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Previous issue date: 2015-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / High density polyethylene (HDPE) is widely used in the manufacture of
packaging disposables and in order to minimize the environmental impact
caused by disposal, have been incorporated, into the HDPE, additives that
promises modify polyethylene chemical structure and promote biodegradation.
Chemical modification occurs by oxidative abiotic degradation, accelerated by
pro-degrading agents, which decreases the molecular weight and introduces
oxygenated organic groups into polyethylene. In this study, iron (Fe) and
manganese (Mn) stearate pro-degrading agents were assessed as well as a
commercial additive d2w, based on organic salt of manganese, in HDPE films in
thermo-oxidative conditions (in an oven at 80°C and 60 °C). The effect of prodegrading
agent concentration and oxidation state was assessed on the
degradation of HDPE during accelerated weathering (Q-UV), thermomechanical
and thermo-oxidative degradation (80 ° C and 60 ° C). Abiotic
degradation was assessed by means of infrared spectroscopy, size exclusion
chromatography and mechanical properties. Films were also subjected to
biodegradation in soil and CO2 content was assessed by respirometric method.
The results showed that pro-degrading agents accelerate oxidative degradation.
In all degradation processes the abiotic degradation showed to be directly
proportional to iron concentration. On the other hand, manganese concentration
showed to be inversely proportional to thermo-mechanical degradation and
directly proportional to thermo-oxidative degradation and weathering. The
oxidation state of iron showed no interference with HDPE degradation, whereas
UV radiation significantly enhanced degradation of the polymer. The results
show important degradation of previously thermo-oxidated HDPE. / O polietileno de alta densidade (PEAD) é muito utilizado na fabricação
de embalagens descartáveis. Objetivando minimizar o impacto ambiental
causado pelo descarte, tem sido incorporado ao PEAD aditivos que prometem
modificar sua estrutura química para favorecer a biodegradação. A modificação
química ocorre pela degradação oxidativa, acelerada por agentes pródegradantes,
promovendo redução da massa molar e introdução de grupos
orgânicos oxigenados nas moléculas do PEAD. Os agentes pro-degradantes
são fundamentados em metais de transição, principalmente manganês (Mn) e
ferro (Fe). No estudo utilizou-se PEAD aditivado com os agentes pródegradantes
estearatos de Mn e de Fe e aditivo comercial d2w®. A escolha
pelo PEAD foi função da carência de produção científica sobre o tema e da
grande utilização do PEAD na fabricação de embalagens descartáveis. Avaliouse
a influência da concentração de Mn, de Fe e do estado de oxidação do Fe
na degradação do PEAD nos processos de degradação termo-mecânico,
termooxidativo (80°C e 60°C) e intemperismo acelerado (Q-UV). O
monitoramento das degradações abióticas foi realizado por espectroscopia no
infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), cromotagrafia por exclusão
de tamanho (SEC) e ensaio mecânico de tração. Após a degradação abiótica,
os filmes foram submetidos à degradação biótica em solo e o monitoramento
foi realizado pelo método respirométrico. Os resultados mostram que os pródegradantes
aceleram a degradação oxidativa do PEAD e que a degradação é
diretamente proporcional à concentração de Fe em todos os processos de
degradação. Entretanto, os resultados indicam que a concentração de Mn é
inversamente proporcional à degradação termo-mecânica e diretamente
proporcional às degradações termooxidativa e Q-UV. Os resultados mostram
que o estado de oxidação do Fe não interfere nos processos de degradação e
que a radiação UV intensifica significativamente a degradação do PEAD
contendo Fe e Mn. Relativo à degradação biótica, os resultados mostram
importante biodegradação do PEAD previamente termooxidado.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7175 |
| Date | 06 March 2015 |
| Creators | Babetto, Alex Sandro |
| Contributors | Bettini, Sílvia Helena Prado, Agnelli, José Augusto Marcondes |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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