Embalagens de plástico expandido são utilizados como embalagens de alimentos, entre eles o poliestireno expandido (EPS). Suas principais características são a leveza e sua não biodegradabilidade. Estas embalagens geralmente são descartadas logo após o uso e geram grandes quantidades de resíduos. Espumas feitas a base de amido termoplástico (TPS) podem substituir o EPS nestes casos, pois são feitas a partir de fontes renováveis e são materiais biodegradáveis. Entretanto, embalagens de espuma TPS possuem grande afinidade pela água e isso consequentemente afeta seu uso. Uma forma de resolver este problema é recobrir estas espumas TPS com um material mais hidrofóbico, dificultando o contato da água com o amido. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi desenvolver espumas de TPS de diferentes amidos e revesti-las com quitosana e poliácido láctico (PLA), pois também são materiais biodegradáveis e são menos hidrofílicos do que o amido. Três fontes de amido (batata, mandioca e milho) foram analisadas conjuntamente para produzir espumas TPS com propriedades mais desejáveis para embalagens. As espumas foram produzidas a partir de amido, glicerol e água nas proporções mássicas de 62/5/33, respectivamente. Dentre os tipos de amido escolhidos, a espuma TPS de milho mostrou ser mais densa e rígida, apresentando maior densidade e maior módulo elástico (0,20 g/cm3 e 106 MPa, respectivamente) em comparação com espumas TPS de batata (0,11 g/cm3 e 39 MPa) e mandioca (0,10 g/cm3 e 39 MPa). A espuma TPS de batata apresentou maior flexibilidade e resistência ao impacto, e devido a estas vantagens é a mais adequada ao uso em embalagens. Os recobrimentos de quitosana e PLA diminuíram a absorção de água da espuma TPS. Enquanto que a espuma sem recobrimento absorveu aproximadamente 280% do seu peso em água, espumas TPS com 6% m/v de quitosana absorveram 100% e espumas TPS com 6% m/v de PLA absorveram 50% em média. O PLA mostrou ser a melhor opção de recobrimento para as espumas pois apresentou os menores valores de absorção de água e aumentou as propriedades mecânicas da espuma. / The expanded polystyrene (EPS) is used in a variety of food packaging, mainly in packages whose characteristics is the single use. These packages are usually discarded soon and generate large amounts of waste. Thermoplastic starch (TPS) foams can replace the EPS in these cases, because it comes from renewable and biodegradable sources. However, starch packaging has great affinity for water and it affects its use. One way to solve this problem is to cover the TPS foam with a more hydrophobic material, hindering the contact of water with starch. In this work, chitosan and polylactic acid (PLA) were used as coatings, as they are also biodegradable materials and are more hydrophobic than starch. Three sources of starch (potato, cassava and corn) were analyzed conjointly to produce TPS foams with more desirable properties for packaging. The foams were made from starch, glycerol and water in the proportion of 62/5/33 (% m/m) respectively. Among the starch types used, corn TPS foam presented higher density and higher stiffness (0,20 g/cm3 and 106 MPa, respectively) compared to potato (0,11 g/cm3 and 39 MPa) and cassava (0,10 g/cm3 e 39 MPa) TPS foams. The potato TPS foam showed greater flexibility and impact resistance, and due to these advantages is the most suitable for use in packaging. The chitosan and PLA coatings decreased the water absorption of the TPS foam. While the uncoated TPS foam absorbed approximately 280% of its weight in water, TPS foams with 6% w/v chitosan absorbed 100% and TPS foams with 6% m / v PLA absorbed 50% on average. The PLA was found to be the best option for coating the TPS foams because presented the lowest water absorption values and increased the mechanical properties of the foams.

A utilização de compósitos com matrizes termoplásticas na indústria aeronáutica aparece com forte tendência de utilização na construção de aeronaves, dado o seu potencial de produção a baixo custo, a sua possibilidade de reciclagem e a facilidade na execução de reparos. Dentre os polímeros termoplásticos utilizados em compósitos, o PEEK (poli(éter-éter-cetona)) tem atraído considerável interesse como um polímero avançado de engenharia, devido ao seu desempenho mecânico, que reforçado com fibras de carbono apresenta características de resistência mecânica desejáveis para serem utilizadas em estruturas de alto desempenho. Entretanto, os compósitos poliméricos podem apresentar mecanismos de degradação quando expostos a ambientes agressivos como a elevada temperatura e umidade e também, a radiação ultravioleta. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do condicionamento higrotérmico e da radiação ultravioleta na propriedade mecânica de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) e no comportamento viscoelástico (DMTA) do compósito termoplástico de PEEK/fibra de carbono, assim como, avaliar a influência dos parâmetros de processamento na obtenção do compósito via moldagem por compressão a quente. Os resultados mostram que no processamento, a utilização constante de pressão durante a etapa de resfriamento do compósito é fundamental para a sua consolidação, refletindo no ensaio de resistência ao cisalhamento interlaminar (18,4 MPa). As análises viscoelásticas das amostras submetidas aos condicionamentos ambientais (higrotérmico e ultravioleta) mostram que o condicionamento que mais afetou o compósito foi o higrotérmico. As análises demonstraram que a temperatura de transição vítrea das amostras ensaiadas por condicionamento higrotérmico (Tg=115 C) foi muito afetada, comparativamente as amostras não condicionadas (Tg=147 C), indicando o efeito deletério do condicionamento higrotérmico nas amostras. / The use of thermoplastic matrix composites in the aerospace industry comes up with a strong tendency to use in airplane applications, because of potential low cost production, recyclability and making repairs facilities. Among the thermoplastic polymers used in composites, PEEK (poly(ether ether ketone)) has attracted considerable interest as an advanced engineering polymer due to its mechanical performance which reinforced with carbon fibers, provides mechanical strength characteristics desirable for use in high performance structures. However, polymeric composites can present degradation mechanisms when exposed to aggressive atmosphere such as high temperature and moisture, also ultraviolet (UV) radiation. This way, the aim of this study is to evaluate the influence of hygrothermal conditioning and ultraviolet radiation on the interlaminar shear strength (ILSS) mechanical property and the viscoelastic behavior (DMTA) of the PEEK/carbon fiber thermoplastic composite, and also to evaluate the processing parameters influence to make the composite via hot compression molding. The results show in this method that, the use of constant pressure is critical to its consolidation during the composite cooling step, reflecting the shear strength testing (18.4 MPa). The samples viscoelastic analysis subjected to the environmental conditioning (hygrothermal and UV) show that the hygrothermal conditioning the most affected the composite. Analysis showed that the samples glass transition temperature tested by hygrothermal conditioning (Tg=115 C) was very affected compared to non-conditioned samples (Tg=147 C), indicating the hygrothermal conditioning deleterious effect on the samples.

