Tratamento com plasma frio na produção de sistemas multicamadas sustentáveis

Resumo: O plástico derivado do petróleo representa um desafio ambiental devido à sua longa durabilidade. Materiais biodegradáveis e renováveis, como filmes à base de nanocelulose, tanino e nanoquitosana, oferecem propriedades promissoras para aplicações sustentáveis em embalagens. A tecnologia de plasma frio é amplamente empregada para aprimorar esses materiais. Com esse propósito, foi desenvolvido um sistema multicamadas utilizando micro e nanoestruturas provenientes de fontes renováveis. A matriz do sistema multicamadas consistiu em nanocelulose (CNF), seguida por uma camada de tanino (2% m/v) e uma de nanoquitosana/CNC (50:50, v/v), produzidos com uso de dispositivo a vácuo tipo Millipore, aspersão e casting, respectivamente. A ordem das camadas foi determinada pelas suas cargas superficiais. Para aprimorar a adesão entre elas, especificamente a interação entre CNF e tanino, e a interação entre tanino e nanoquitosana/CNC, aplicou-se um tratamento na superfície por meio de uma descarga de barreira dielétrica (DBD) em um reator de plasma frio, utilizando nitrogênio como gás de arraste. Para avaliar os sistemas multicamadas, foram analisadas as propriedades de barreira (permeabilidade a líquidos, vapor d'água e oxigênio), morfológicas (MEV e perfilometria), químicas (FT-IR), ópticas (UV-Vis), físicas (densidade e gramatura) e dinâmico-mecânicas (DMA). Investigou-se também a eficácia desses sistemas na conservação de morangos quando expostos ao ambiente. Os principais resultados evidenciaram que os materiais apresentam estabilidade dos potenciais Zeta e viscosidade pseudoplástica. Tanto a morfologia quanto os espectros de IR corroboram com informações já presentes na literatura. Observou-se, na morfologia dos filmes, que o tratamento a plasma frio provocou o fenômeno "etching" na matriz de CNF, resultando em uma diminuição da rugosidade e uma distribuição mais uniforme do tanino, embora a rugosidade tenha aumentado após a adição das camadas. Sutis modificações nas bandas e intensidades foram observadas nos espectros do FT-IR. A matriz de CNF demonstrou maior hidrofilia após o tratamento a plasma e maior hidrofobicidade com a adição das camadas de tanino e nanoquitosana/CNC. As propriedades de barreira ao vapor d’água e ao oxigênio foram aprimoradas com a incorporação das camadas, enquanto a análise de DMA revelou um aumento na resistência dos sistemas multicamadas. A análise utilizando morangos mostrou que a última camada com tratamento a plasma frio teve o melhor resultado. As conclusões sugerem que o tratamento com plasma representa uma estratégia promissora para aprimorar a adesão das partículas de tanino, nanoquitosana e CNC nos filmes de nanocelulose, formando assim sistemas multicamadas aperfeiçoados. Essa abordagem resulta em melhorias nas propriedades de barreira do sistema, abrindo caminho para possíveis inovações em aplicações de embalagens. Além disso, proporciona uma compreensão mais aprofundada da interação entre as camadas e sua capacidade de formar sistemas específicos e adequados para uso em embalagens.

Author dc:creator

• Zakaluk, Izabelli Cristiani Barcelar

Advisor dc:contributor.advisor

• Bolzón de Muñiz, Graciela Inés

• Plasticos nas embalagens
• Plasma de baixa temperatura
• Materiais nanoestruturados
• Embalagens - Inovações tecnológicas
• Recursos Florestais e Engenharia Florestal

Language dc:language

Português

Handle dc:identifier.uri

https://hdl.handle.net/1884/90294

OAI identifier oai:identifier

oai:acervodigital.ufpr.br:1884/90294