic acid) (PLA) is a non-toxic, transparent and biodegradable aliphatic polyester, produced from renewable raw materials. This polymer meets several requirements for packaging applications, but is fragile and has lower gas and water vapor barrier properties, compared to polymers currently used in this application. The formation of PLA blends with poly (ethylene-co-vinyl alcohol) (EVOH), which has transparency and good gas barrier properties, is an advantageous alternative to modify this biodegradable polymer, in order to obtain better mechanical and barrier properties without loss of transparency. This research objective was to develop biodegradable PLA/EVOH nanoblends, for packaging application, through reactive extrusion followed by the production of films. EVOH was added in 3, 5 and 10 wt%. Two compatibilization systems, containing epoxy as the reactive group, and a catalyst of the reaction between epoxy and hydroxyl, were used for interfacial modification. The influence of the dispersed phase content, the use of different compatibilizers and the presence of the catalyst in the thermal, mechanical, rheological, optical and barrier properties, as well as the the morphology of the blends, were analyzed. It was possible to observe a reduction in the diameter of the dispersed EVOH particles in the PLA matrix through reactive extrusion and addition of compatibilizing systems. The reduction was even more significant with the use of the catalyst, reaching values very close to the nanometric scale, but resulted in the degradation of the PLA matrix. The blends compatibilized with GMA and peroxide presented the best mechanical performance, however still very close to the PLA matrix. The barrier properties of all blends were higher than those of PLA. The blends showed transparency when the film is positioned close to the object, thus presenting sufficient optical property for packaging application. / O poli (ácido láctico) (PLA) é um poliéster alifático, atóxico, transparente e biodegradável, produzido a partir de matérias-primas renováveis. Este polímero atende a vários requisitos para aplicação em embalagens, porém é frágil e apresenta propriedades menores de barreira a gases e ao vapor de água, em comparação a polímeros utilizados atualmente nesta aplicação. A formação de blendas de PLA com o poli (etileno-co-álcool vinílico) (EVOH), que possui transparência e boas propriedades de barreira a gases, apresenta-se como uma alternativa vantajosa para modificar esse polímero, a fim de se obter melhores propriedades mecânicas e de barreira, sem a perda da transparência. Esta pesquisa teve como objetivo o desenvolvimento de nanoblendas PLA/EVOH biodegradáveis para aplicação em embalagens por meio de extrusão reativa seguida da produção de filmes. O EVOH foi adicionado em 3, 5 e 10% em massa. Dois sistemas de compatibilização, contendo o grupo reativo epóxi, além de um catalisador da reação entre o epóxi e a hidroxila, foram utilizados para modificação interfacial. A influência do teor da fase dispersa, do uso dos diferentes compatibilizantes e da presença do catalisador nas propriedades térmicas, mecânicas, reológicas, ópticas e de barreira, assim como na morfologia das blendas, foi analisada. Foi possível observar redução no diâmetro das partículas dispersas de EVOH na matriz de PLA, através de extrusão reativa e adição dos sistemas compatibilizantes. A redução foi ainda mais significativa com o uso do catalisador ZnSt2, atingindo valores muito próximos à escala nanométrica, porém resultou na degradação da matriz PLA. As blendas compatibilizadas com GMA e peróxido apresentaram o melhor desempenho mecânico, entretanto ainda muito próximo ao da matriz PLA. As propriedades de barreira de todas as blendas foram superiores à do PLA. As blendas apresentaram transparência quando o filme é posicionado próximo ao objeto, apresentando assim propriedade óptica suficiente para aplicação em embalagens. / CNPq: 134655/2016-8

