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Otimização de aditivo termoplástico à base de amido: avalição de propriedades físicas e mecânicas
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1107161
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Cardoso, Flávia Aparecida Reitz | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-0432-9191 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2663975071704461 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Arantes, Eudes José | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-7684-3069 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/5368039952110556 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Cardoso, Flávia Aparecida Reitz | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-0432-9191 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2663975071704461 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Campos, Rubya Vieira de Mello | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0003-3156-3781 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/2760163330554526 | - |
| Autor(es): dc.creator | Lima, Amanda Cristina de | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-29T13:05:24Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-29T13:05:24Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-02-17 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-02-17 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-17 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35979 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1107161 | - |
| Descrição: dc.description | The vast majority of conventional plastics are derived from non-renewable resources, such as petroleum, and their environmental decomposition is extremely slow, taking up to 500 years. This prolonged process generates significant environmental impacts, as the structure of these plastics is not easily metabolized by microorganisms. In response to this issue, the concept of bioplastics or biodegradable plastics has emerged, aiming to offer more sustainable solutions with the ability to degrade more quickly and reduce environmental damage. Despite the growing demand for eco-friendly alternatives, the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) predicts that the use of conventional plastics will continue to increase in the coming decades, resulting in an even greater generation of non-biodegradable plastic waste, making the development of viable and effective alternatives to traditional plastics increasingly urgent. In this context, the objective of this study was to develop and optimize the formulation of a biodegradable thermoplastic additive through an experimental design that varied the proportions of plant-based starch, glycerin, and water. The aim was not only to improve the material’s mechanical properties but also to enhance its biodegradability. The first phase of the study involved analyses to evaluate the mechanical properties of thermoplastic samples derived from different starch sources (potato, cassava, rice, and corn). The mechanical parameters investigated included tensile strength, Young's modulus, and elongation, which are essential for determining the functionality of plastic bags under typical usage conditions. The degradation of starch under composted soil conditions was also investigated to assess its environmental efficiency after disposal, and an objective color analysis was conducted to determine the opacity of the films. In the second phase, an experimental design was implemented to optimize the thermoplastic formulation, varying the plasticizer, water, and potato starch content. The results of the mechanical properties of samples T1 to T5 indicated that sample T3, containing 5% potato starch, 3% glycerin, and 92% water, achieved the best results in terms of tensile strength (243,39 MPa), moderate Young's modulus (365,28 MPa), and elongation (7,73%). This combination of mechanical properties made it the best option for producing biodegradable bags, balancing strength and flexibility. Based on the results obtained, sample T3 was identified as the best option for manufacturing biodegradable plastic bags. This sample offered a good balance between mechanical strength, flexibility, and biodegradability while maintaining a stable crystalline structure, making it an excellent choice for sustainable applications without compromising material performance. | - |
| Descrição: dc.description | A grande maioria dos plásticos convencionais é derivada de recursos não renováveis, como o petróleo, e sua decomposição ambiental é extremamente lenta, podendo levar até 500 anos. Este processo prolongado gera impactos ambientais significativos, uma vez que a estrutura desses plásticos não é facilmente metabolizada por micro-organismos. Em resposta a esta problemática, surgiu o conceito de bioplásticos ou plásticos biodegradáveis, que visam oferecer soluções mais sustentáveis, com a capacidade de se degradar mais rapidamente e reduzir os danos ambientais. Apesar da crescente demanda por alternativas ecológicas, a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) prevê que o uso de plásticos convencionais continuará a crescer nas próximas décadas, resultando em uma geração ainda maior de resíduos plásticos não biodegradáveis, o que torna urgente o desenvolvimento de alternativas viáveis e eficazes para substituir os plásticos tradicionais. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver e otimizar a formulação de um aditivo termoplástico biodegradável, por meio de um planejamento que variou as proporções de amido vegetal, glicerina e água, visando não apenas melhorar as propriedades mecânicas do material, mas também sua biodegradabilidade. A primeira fase do estudo envolveu análises para avaliar as propriedades mecânicas das amostras de termoplásticos derivados de diferentes fontes de féculas e amidos (batata, mandioca, arroz e milho). Os parâmetros mecânicos investigados incluíram tensão, módulo de Young e elongação, essenciais para determinar a funcionalidade das sacolas plásticas em condições típicas de uso. Também foi investigada a degradação dos amidos em condições de terra compostada, visando avaliar sua eficiência ambiental após o descarte, e realizada análise de cor objetiva para identificar a opacidade dos filmes. Na segunda fase, um planejamento experimental foi implementado para otimizar a formulação do termoplástico, variando o plastificante, a água e a fécula de batata. Os resultados das propriedades mecânicas das amostras T1 a T5 indicaram que a amostra T3, contendo 5% de fécula de batata, 3% de glicerina e 92% de água, obteve os melhores resultados em termos de resistência à tração (243,39 MPa), módulo de Young moderado (365,28 MPa) e elongação (7,73%). Esta combinação de propriedades mecânicas a tornou a melhor opção para a produção de sacolas biodegradáveis, equilibrando resistência e flexibilidade. Com base nos resultados obtidos, a amostra T3 foi identificada como a melhor opção para a fabricação de sacolas plásticas biodegradáveis. Esta amostra ofereceu um bom equilíbrio entre resistência mecânica, flexibilidade e biodegradabilidade, além de manter uma estrutura cristalina estável, o que a torna uma excelente escolha para aplicações sustentáveis, sem comprometer a performance do material. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Campo Mourao | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Programa de Pós-Graduação em Inovações Tecnológicas | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Amido | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sustentabilidade | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Meio ambiente | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Sustainability | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS Starch | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Engenharia/Tecnologia/Gestão | - |
| Título: dc.title | Otimização de aditivo termoplástico à base de amido: avalição de propriedades físicas e mecânicas | - |
| Título: dc.title | Optimization of starch-based thermoplastic additive: evaluation of physical and mechanical properties | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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