O presente trabalho de Doutorado tem como objetivo investigar a influência de materiais lamelares prístinos e modificados e a influência de diferentes rotas sintéticas nas propriedades físico-químicas do amido termoplástico, utilizando glicerol como plastificante. Para tanto, empregou-se para a produção dos materiais híbridos uma argila sintética da família das hectoritas (Laponita RD) na forma prístina e também modificada com íons berberine e carnosina, além de um hidróxido duplo lamelar (HDL) constituído por íons Zn2+/Al3+ intercalado com carboximetilcelulose (CMC). O amido e o material lamelar foram combinados, utilizando as metodologias de casting e extrusão, nas concentrações de 2,5 e 5,0 % (m/m) de argila ou HDL com relação ao polissacarídeo. Já quantidade de plastificante empregada foi variável, dependendo da rota de preparação empregada, sendo de aproximadamente 20 % (m/m) via casting e 30 % (m/m) via extrusão com relação ao amido. Conforme mostram os difratogramas de raios X dos filmes obtidos pelo método casting, todos os filmes contendo argila em sua composição exibem um sinal largo de difração na região de baixo ângulo de 2θ, embora pouco intenso, indica a existência de certa quantidade de nanocompósito do tipo intercalado. Já para os materiais obtidos via extrusão, os sinais de difração em baixo ângulo são consideravelmente alargados e muito pouco intensos. A propriedade térmica do amido termoplástico foi piorada em todos os casos estudados nos materiais contendo argila ou HDL em sua composição. A presença de carga inorgânica na formulação dos materiais híbridos preparados não retardou o processo de decomposição não-oxidativo do amido. A presença de uma maior quantidade de glicerol nos materiais obtidos por extrusão resultou em uma antecipação ainda maior no principal evento de perda de massa, em comparação com os mesmos materiais obtidos via casting. Devido à alta característica hidrofílica do amido, materiais lamelares intercalados com espécies que possuem maior caráter hidrofílico, como a Laponita prístina (contendo apenas íons Na+) e a carnosina mostraram uma melhor dispersão pela matriz polimérica, através da análise por técnicas de microscopia. Adicionalmente, observou-se uma melhor homogeneidade de distribuição da fase lamelar na fase polimérica nos filmes obtidos por casting em comparação com os materiais obtidos por extrusão. Os resultados mecânicos de todos os materiais híbridos analisados mostram tendências pouco conclusivas com relação ao amido termoplástico. Em geral, observa-se uma melhora muito sutil na máxima resistência a tração com a presença de material lamelar na composição dos materiais testados, além de uma diminuição na elongação máxima. Da mesma forma, a permeabilidade a gases dos filmes contendo argila ou HDL em sua composição mostrou resultados pouco conclusivos com relação ao amido termoplástico, geralmente exibindo uma redução modesta na permeabilidade. A investigação do perfil de biodegradação dos materiais contendo fase lamelar em sua composição mostrou que apenas a amostra contendo Laponita modificada com carnosina obtida por extrusão foi capaz de retardar significativamente a conversão do carbono das cadeias poliméricas em CO2, com relação ao amido termoplástico. / This present Thesis aimed to investigate the influence of pristine and modified layered materials and the influence of different preparation routes on the physicochemical properties of thermoplastic starch, using glycerol as plasticizer. To reach this goal, it was used to produce hybrid materials a synthetic clay belonging to the hectorite family (Laponite RD) in both pristine form and modified with berberine and carnosine ions and also a layered double hydroxide (LDH) comprised of Zn2+/Al3+ ions intercalated with carboxymethylcellulose (CMC). Both starch and the layered material were combined using casting and extrusion methodologies, using concentrations of 2.5 and 5.0 % (w/w) of clay or LDH relative to starch. The amount of plasticizer utilized was variable, depending on the preparation route employed. It was used approximately 20 % (w/w) of glycerol on casting route and 30 % (w/w) on extrusion route relative to starch. According to X ray diffractograms of the films obtained by casting route, all hybrid films that contain clay in their composition exhibit a large diffraction signal at low 2θ angle values, albeit its low intensity, indicates the existence of a certain contribuition of a intercalated nanocomposite. On the other hand, the hybrid materials obtained through extrusion method, these low angle diffraction signals are very broad and possess very low intensity. The thermal properties of thermoplastic starch were worsened in all studied cases after combined with clay or LDH. The presence of inorganic filler on the formulation of hybrid materials does not postpone the beginning of the non-oxidative decomposition process of starch. A higher amount of glycerol on the final materials obtained through extrusion resulted in an even greater anticipation on the main mass loss event in comparison to the analogous materials obtained using casting technique. Due to the high hydrophilic nature of starch, layered materials intercalated with ionic species that show higher hydrophilicity such as pristine Laponite (containing solely Na+ ions) and carnosine exhibited better dispersion through the polymer matrix, after being analyzed with microscopic techniques. Additionaly, it was observed a higher homogeneity of distribution of the layered phase over the polymer phase on the films obtained through casting in comparison to the materials obtained through extrusion. The tensile tests of all analyzed hybrid materials show a poorly conclusive trend in comparison to thermoplastic starch. In general, it was observed a subtle improvement on the maximum tensile strength of the materials containing layered material in their composition and also a decrease in the maximum elongation. In a same trend, gas permeability of the films was poorly conclusive in comparison to thermoplastic starch, generally resulting in a subtle reduction of permeability values. The investigation of biodegradation profile of the materials containing inorganic filler show that only Laponite modified with carnosine ions was able to postpone significatively the conversion of carbon from the polymer chains to CO2 in comparison to thermoplastic starch.

