Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.1590/0104-1428.1572
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Preparação e Caracterização de Nanocompósitos Poliméricos Baseados em Quitosana e Argilo Minerais

Preparation and Characterization of Polymer Nanocomposites Based on Chitosan and Clay Minerals

Fiori, Ana Paula Santos de M.; Gabiraba, Victor Parizio; Praxedes, Ana Paula P.; Nunes, Marcelo Ramon da S.; Balliano, Tatiane L.; Da Silva, Rosanny Christhinny; Tonholo, Josealdo; Ribeiro, Adriana Santos

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Resumo

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos baseados em quitosana e diferentes tipos de argilas usando polietileno glicol (PEG) como plastificante. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TGA/DTG), e por análise mecânica (ensaio de tração) com o objetivo de avaliar as interações entre a quitosana e a argila. Os filmes de nanocompósitos preparados usando Bentonita sódica (Ben) apresentaram um aumento de 81,2% no valor da tensão máxima de ruptura e uma redução de 16,0% no módulo de elasticidade (Young) em relação aos filmes de quitosana com PEG (QuiPEG), evidenciando que a introdução da argila na matriz polimérica resultou em um filme mais flexível e resistente, cujo alongamento na ruptura foi 93,6% maior que o apresentado pelo filme de QuiPEG.

Palavras-chave

Argila organofílica, filmes de nanocompósitos, biopolímero

Abstract

In this work nanocomposites based on chitosan and different clays were prepared using polyethyleneglycol (PEG) as plasticizer. The samples obtained were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA/DTG) and by mechanical characterization (tensile test) with the aim of investigating the interactions between chitosan and clay. The nanocomposite films prepared using sodium bentonite (Ben) showed an increase of 81.2% in the maximum tensile stress values and a decrease of 16.0% in the Young’s modulus when compared to the chitosan with PEG (QuiPEG) films, evidencing that the introduction of the clay into the polymer matrix provided a more flexible and resistant film, whose elongation at break was 93.6% higher than for the QuiPEG film.

Keywords

Organophilic clay, nanocomposite films, biopolymer

References



1. Ray, S. S. & Bousmina, M. - Prog. Mater. Sci., 50, p.962 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2005.05.002.

2. Avella, M.; De Viegler, J. J.; Errico, M. E.; Fischer, S.; Vacca, P. & Volpe, M. G. - Food Chem., 93, p.467 (2005). http:// dx.doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.10.024.

3. Haiyan, H.; Mingwang, P.; Xiucuo, L.; Xudong, S. & Liucheng, Z. - Polym. Int., 53, p.225 (2004). http://dx.doi. org/10.1002/pi.1309.

4. Stoeffler, K.; Lafleur, P. G. & Denault, J. - Polym. Eng. Sci., 48, p.1449 (2008). http://dx.doi.org/10.1002/pen.21117.

5. LeBaron, P. C.; Wang, Z. & Pinnavaia, T. J. - Appl. Clay Sci., 15, p.11 (1999). http://dx.doi.org/10.1016/S0169- 1317(99)00017-4.

6. Anderson, R. L.; Ratcliffe, I.; Greenwell, H. C.; Williams, P. A.; Cliffe, S. & Coveney, P. V. - Earth Sci. Rev., 98, p.201 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.11.003.

7. Xu, Y.; Ren, X. & Hanna, M. A. J. - Appl. Polym. Sci., 99, p.1684 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/app.22664.

8. McGlashan, S. A. & Halley, P. - Polym. Int., 52, p.1767 (2003). http://dx.doi.org/10.1002/pi.1287.

9. Nakegawa, N. & Ogawa, M. - Appl. Clay Sci., 22, p.137 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S0169-1317(02)00145-X.

10. Paiva, L. B.; Morales, A. R. & Diaz, F. R. V. - Cerâmica, 54, p.213 (2008).

11. Jang, B. N.; Wang, D. & Wilkie, C. A. - Macromol., 38, p.6533 (2005). http://dx.doi.org/10.1021/ma0508909.

12. Tapia, M. S.; Rojas-Graü, M. A.; Carmona, A.; Rodríguez, F. J.; Soliva-Fortuny, R. & Martin-Belloso, O. - Food Hydrocoll., 22, p.1493 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j. foodhyd.2007.10.004.

13. Kochumalayil, J. J.; Bergenstråhle-Wohlert, M.; Utsel, S.; Wågberg, L.; Zhou, Q. & Berglund, L. A. - Biomacromol., 14, p.84 (2013). http://dx.doi.org/10.1021/bm301382d.

14. Tsimpliaraki, A.; Tsivintzelis, I.; Marras, S. I.; Zuburtikudis, I. & Panayiotou, C. J. - Supercritical Fluids., 57, p.278 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j.supflu.2011.03.010.