A incorporação e encapsulamento de fertilizantes em blendas poliméricas são métodos que podem ser usados para reduzir perdas e minimizar a poluição ambiental. Neste trabalho, blendas de Proteína Isolada de Soja (SPI) e Poli(ácido lático) (PLA) foram usadas para incorporar o fertilizante NPK (nitrogênio, fósforo e potássio) granular. A influência de concentração dos biopolímeros na mistura foi examinada por Calorimetria exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). A incorporação efetiva dos nutrientes no solo é dependente do controle da liberação dos mesmos. Porém as aplicações destes nutrientes estão relacionadas aos métodos e às condições do solo. Um método para reduzir perdas de nutrientes é a liberação controlada dos mesmos. Sendo assim, a preparação de blendas baseadas em biopolímeros constituídos de SPI e PLA, para a liberação controlada, se torna viável. SPI e PLA ou SPI, PLA e NPK foram misturados previamente com plastificante e processados através de mistura mecânica, em um misturador de alto torque do tipo Haake , a temperatura de processo foi mantida a 165 ºC durante 5 minutos à velocidade de 90 rpm. Estes parâmetros foram aplicados para todas as blendas. As blendas foram preparadas seguindo a razão SPI/PLA de 1,5, 2,3 e 4,0, usando diferentes porcentagens de plastificante (5 a 16%). Para a mistura que contém NPK o mesmo método foi utilizado. A adição do fertilizante ocorreu após da fusão do PLA. A taxa de liberação dos nutrientes foi calculada pela condutividade do sistema, decorrente da ionização dos sais dos fertilizantes. A concentração dos íons monitorados aumentou com o tempo, evidenciando a liberação dos fertilizantes. Os testes dinâmicos foram realizados sob agitação contínua com 100 mL de água, 1,6 ±0,2g de amostra e 180 horas. A taxa de liberação é uma função da morfologia das blendas e pode ser controlada pela porosidade das mesmas. O uso de blendas como veículo para o fertilizante diminui a liberação deste de forma apreciável (aproximadamente oito vezes) quando comparado ao componente puro. A redução acontece quando a fase amorfa aumenta, esta fase está relacionada à SPI. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-29T19:38:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luciane Calabria.pdf: 2695342 bytes, checksum: 30e97111b374f9a53e5091c1e5632c46 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-29T19:38:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Luciane Calabria.pdf: 2695342 bytes, checksum: 30e97111b374f9a53e5091c1e5632c46 (MD5) / The incorporation and encapsulation of fertilizers in polymers blends are methods that can be used to reduce losses and to minimize environmental pollution. In this work, blends of Soy Protein Isolate (SPI) and Polylactide Acid (PLA) were used to incorporate the granular fertilizer NPK (nitrogen, phosphorus and potassium). The blends were obtained from mechanical mixture in a Haake´s high shear mixer. The influence of concentration of the biopolymers in the blends, was examined by differential scanning calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The morphology of the blends can control the diffusion of the fertilizers, also modulating the release. The effective incorporation of the nutrients to the soil is related to the control release control. However, the applications of these nutrients are linked to the methods and the soil conditions. One method for to reduce losses of nutrients is the slow-release. In this way, the preparation of biopolymers blends based in Soy Protein Isolate (SPI) and Polylactide Acid (PLA) for the controlled-release becomes viable. SPI and PLA or SPI, PLA and NPK were previously mixed whit plasticizers and submited to mechanical mixture, in a Haake high shear mixer. The process was performed at 165 ºC for 5 minutes at speed of 90 rpm. These parameters were applied for all blends containing SPI/PLA rate of 1.5, 2.3 and 4.0. For some blends 5 to 15% of plasticizer was added to study its effects. For the blend containing NPK the same method was utilized with addiction of the fertilizer, after the fusion of the PLA. The release rate of nutrients was estimated by the conductivity promoted by the ionization of thefertilizer salts. The ions concentration increase with time due to the release of the fertilizers. The dynamic tests were conducted in a beaker under continuously agitation with 100 mL of water, 1.6 ±0.2g. of sample and 180 hours. The release rate is a function of the blends morphology, and it can be controlled by the porosity. The use of blends as vehicle decreases the release of the fertilizer when compared to the pure component, for about eight times. The relationship increase with the amorphous phase which is related to the SPI.