[ES] La Tesis Doctoral investigó el uso de la resina de pino (colofonia o gum rosin, GR) y sus derivados modificados químicamente, como aditivos sostenibles de biopolímeros basados en almidón termoplástico. El trabajo se dividió en seis secciones de investigación. Dos trabajos previos y cuatro trabajos medulares, cada uno de los cuales constituyeron los objetivos específicos de la investigación. Los trabajos previos permitieron determinar que la resina de pino y derivados pueden ser utilizados tanto en matrices poliméricas sintéticas (policloruro de vinilo, PVC), como en matrices poliméricas biodegradables (una mezcla de poliácido láctico y poli(butilén adipato co-tereftalato - PLA/PBAT). En el caso del PVC, se estudió el efecto de un derivado de colofonia, el trietilén glicol de colofonia (TEGR), como aditivo natural para incrementar la viscosidad en plastisoles basados en PVC. En el caso de estudio con una matriz biodegradable, se usó colofonia sin modificar (GR), como agente de control de tamaño de dominios de PBAT para aumentar la tenacidad de formulaciones basadas en una mezcla de PLA/PBAT. Luego, se estudió el uso de la resina de pino y derivados como aditivos de biopolímeros basados en almidón termoplástico (TPS) y el efecto de las resinas en las diferentes formulaciones de estos materiales. En primera instancia se estudiaron y establecieron las condiciones de procesamiento para obtener un almidón totalmente plastificado (almidón termoplástico - TPS) utilizando mezclas de almidón de maíz plastificado con glicerol y agua; procesadas a diferentes perfiles de temperatura de extrusión. En una siguiente instancia, se estudiaron mezclas de TPS con cinco derivados de resina de colofonia: colofonia sin modificar (GR), colofonia deshidrogenada (RD), colofonia modificada con anhidrido maleico (CM) y dos ésteres de colofonia, un pentaeritritol éster (LF) y un éster de glicerol grado alimenticio (UG). A continuación, se estudió el comportamiento de un material de interés comercial al ser aditivado con derivados de la resina de pino. Para ello, se usó colofonia sin modificar (GR) y dos ésteres de pentaeritritol de colofonia (LF, y UT). La matriz de estudio fue un biopolímero del tipo Mater-Bi (Mater-Bi® NF 866 (Mater-Bi), una mezcla comercial basada en almidón termoplástico (TPS), un poliéster alifático-aromático (polibutilén adipato co-tereftalato) (PBAT) y poly-(ε)-caprolactona (PCL)). Finalmente, se estudiaron los materiales formulados con el material de interés comercial (Mater-Bi) y las resinas y derivados seleccionados (GR, LF y UT) desde un punto de vista microscópico, para determinar a profundidad las interacciones de los componentes del Mater-Bi con cada una de las resinas. Los resultados obtenidos se muestran favorables y prometedores pues demuestran que las resinas de pino y sus derivados son una alternativa viable para ser usados como aditivos naturales en una diversidad de materiales, tanto sintéticos como biobasados y biodegradables. Además, las resinas de pino y colofonia son materiales sostenibles que proviene de fuentes 100% naturales y renovables, por lo que su uso supone una disminución del impacto en el medio ambiente. / [CA] La Tesi Doctoral va investigar l'ús de la resina de pi (colofònia o gum rosin, GR) i els seus derivats modificats químicament, com a additius sostenibles de biopolímers basats en midó termoplàstic. El treball es va dividir en sis seccions d'investigació. Dos treballs previs i quatre treballs medul·lars, cadascun dels quals van constituir els objectius específics de la investigació. Els treballs previs van permetre determinar que la resina de pi i derivats poden ser utilitzats tant en matrius polimèriques sintètiques (policlorur de vinil, PVC), com en matrius polimèriques biodegradables (una mescla de poliácido làctic i poli(butilén adipat co-tereftalato - PLA/PBAT). En el cas del PVC, es va estudiar l'efecte d'un derivat de colofònia, el trietilén glicol de colofònia (TEGR), com a additiu natural per a incrementar la viscositat en plastisoles basats en PVC. En el cas d'estudi amb una matriu biodegradable, es va usar colofònia sense modificar (GR), com a agent de control de grandària de dominis de PBAT per a augmentar la tenacitat de formulacions basades en una mescla de PLA/PBAT. Després, es va estudiar l'ús de la resina de pi i derivats com a additius de biopolímers basats en midó termoplàstic (TPS) i l'efecte de les resines en les diferents formulacions d'aquests materials. En primera instància es van estudiar i van establir les condicions de processament per a obtindre un midó totalment plastificat (midó termoplàstic - TPS) utilitzant mescles de midó de dacsa plastificada amb glicerol i aigua; processades a diferents perfils de temperatura d'extrusió. En una següent instància, es van estudiar mescles de TPS amb cinc derivats de resina de colofònia: colofònia sense modificar (GR), colofònia deshidrogenada (RD), colofònia modificada amb anhidrido maleic (CM) i dos èsters de colofònia, un pentaeritritol èster (LF) i un èster de glicerol grau alimentós (UG). A continuació, es va estudiar el comportament d'un materials d'interés comercial en ser aditivado amb derivats de la resina de pi. Per a això, es va usar colofònia sense modificar (GR) i dos èsters de pentaeritritol de colofònia (LF, i UT). La matriu d'estudi va ser un biopolímer del tipus Mater-Bi (Mater-Bi® NF 866 (Mater-Bi), una mescla comercial basada en midó termoplàstic (TPS), un polièster alifàtic-aromàtic (polibutilén adipat co-tereftalato) (PBAT) i poly-(ε)-caprolactona (PCL)). Finalment, es van estudiar els materials formulats d'interés comercial (Mater-Bi) i les resines i derivats seleccionats (GR, LF i UT) des d'un punt de vista microscòpic, per a determinar a profunditat les interaccions dels components del Mater-Bi amb cadascuna de les resines. Els resultats obtinguts es mostren favorables i prometedors perquè demostren que les resines de pi i els seus derivats són una alternativa viable per a ser usats com a additius naturals en una diversitat de materials, tant sintètics com biobasados i biodegradables. A més, les resines de pi i colofònia són materials sostenibles que prové de fonts 100% naturals i renovables, per la qual cosa el seu ús suposa una disminució de l'impacte en el medi ambient. / [EN] The Doctoral Thesis investigated the use of pine resin (colophony or gum rosin, GR) and its chemically modified derivatives, as sustainable additives for biopolymers based on thermoplastic starch (TPS). The work was divided into six research sections. Two previous studies and four core studies, each of which constituted the specific objectives of the research. Previous studies made it possible to determine that gum rosin and derivatives can be used both in synthetic polymeric matrices (polyvinyl chloride, PVC) and in biodegradable polymeric matrices (a blend of polyacid lactic acid and poly (butylene adipate co-terephthalate - PLA/PBAT). In the case of PVC, the effect of a rosin derivative, triethylene glycol ester of gum rosin (TEGR), was studied as a natural additive to increase the viscosity in PVC-based plastisols. In the case of a study with a biodegradable matrix, unmodified rosin (GR) was used as a PBAT domain size control agent to increase the toughness of formulations based on a PLA/PBAT blend. Then, the use of gum rosin and derivatives as additives of biopolymers based on thermoplastic starch (TPS) and the effect of the resins