15. Casariego, A.; Souza, B. W. S.; Cerqueira, M. A.; Teixeira, J. A.; Cruz, L.; Díaz, R. & Vicente, A. A. - Food Hydrocoll., 23, p.1895 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j. foodhyd.2009.02.007.

16. Wang, S. F.; Shen, L.; Tong, Y. J.; Chen, L.; Phang, I. Y.; Lim, P. Q. & Liu, T. X. - Polym. Degrad. Stabil., 90, p.123 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2005.03.001.

17. Katti, K. S.; Katti, D. R. & Dash, R. - Biomed. Mater., 3, p.034122 (2008). http://dx.doi.org/10.1088/1748- 6041/3/3/034122. PMid:18765898

18. Lavorgna, M.; Piscitelli, F.; Mangiacapra, P. & Buonocore, G. G. - Carbohydr. Polym., 82, p.291 (2010). http://dx.doi. org/10.1016/j.carbpol.2010.04.054.

19. Srinivasa, P. C.; Ramesh, M. N. & Tharanathan, R. N. - Food Hydrocoll., 21, p.1113 (2007). http://dx.doi.org/10.1016/j. foodhyd.2006.08.005.

20. Correlo, V. M.; Boesel, L. F.; Bhattacharya, M.; Mano, J. F.; Neves, N. M. & Reis, R. L. - Mater. Sci. Eng. A., 403, p.57 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2005.04.055.

21. Suyatma, N. E.; Tighzert, L.; Copinet, A.-J. & Coma, V. - Agric. Food Chem., 53, p.3950 (2005). http://dx.doi. org/10.1021/jf048790+.

22. Rodríguez-Núñez, J. R.; Madera-Santana, T. J.; Sánchez- Machado, D. I.; López-Cervantes, J. & Soto Valdez, H. - Polym. Environ., 22, p.41 (2014). http://dx.doi.org/10.1007/ s10924-013-0621-z.

23. Pereira, K. R. O. - REMAP, 22, p.2 (2007).

24. American Society for Testing and Materials – ASTM - “D6988–08: Determination of Thickness of Plastic Film Test Specimens”, ASTM (2008).

25. American Society for Testing and Materials – ASTM - “D882–10: Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting”, ASTM (2010).

26. Vossen, C. A. - “Nanocompósitos de ABS/PA e argilas Organofilicas”, Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, São Paulo (2009).

27. Ismail, Y. A.; Shin, S. R.; Shin, K. M.; Yoon, S. G.; Shon, K.; Kim, S. I. & Kim, S. - Sens. Actuators B Chem., 129, p.834 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2007.09.083.

28. Yavuz, A. G.; Uygun, A. & Bhethanabotla, V. R. - Carbohydr. Polym., 75, p.448 (2009). http://dx.doi.org/10.1016/j. carbpol.2008.08.005.

29. Xu, X. H.; Ren, G. L.; Cheng, G. J.; Liu, Q.; Li, D. G. & Chen, Q. J. - Mater. Sci., 41, p.4974 (2006). http://dx.doi. org/10.1007/s10853-006-0118-4.

30. Yavuz, A. G.; Uygun, A. & Bhethanabotla, V. R. - Carbohydr. Polym., 81, p.712 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j. carbpol.2010.03.045.

31. Wang, S. F.; Shen, L.; Tong, Y. J.; Chen, L.; Phang, I. Y.; Lim, P. Q. & Liu, T. X. - Polym. Degrad. Stabil., 90, p.123 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2005.03.001.

32. Hassouna, F.; Raquez, J.-M.; Addiego, F.; Dubois, P.; Toniazzo, V. & Ruch, D. - Eur. Polym. J., 47, p.2134 (2011). http://dx.doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2011.08.001.

33. Kwon, S. K. & Kim, D. H.-J. - Korean Phys. Soc., 49, p.1421 (2006).

34. Rodrigues, E. J. R.; Nascimento, S. A. M.; Tavares, M. I. B. & Merat, P. P. - Polímeros, 22, p.436 (2012). http://dx.doi. org/10.1590/S0104-14282012005000058.

35. Thakhiew, W.; Devahastin, S. & Soponronnarit, S.-J. - Food Eng., 99, p.216 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j. jfoodeng.2010.02.025.

36. Khan, A.; Khan, R. A.; Salmieri, S.; Le Tien, C.; Riedl, B.; Bouchard, J.; Chauve, G.; Tan, V.; Kamal, M. R. & Lacroix, M. - Carbohydr. Polym., 90, p.1601 (2012). http://dx.doi. org/10.1016/j.carbpol.2012.07.037. PMid:22944422

37. Fernandes, S. C. M.; Freire, C. S. R.; Silvestre, A. J. D.; Pascoal Neto, C.; Gandini, A.; Berglund, L. A. & Salmén, L. – Carbohydr. Polym., 81, p.394 (2010). http://dx.doi. org/10.1016/j.carbpol.2010.02.037.
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