A incorporação e encapsulamento de fertilizantes em blendas poliméricas são métodos que podem ser usados para reduzir perdas e minimizar a poluição ambiental. Neste trabalho, blendas de Proteína Isolada de Soja (SPI) e Poli(ácido lático) (PLA) foram usadas para incorporar o fertilizante NPK (nitrogênio, fósforo e potássio) granular. A influência de concentração dos biopolímeros na mistura foi examinada por Calorimetria exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TGA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). A incorporação efetiva dos nutrientes no solo é dependente do controle da liberação dos mesmos. Porém as aplicações destes nutrientes estão relacionadas aos métodos e às condições do solo. Um método para reduzir perdas de nutrientes é a liberação controlada dos mesmos. Sendo assim, a preparação de blendas baseadas em biopolímeros constituídos de SPI e PLA, para a liberação controlada, se torna viável. SPI e PLA ou SPI, PLA e NPK foram misturados previamente com plastificante e processados através de mistura mecânica, em um misturador de alto torque do tipo Haake , a temperatura de processo foi mantida a 165 ºC durante 5 minutos à velocidade de 90 rpm. Estes parâmetros foram aplicados para todas as blendas. As blendas foram preparadas seguindo a razão SPI/PLA de 1,5, 2,3 e 4,0, usando diferentes porcentagens de plastificante (5 a 16%). Para a mistura que contém NPK o mesmo método foi utilizado. A adição do fertilizante ocorreu após da fusão do PLA. A taxa de liberação dos nutrientes foi calculada pela condutividade do sistema, decorrente da ionização dos sais dos fertilizantes. A concentração dos íons monitorados aumentou com o tempo, evidenciando a liberação dos fertilizantes. Os testes dinâmicos foram realizados sob agitação contínua com 100 mL de água, 1,6 ±0,2g de amostra e 180 horas. A taxa de liberação é uma função da morfologia das blendas e pode ser controlada pela porosidade das mesmas. O uso de blendas como veículo para o fertilizante diminui a liberação deste de forma apreciável (aproximadamente oito vezes) quando comparado ao componente puro. A redução acontece quando a fase amorfa aumenta, esta fase está relacionada à SPI. / The incorporation and encapsulation of fertilizers in polymers blends are methods that can be used to reduce losses and to minimize environmental pollution. In this work, blends of Soy Protein Isolate (SPI) and Polylactide Acid (PLA) were used to incorporate the granular fertilizer NPK (nitrogen, phosphorus and potassium). The blends were obtained from mechanical mixture in a Haake´s high shear mixer. The influence of concentration of the biopolymers in the blends, was examined by differential scanning calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The morphology of the blends can control the diffusion of the fertilizers, also modulating the release. The effective incorporation of the nutrients to the soil is related to the control release control. However, the applications of these nutrients are linked to the methods and the soil conditions. One method for to reduce losses of nutrients is the slow-release. In this way, the preparation of biopolymers blends based in Soy Protein Isolate (SPI) and Polylactide Acid (PLA) for the controlled-release becomes viable. SPI and PLA or SPI, PLA and NPK were previously mixed whit plasticizers and submited to mechanical mixture, in a Haake high shear mixer. The process was performed at 165 ºC for 5 minutes at speed of 90 rpm. These parameters were applied for all blends containing SPI/PLA rate of 1.5, 2.3 and 4.0. For some blends 5 to 15% of plasticizer was added to study its effects. For the blend containing NPK the same method was utilized with addiction of the fertilizer, after the fusion of the PLA. The release rate of nutrients was estimated by the conductivity promoted by the ionization of thefertilizer salts. The ions concentration increase with time due to the release of the fertilizers. The dynamic tests were conducted in a beaker under continuously agitation with 100 mL of water, 1.6 ±0.2g. of sample and 180 hours. The release rate is a function of the blends morphology, and it can be controlled by the porosity. The use of blends as vehicle decreases the release of the fertilizer when compared to the pure component, for about eight times. The relationship increase with the amorphous phase which is related to the SPI.