in the different formulations of these materials were studied. In the first instance, the processing conditions were studied to obtain a fully plasticized starch (thermoplastic starch - TPS) using mixtures of plasticized corn starch with glycerol and water; processed at different extrusion temperature profiles. In the next instance, blends of TPS with five rosin derivatives were studied: unmodified rosin (GR), dehydrogenated rosin (RD), maleic anhydride-modified rosin (CM) and two rosin esters, a pentaerythritol ester (LF), and a food-grade glycerol ester of gum rosin (UG). Next, the behavior of a commercial interest material when added with derivatives of gum rosin was studied. Unmodified gum rosin (GR) and two pentaerythritol esters of gum rosin (LF and UT) were used. The studied matrix was a Mater-Bi type biopolymer (Mater-Bi® NF 866 (Mater-Bi), a commercial blend based on thermoplastic starch (TPS), an aliphatic-aromatic polyester (polybutylene adipate co-terephthalate) (PBAT ) and poly-(ε)-caprolactone (PCL)). Finally, the formulated materials were studied from a microscopic point of view, to determine in-depth the interactions of the components of Mater-Bi with each of the gum rosin and derivatives resins. The results obtained are favorable and promising as they show that gum rosin and its derivatives are a viable alternative to be used as natural additives in a variety of materials, both synthetic and biobased and biodegradable. In addition, gum rosin and derivatives resins are sustainable materials that come from 100% natural and renewable sources, so their use reduces their impact on the environment. / Agradezco a la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT) por el apoyo económico en parte de mis estudios doctorales. / Aldas Carrasco, MF. (2021). Uso de derivados de colofonia como aditivos sostenibles en biopolímeros de almidón termoplástico (TPS) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171770 / TESIS

[ES] En los últimos años, se ha incrementado la sensibilidad en torno a las cuestiones ambientales derivadas del uso de los materiales poliméricos basados en el petróleo y el impacto de éstos en el medio ambiente. La concienciación social y ambiental adquirida por parte de los consumidores hace que industrias tradicionales, como la del juguete, donde el uso del plástico está ampliamente extendido, desee adaptarse voluntariamente a la demanda del mercado y las empresas quieran desarrollar nuevas líneas de producto empleando materiales más ecológicos y sostenibles. El principal objetivo de esta tesis doctoral es el desarrollo y caracterización de biocomposites (biocompuestos) obtenidos a partir de una matriz polimérica procedente de fuentes renovables y biodegradable, concretamente almidón termoplástico (TPS), y como relleno, cáscara de almendra en polvo (ASP), aptos para ser procesados por inyección cuyas propiedades mecánicas, térmicas y estéticas permitan su uso en el sector del juguete. En un primer bloque, esta investigación estudia la influencia de la variedad de cáscara de almendra en las propiedades finales del biocomposite TPS/ASP desarrollado. Para ello, se seleccionan cinco variedades de almendra: Desmayo Rojo, Largueta, Marcona, Mollar y una mezcla comercial de variedades desconocidas, ya suministrada en formato polvo. También se estudia la influencia del tamaño de partícula de dicha carga (menor a 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm y 0.125<p<0.250 mm) considerando una cantidad fija de ASP (30 % en peso). Finalmente, se analiza el efecto del contenido de ASP (5-30 % en peso). Para ello, los diferentes biocomposites son fabricados mediante técnicas convencionales de extrusión e inyección. Se emplea una metodología basada en diferentes técnicas experimentales para la determinación de las propiedades mecánicas (ensayos de tracción, flexión, impacto Charpy y dureza Shore D), propiedades térmicas (análisis calorimétrico (DSC) y termogravimétrico (TGA)), medidas colorimétricas (CIELab) y análisis morfológico (SEM). En general, de este primer bloque se concluye que, la adición de ASP al TPS aumenta la rigidez del material y disminuye su deformación a rotura, la resistencia al impacto y la resistencia térmica con respecto a la matriz polimérica TPS. La incorporación de ASP proporciona un acabado similar a la madera. Una vez seleccionada la variedad, el tamaño de partícula y el contenido de ASP más adecuado, se considera mejorar la interacción carga/matriz con objeto de incrementar las propiedades mecánicas que se han visto afectadas por la adición de la carga. Los métodos de compatibilización que se han llevado a cabo para ello han sido mediante la incorporación de sustancias de origen renovable. En concreto, los compatibilizantes de origen renovable empleados en esta tesis doctoral son tres aceites vegetales epoxidados (EVOs): el aceite de linaza epoxidado (ELO), el aceite de soja epoxidado (ESBO) y el aceite de maíz epoxidado (ECO). Los diferentes EVOs se han incorporado entre 5-20 phr. La caracterización de las propiedades de los bicomposites desarrollados se realiza de forma análoga a los obtenidos en el primer bloque. Los resultados obtenidos muestran una notable mejora de las propiedades mecánicas con el empleo de estos compatibilizantes derivados de aceites vegetales. Además, la adición de estas sustancias tiene un efecto estabilizante en la desintegración del material. Finalmente, se estudia si es posible reprocesar el TPS y el biocomposite TPS/ASP y cómo afecta el reprocesado de estos biomateriales a sus propiedades finales (estéticas, mecánicas y térmicas). A pesar de la progresiva degradación del material, en ambos casos, es técnicamente factible volver a procesar el material al menos tres veces sin necesidad de incorporar material virgen. / [CA] En els últims anys, s'ha incrementat la sensibilitat entorn a les qüestions ambientals derivades de l'ús dels materials polimèrics basats en el petroli i l'impacte d'aquests en el medi ambient. La conscienciació social i ambiental adquirida per part dels consumidors fa que indústries tradicionals, com la del joguet, on l'ús del plàstic està àmpliament estés, desitge adaptar-se voluntàriament a la demanda del mercat i les empreses vullguen desenvolupar noves línies de producte emprant materials més ecològics i sostenibles. El principal objectiu d'aquesta tesi doctoral és el desenvolupament i caracterització de biocomposites obtinguts a partir d'una matriu polimèrica procedent de fonts renovables i biodegradable, concretament almidó termoplàstic (TPS), i com a càrrega, pols de corfa d'ametla (ASP), aptes per a ser processats per injecció, les propietats mecàniques, tèrmiques i estètiques de les quals, permeten el seu ús en el sector del joguet. En un primer bloc, aquesta investigació estudia la influència de la varietat de corfa d'ametla, en les propietats finals del biocomposite de TPS/ASP desenvolupat. Per a això, se seleccionen cinc varietats d'ametla: Desmai Roig, Largueta, Marcona, Mollar i una mescla comercial de varietats desconegudes, ja subministrada en format de pols. També s'estudia la influència del tamany de partícula (menor a 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm i 0.125<p<0.250 mm) considerant una quantitat fixa d'ASP (30 % en pes). Finalment, s'analitza l'efecte del contingut d'ASP (5-30 % en pes). Per a això, els diferents biocomposites són fabricats mitjançant tècniques convencionals d'extrusió i injecció. S'empra una metodologia basada en diferents tècniques experimentals per a la determinació de les propietats mecàniques (assajos de tracció, flexió, impacte Charpy, duresa Shore D), propietats tèrmiques (anàlisis calorimètric (DSC) i termogravimètric (TGA), mesures colorimètriques (CIELab) i anàlisi morfològic (SEM). D'aquest primer bloc es conclou que, l'addició d'ASP al TPS augmenta la rigidesa del material, disminuïx la seua deformació a ruptura, la resistència a l'impacte i la resistència tèrmica respecte a la matriu polimèrica TPS. La incorporació d'ASP, proporciona un acabat similar a la fusta. Una vegada seleccionada, la varietat, el tamany de partícula i el contingut d'ASP més adequat, es considera millorar la interacció càrrega/matriu a fi d'incrementar les propietats mecàniques que s'han vist afectades per l'addició de la càrrega. Les tècniques de compatibilització que s'han dut a terme en aquest treball ha sigut mitjançant la incorporació de substàncies d'origen renovable. En concret, els compatibilitzants d'origen renovable utilitzats en aquesta tesi doctoral són tres olis vegetals epoxidats (EVOs): l'oli de llinosa epoxidat (ELO), l'oli de soja epoxidat (ESBO) i l'oli de panís epoxidat (ECO). Els diferents EVOs s'han incorporat entre 5-20 phr. La caracterització de les propietats dels bicomposites desenvolupats es realitza de forma anàloga als obtinguts en el primer bloc. Els resultats obtinguts mostren una notable millora de les propietats mecàniques amb l'ús d'estos compatibilitzants derivats d'olis vegetals. A més, l'addició de EVOs té un efecte estabilitzant en la desintegració del material. Finalment, si és possible reprocessar el TPS i el biocomposite TPS/ASP i com afecta el reprocessat d'estos biomaterials a les seues propietats finals (estètiques, mecàniques i tèrmiques). Malgrat la progressiva degradació del material, en ambdós casos, és tècnicament factible tornar a processar el material almenys tres vegades sense necessitat d'incorporar material verge. / [EN] In recent years, there has been a growing awareness of the environmental issues arising from the use of petroleum-based polymeric materials and their impact on the environment. The social and environmental awareness consumers now have makes traditional industries, such as the toy industry, where the use of plastic is widespread, want to voluntarily adapt to market demand and develop new product lines using more ecological and sustainable materials. The main objective of this doctoral thesis is the development and characterisation of biocomposites developed from a polymeric matrix of renewable and biodegradable sources, specifically thermoplastic starch (TPS), and as a filler, almond shell powder (ASP), suitable for processing by injection moulding whose thermal-mechanical and aesthetic properties allow their use in the toy sector. In the first block, the influence of the variety of almond shells on the final properties of the polymeric matrix is studied. For this purpose, five varieties are selected: Desmayo Rojo, Largueta, Marcona, Mollar, and a commercial mixture of unknown varieties, already supplied in powder form. The influence of particle size (smaller than 0.05 mm, 0.05<p<0.08 mm, 0.08<p<0.125 mm and 0.125<p<0.250 mm) is also studied considering a fixed amount of ASP (30 %). Finally, the effect of ASP content (5-30 %) is analysed. For this purpose, the different biocomposites are manufactured by conventional extrusion and injection techniques. A methodology based on different experimental techniques is used to determine the mechanical properties (tensile, flexural, Charpy impact, Shore D hardness), thermal properties (calorimetric analysis (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA), colorimetric measurements (CIELab), and morphological analysis (SEM). In general, it is concluded from this first block that the addition of ASP to the TPS increases the stiffness of the material, but then decreases its deformation at break, impact resistance and thermal resistance in respect to the TPS polymeric matrix. The addition of ASP provides a wood-like finish. Once the most suitable variety, particle size, and ASP content have been selected, consideration is given to improving the particle/matrix interaction. The compatibilisation techniques carried out in this work have been through the incorporation of substances of renewable origin. The compatibilisers of renewable origin used in this doctoral thesis are three epoxidised vegetable oils (EVOs): epoxidised linseed oil (ELO), epoxidised soybean oil (ESBO) and epoxidised corn oil (ECO). The different EVOs have been incorporated between 5-20 phr. The results obtained show a remarkable improvement of the mechanical properties with the use of vegetable oil-derived compatibilisers. Moreover, the addition of EVOs has a stabilising effect on the disintegration of the material. Finally, it is studied how the reprocessing of TPS and TPS/ASP biocomposite affects their final characteristics. Despite the progressive degradation of the material, in both cases, it is technically feasible to reprocess the material at least three times without the need to incorporate virgin material. / Ibáñez García, A. (2021). Desarrollo y caracterización de biocomposites con cáscara de almendra para el sector juguetero [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172341 / TESIS

La contaminación por residuo plástico es un problema al que las sociedades modernas tienen que hacer frente en el corto plazo. Por un lado, los plásticos convencionales han demostrado ser uno de los mayores inventos ideados por el ser humano debido a sus propiedades (liviandad, resistencia, poca reactividad…), lo que ha permitido uno de los mayores avances de la historia, encontrándose productos plásticos en prácticamente todas las aplicaciones del día a día. Por otro lado, estas propiedades son las que provocan que, ante una mala gestión del residuo de los materiales fabricados con productos plásticos al final de su vida útil, estos lleguen a los ecosistemas naturales, provocando un problema medioambiental como el ya ampliamente conocido. Una alternativa para evitar continuar con la contribución de residuos plásticos en los ecosistemas es la modificación de los materiales convencionales con los que se fabrican, por otros que sean completamente biodegradables y que no generen un perjuicio para el medioambiente al final de su vida útil, como es el caso de aquellos basados en almidón termoplástico (TPS). En el presente trabajo, la investigación ha quedado dividida en cuatro publicaciones, en las que se ha realizado una investigación orientada a ampliar el conocimiento sobre cómo afectan diferentes características de los granos de almidón (contenido en amilosa, monoésteres fosfato, peso molecular…) en las propiedades finales de los filmes de TPS fabricados a partir de diferentes plastificantes (glicerina y líquido iónico) [Artículo_1 y Artículo_2], estudiando además el efecto que tienen en los mismos la adición de nanocargas como nanotubos de carbono [Artículo_3]. Estos filmes se han estudiado mediante la técnica conocida como "casting". Además, se han realizado blends de almidón termoplástico junto con alcohol polivinílico con la finalidad de procesar materiales de TPS mediante "mezcla en fundido". Estas mezclas se han aditivado con colofonia, con el objetivo de estudiar cómo afecta este aditivo a las propiedades finales del TPS [Artículo_4].

Este trabalho teve como objetivo estudar o processo de plasticização do amido via mistura física e por reação química para a produção de novos materiais. A plasticização via mistura física foi realizada empregando-se como agentes plasticização diferentes compostos hidroxilados. Os amidos termoplásticos (TPS) foram processadas em misturador intensivo a 150°C, a partir de misturas contendo de 15 a 40% de agente plasticizante. A plasticização via reação química foi realizada com isocianatos monofuncionais e difuncionais, os quais levaram a obtenção de produtos de enxertia e entrecruzamento, respectivamente. Os produtos obtidos foram caracterizados por difração de Raios X, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA), Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Cromatografia de Permeação em Gel (HPSEC). O estudo dos diferentes plasticizantes propiciou a determinação das características que estas substâncias devem possuir para a preparação de amidos termoplásticos. O cisalhamento desenvolvido durante o processamento em misturador intensivo levou à perda da estrutura cristalina e à desestruturação dos grânulos de amido. O processamento do TPS em misturador intensivo não provoca mudanças significativas na massa molar do amido termoplasticizado. Os amidos termoplasticizados com sorbitol foram aqueles que apresentaram menores valores de absorção de água. Os valores de módulo de Young das amostras plasticizadas com propilenoglicol aumentaram com o aumento do conteúdo de plasticizante. Para as amostras plasticizadas com etilenoglicol o módulo aumenta até 30% de conteúdo de plasticizante, quando ocorre uma diminuição do valor do módulo. Os TPS plasticizados com propilenoglicol, 1, 4-butanodiol, sorbitol e dietilenoglicol apresentaram um aumento da temperatura de transição vítrea com o aumento do tero de plasticizante. Os diferentes TPS obtidos via mistura física apresentaram estabilidade térmica similares à exibida pelo amido in natura. As propriedades mecânicas destes materiais variaram de acordo com o tipo e a quantidade de plasticizante empregado. A análise dos produtos obtidos via reação química (amidos enxertados e entrecruzados) revelou que estas reações promoveram a desestruturação dos grânulos de amido e, independentemente do regente empregado, a modificação produziu derivados mais hidrofóbicos que o amido in natura. A reação do amido com o oligômero de poli-óxido de propileno tolueno di-isocianato permitiu a obtenção de um derivado com propriedades de material elastomérico e elevada capacidade de intumescimento. Os derivados enxertados ou entrecruzados apresentaram perda de cristalinidade, redução do caráter hidrofílico e estabilidades térmicas semelhantes à apresentada pelo amido in natura. / This main of this work was to study of the cornstarch granules plasticization by means of physical or chemical treatments in order to prepare new materials. The plasticization by physical processing was performed in an intensive mixer at 150°C using ditferent hydroxylated compounds as plasticizers. The production of thermoplastic starch (TPS) by chemical reaction was carried out using mono and di-isocyanates to obtain grafted and cross linked derivatives, respectively. All the products were characterized by X Ray Diffraction, Ditferential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Dynamical Mechanical Analysis (DMA), Scanning Electron Microscopy (SEM), High Pressure Size Exclusion Chromatography (HPSEC). The utilization of ditferent plasticizer permitted determining which characteristics the substances must present to be used in the TPS preparation. The shear developed in the processing step lead to the loss of crystalline pattern and disruption of the starch granules. The utilization of intensive mixer does not produce significant changes in the molar mass of the thermoplastic starch. TPS produced using sorbitol as plasticizer presented the lowest level of water uptake. The valous of Young modulus for TPS produced with propylene glycol increased with the content of plasticizer. To samples produced with ethylene glycol the values of Young modulus increased until 30% and after the modulus decrease. TPS prepared with propylene glycol, 1, 4-butanediol, sorbitol and diethyleneglycol showed an increase in the glass transition temperature with the increase in the plasticizer content. The ditferent TPS produced by physical mixture shoed thermal stabilities similar to the one exhibited by in natura starch. The mechanical properties of these materials were dependent of the type and amount of plasticizer. The analysis of the derivatives obtained by chemical reaction (grafted and cross linked) revealed the occurrence of disruption of the starch granules and, independent1y of isocyanate, the products presented higher hydrophobic character than that one presented by in natura starch. By reaction starch with propylene toluene polyoxide oligomer, it was obtained a derivative with elastomeric properties and high swelling capability. The grafted or cross linked derivatives showed loss of crystallinity, decrease in hydrophilic character, and thermal stability similar to the one exhibited by in natura starch.

Este trabalho apresenta o estudo de um sistema polimérico bi-componente formado por Poli(Ácido carboxílico)-Poli(Eter-poliol), constituído primariamente de um polímero acrílico polimerizado pelo processo de polimerização em solução aquosa por mecanismo de radicais livres ao qual foi adicionado seqüencialmente, um Poli(Eter-poliol), ambos de baixo peso molecular médio. Tal sistema tem por finalidade atuar como dispersante-ligante em sistema cerâmico à base de caulim CADAM, uma vez que este sistema apresenta propriedades termoplásticas e termorrígidas a diferentes temperaturas. Foram sintetizados 03 protótipos de um sistema polimérico e o critério para escolha teve como base o pH do sistema em sentido generalizado, isto é, compreendendo as diversas fases de preparação dos polímeros e sua aplicação final. É do conhecimento comum que a reação de esterificação entre grupos COOHOH requer catálise ácida para ocorrer, o qual usualmente é realizada em pH abaixo de 4 e, neste ensaio, este pH ácido é devido à presença de ácido para-toluenosulfônico, que atua como catalisador de esterificação. Em tal intervalo de pH, em virtude do ponto isoelétrico do caulim ser comumentemente abaixo de 4, a estabilização da dispersão de caulim por repulsão eletrostática utilizando polímeros sintéticos é improvável de ocorrer, razão pela qual buscou-se mecanismos alternativos para obtenção de uma tal estabilização, entre os quais o mecanismo estérico surge como opção. O sistema polimérico do presente estudo apresenta-se na forma de uma solução aquosa sendo, de fato, uma mistura homogênea de um copolímero de ácido acrílico, N- metiloacrilamida e metacrilato de metoxipolietileno glicol e um poli(eter-poliol). O poli(eter-poliol) e N-metilolacrilamida presentes no sistema polimérico são principais fontes de grupo hidroxila para reação de poliesterificação e formação de ligações cruzadas à temperatura de 150 a 200 °C. No estado termoplástico o sistema polimérico produzido pela mistura poli(ácido carboxílico)-poli(eter-poliol) pode ser utilizado como dispersante de argilas com especial fóco sobre caulim como tratado neste trabalho. A propriedade dispersante pode ser atribuida à presença de grupos carboxílicos e metoxipolietilenoglicol aleatoriamente distribuídos ao longo da cadeia polimérica e, também, ao baixo peso molecular médio. A temperaturas entre 150 a 200 °C, o polímero é reticulado (crosslinked) por reação de poliesterificação, catalisada por ácido, entre grupos carboxila e grupos hidroxila, sendo as hidroxilas provenientes tanto de poliol como de N-metilolacrilamida (NMAM). Assim, do ponto de vista térmico comporta-se como termorrígido, sendo nesta condição insolúvel em água e adequado atuar como ligante na manufatura de materiais cerâmicos. Medidas de mobilidade eletroforética e viscosidade são aplicadas à caracterização de caulim e do sistema polimérico a fim de avaliar a potencialidade de aplicação como dispersante desta argila. Também, as transições dos estados termoplásticos para termorrigidos foram determinadas por análise termogravimétrica (TG) e análise dinâmico mecânica (DMA) nos polímeros isoladamente e depois com medidas de resistência mecânica do sistema caulim/polímero. O sistema apresentou comportamento dispersante em água e ligante após cura. Um sistema polimérico assim sintetizado foi propriamente curado por calor tornando- se, na forma termorrígida, um ligante para peças cerâmicas com propriedades mecânicas de alto desempenho, como resistência a flexão no estado cru (green strenght). / This work presents the study of a polymeric bi-component system made from Poly(carboxylic acid)-Poly(ether-polyol) primarily constituted of an acrylic acid polymerized through the process of aqueous solution polymerization by free radical mechanism, to which a poly(ether-polyol) has been sequentially added, both of them of low average molecular weight. Such a system has the aim to act as dispersing-binding balance on CADAM kaolin targeting to evaluate the applicability potential or the preparation of ceramic bodies as this polymeric system presents thermoplastic and thermosetting properties at different temperatures. Were made the synthesis of 03 polymeric system prototypes which criteria for choice was based on pH of the system at whole sense, that is, regarding the several steps for polymers preparation and its final application. It is knowledge that esterification reaction between COOH-OH groups requires acid catalyst to occur, which usually is done at pH below 4 and, in this work this pH is due to p-toluene sulfonic acid that act as esterification catalyst. In this range of pH, due to the isoeletric point of kaolin to be below 4 the electrostatic stabilization of dispersion is unlikely to occur, from which reason was looked for an alternative mechanism to achieve the dispersion stabilization, among them the steric mechanism arises an option. The polymeric system of this study is the form of an aqueous solution, which actually is a homogeneous blend of a copolymer of acrylic acid, N-Methylolacrylamide Methoxypolyethyleneglycol Methacrylate (MPEGMA) and Poly(ether-polyol). The Poly(etherpolyol) and the N-Methylolacrylamide presents at the polymeric system are the main sources of hydroxyl groups to enhance the polyesterification reaction for further crosslinking at temperatures from 160 to 200 °C. At the thermoplastic state the polymeric system made by Poly(carboxilic acid)poly(ether-polyol) macromolecules may be used as clay dispersant focusing on kaolin for this work. The dispersant property may be attributed to the carboxylic and methoxypolyethyleneglycol group randomly distributed along the polymeric chain backbone and, also to the low average molecular weight. At temperatures between 150 to 200 °C, the polymer is crosslinked by polyesterification reaction catalized by acid between carboxyl groups and hydroxyl groups, in such way that hydroxyls groups comes both from the polyol base polymer and NMethylolacrylamide (NMAM) present at first polymer backbone. Thus, through a thermal standpoint it behaves as thermoset being that, under this condition, water insoluble and adequate to act as binder for manufacturing of ceramic materials. Electrophoretic mobility and viscosity measurements were applied for the characterization of kaolin and the polymeric system targeting to the evaluation its potential application as a dispersant for this clay. Also, the transitions from the thermoplastic to the thermoset state have been determined by thermo-gravimetric analysis (TG) and dynamicmechanical analysis (DMA) for the Poly(carboxylc acid)poly(ether-polyol) polymers alone and further by mechanical resistance measurements for a clay-polymer system. The system has presented both dispersant behavior on aqueous media and binder just afterward cure. A polymeric system thus synthesized was properly cured by heat turning and then, at the thermoset state, become suitable for act as a binder for ceramic bodies with high performance mechanical properties measured as flexural resistance at green strength.

Este trabalho teve como objetivo estudar o processo de plasticização do amido via mistura física e por reação química para a produção de novos materiais. A plasticização via mistura física foi realizada empregando-se como agentes plasticização diferentes compostos hidroxilados. Os amidos termoplásticos (TPS) foram processadas em misturador intensivo a 150°C, a partir de misturas contendo de 15 a 40% de agente plasticizante. A plasticização via reação química foi realizada com isocianatos monofuncionais e difuncionais, os quais levaram a obtenção de produtos de enxertia e entrecruzamento, respectivamente. Os produtos obtidos foram caracterizados por difração de Raios X, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Termogravimetria (TG), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA), Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Cromatografia de Permeação em Gel (HPSEC). O estudo dos diferentes plasticizantes propiciou a determinação das características que estas substâncias devem possuir para a preparação de amidos termoplásticos. O cisalhamento desenvolvido durante o processamento em misturador intensivo levou à perda da estrutura cristalina e à desestruturação dos grânulos de amido. O processamento do TPS em misturador intensivo não provoca mudanças significativas na massa molar do amido termoplasticizado. Os amidos termoplasticizados com sorbitol foram aqueles que apresentaram menores valores de absorção de água. Os valores de módulo de Young das amostras plasticizadas com propilenoglicol aumentaram com o aumento do conteúdo de plasticizante. Para as amostras plasticizadas com etilenoglicol o módulo aumenta até 30% de conteúdo de plasticizante, quando ocorre uma diminuição do valor do módulo. Os TPS plasticizados com propilenoglicol, 1, 4-butanodiol, sorbitol e dietilenoglicol apresentaram um aumento da temperatura de transição vítrea com o aumento do tero de plasticizante. Os diferentes TPS obtidos via mistura física apresentaram estabilidade térmica similares à exibida pelo amido in natura. As propriedades mecânicas destes materiais variaram de acordo com o tipo e a quantidade de plasticizante empregado. A análise dos produtos obtidos via reação química (amidos enxertados e entrecruzados) revelou que estas reações promoveram a desestruturação dos grânulos de amido e, independentemente do regente empregado, a modificação produziu derivados mais hidrofóbicos que o amido in natura. A reação do amido com o oligômero de poli-óxido de propileno tolueno di-isocianato permitiu a obtenção de um derivado com propriedades de material elastomérico e elevada capacidade de intumescimento. Os derivados enxertados ou entrecruzados apresentaram perda de cristalinidade, redução do caráter hidrofílico e estabilidades térmicas semelhantes à apresentada pelo amido in natura. / This main of this work was to study of the cornstarch granules plasticization by means of physical or chemical treatments in order to prepare new materials. The plasticization by physical processing was performed in an intensive mixer at 150°C using ditferent hydroxylated compounds as plasticizers. The production of thermoplastic starch (TPS) by chemical reaction was carried out using mono and di-isocyanates to obtain grafted and cross linked derivatives, respectively. All the products were characterized by X Ray Diffraction, Ditferential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), Dynamical Mechanical Analysis (DMA), Scanning Electron Microscopy (SEM), High Pressure Size Exclusion Chromatography (HPSEC). The utilization of ditferent plasticizer permitted determining which characteristics the substances must present to be used in the TPS preparation. The shear developed in the processing step lead to the loss of crystalline pattern and disruption of the starch granules. The utilization of intensive mixer does not produce significant changes in the molar mass of the thermoplastic starch. TPS produced using sorbitol as plasticizer presented the lowest level of water uptake. The valous of Young modulus for TPS produced with propylene glycol increased with the content of plasticizer. To samples produced with ethylene glycol the values of Young modulus increased until 30% and after the modulus decrease. TPS prepared with propylene glycol, 1, 4-butanediol, sorbitol and diethyleneglycol showed an increase in the glass transition temperature with the increase in the plasticizer content. The ditferent TPS produced by physical mixture shoed thermal stabilities similar to the one exhibited by in natura starch. The mechanical properties of these materials were dependent of the type and amount of plasticizer. The analysis of the derivatives obtained by chemical reaction (grafted and cross linked) revealed the occurrence of disruption of the starch granules and, independent1y of isocyanate, the products presented higher hydrophobic character than that one presented by in natura starch. By reaction starch with propylene toluene polyoxide oligomer, it was obtained a derivative with elastomeric properties and high swelling capability. The grafted or cross linked derivatives showed loss of crystallinity, decrease in hydrophilic character, and thermal stability similar to the one exhibited by in natura starch.

Este trabalho apresenta o estudo de um sistema polimérico bi-componente formado por Poli(Ácido carboxílico)-Poli(Eter-poliol), constituído primariamente de um polímero acrílico polimerizado pelo processo de polimerização em solução aquosa por mecanismo de radicais livres ao qual foi adicionado seqüencialmente, um Poli(Eter-poliol), ambos de baixo peso molecular médio. Tal sistema tem por finalidade atuar como dispersante-ligante em sistema cerâmico à base de caulim CADAM, uma vez que este sistema apresenta propriedades termoplásticas e termorrígidas a diferentes temperaturas. Foram sintetizados 03 protótipos de um sistema polimérico e o critério para escolha teve como base o pH do sistema em sentido generalizado, isto é, compreendendo as diversas fases de preparação dos polímeros e sua aplicação final. É do conhecimento comum que a reação de esterificação entre grupos COOHOH requer catálise ácida para ocorrer, o qual usualmente é realizada em pH abaixo de 4 e, neste ensaio, este pH ácido é devido à presença de ácido para-toluenosulfônico, que atua como catalisador de esterificação. Em tal intervalo de pH, em virtude do ponto isoelétrico do caulim ser comumentemente abaixo de 4, a estabilização da dispersão de caulim por repulsão eletrostática utilizando polímeros sintéticos é improvável de ocorrer, razão pela qual buscou-se mecanismos alternativos para obtenção de uma tal estabilização, entre os quais o mecanismo estérico surge como opção. O sistema polimérico do presente estudo apresenta-se na forma de uma solução aquosa sendo, de fato, uma mistura homogênea de um copolímero de ácido acrílico, N- metiloacrilamida e metacrilato de metoxipolietileno glicol e um poli(eter-poliol). O poli(eter-poliol) e N-metilolacrilamida presentes no sistema polimérico são principais fontes de grupo hidroxila para reação de poliesterificação e formação de ligações cruzadas à temperatura de 150 a 200 °C. No estado termoplástico o sistema polimérico produzido pela mistura poli(ácido carboxílico)-poli(eter-poliol) pode ser utilizado como dispersante de argilas com especial fóco sobre caulim como tratado neste trabalho. A propriedade dispersante pode ser atribuida à presença de grupos carboxílicos e metoxipolietilenoglicol aleatoriamente distribuídos ao longo da cadeia polimérica e, também, ao baixo peso molecular médio. A temperaturas entre 150 a 200 °C, o polímero é reticulado (crosslinked) por reação de poliesterificação, catalisada por ácido, entre grupos carboxila e grupos hidroxila, sendo as hidroxilas provenientes tanto de poliol como de N-metilolacrilamida (NMAM). Assim, do ponto de vista térmico comporta-se como termorrígido, sendo nesta condição insolúvel em água e adequado atuar como ligante na manufatura de materiais cerâmicos. Medidas de mobilidade eletroforética e viscosidade são aplicadas à caracterização de caulim e do sistema polimérico a fim de avaliar a potencialidade de aplicação como dispersante desta argila. Também, as transições dos estados termoplásticos para termorrigidos foram determinadas por análise termogravimétrica (TG) e análise dinâmico mecânica (DMA) nos polímeros isoladamente e depois com medidas de resistência mecânica do sistema caulim/polímero. O sistema apresentou comportamento dispersante em água e ligante após cura. Um sistema polimérico assim sintetizado foi propriamente curado por calor tornando- se, na forma termorrígida, um ligante para peças cerâmicas com propriedades mecânicas de alto desempenho, como resistência a flexão no estado cru (green strenght). / This work presents the study of a polymeric bi-component system made from Poly(carboxylic acid)-Poly(ether-polyol) primarily constituted of an acrylic acid polymerized through the process of aqueous solution polymerization by free radical mechanism, to which a poly(ether-polyol) has been sequentially added, both of them of low average molecular weight. Such a system has the aim to act as dispersing-binding balance on CADAM kaolin targeting to evaluate the applicability potential or the preparation of ceramic bodies as this polymeric system presents thermoplastic and thermosetting properties at different temperatures. Were made the synthesis of 03 polymeric system prototypes which criteria for choice was based on pH of the system at whole sense, that is, regarding the several steps for polymers preparation and its final application. It is knowledge that esterification reaction between COOH-OH groups requires acid catalyst to occur, which usually is done at pH below 4 and, in this work this pH is due to p-toluene sulfonic acid that act as esterification catalyst. In this range of pH, due to the isoeletric point of kaolin to be below 4 the electrostatic stabilization of dispersion is unlikely to occur, from which reason was looked for an alternative mechanism to achieve the dispersion stabilization, among them the steric mechanism arises an option. The polymeric system of this study is the form of an aqueous solution, which actually is a homogeneous blend of a copolymer of acrylic acid, N-Methylolacrylamide Methoxypolyethyleneglycol Methacrylate (MPEGMA) and Poly(ether-polyol). The Poly(etherpolyol) and the N-Methylolacrylamide presents at the polymeric system are the main sources of hydroxyl groups to enhance the polyesterification reaction for further crosslinking at temperatures from 160 to 200 °C. At the thermoplastic state the polymeric system made by Poly(carboxilic acid)poly(ether-polyol) macromolecules may be used as clay dispersant focusing on kaolin for this work. The dispersant property may be attributed to the carboxylic and methoxypolyethyleneglycol group randomly distributed along the polymeric chain backbone and, also to the low average molecular weight. At temperatures between 150 to 200 °C, the polymer is crosslinked by polyesterification reaction catalized by acid between carboxyl groups and hydroxyl groups, in such way that hydroxyls groups comes both from the polyol base polymer and NMethylolacrylamide (NMAM) present at first polymer backbone. Thus, through a thermal standpoint it behaves as thermoset being that, under this condition, water insoluble and adequate to act as binder for manufacturing of ceramic materials. Electrophoretic mobility and viscosity measurements were applied for the characterization of kaolin and the polymeric system targeting to the evaluation its potential application as a dispersant for this clay. Also, the transitions from the thermoplastic to the thermoset state have been determined by thermo-gravimetric analysis (TG) and dynamicmechanical analysis (DMA) for the Poly(carboxylc acid)poly(ether-polyol) polymers alone and further by mechanical resistance measurements for a clay-polymer system. The system has presented both dispersant behavior on aqueous media and binder just afterward cure. A polymeric system thus synthesized was properly cured by heat turning and then, at the thermoset state, become suitable for act as a binder for ceramic bodies with high performance mechanical properties measured as flexural resistance at green strength.