Obtenção de nano-whiskers de celulose de algodão melhorado geneticamente para desenvolvimento de nanocompósitos biodegradáveis com poli(ácido lático)/(amido termoplástico)

Resumo

O presente projeto tem como objetivo principal a obtenção de nanofibras de celulose originárias de diferentes variedades de algodão e sua aplicação no desenvolvimento de nanocompósitos biodegradáveis de blendas de poli (ácido lático) (PLA)/amido termoplástico (TPS). As nanofibras são obtidas a partir da celulose, sendo estruturas altamente cristalinas e denominadas "whiskers". Estes exibem tamanho nanométrico (espessura de 5 a 90 nm), são obtidos por hidrólise ácida e apresentam grande potencial para serem empregados como reforço em matrizes poliméricas. Nesta proposta, nano-whiskers de fibras de diferentes variedades de algodão, melhorado geneticamente, serão extraídas por tratamento químico-mecânico buscando-se a otimização do processo de sua obtenção. Serão avaliadas possíveis influências do melhoramento genético sobre o rendimento, geometria e dimensões dos respectivos whiskers e desempenho final dos nanocompósitos a serem obtidos. Utilizando-se estes whiskers, serão preparados diferentes nanocompósitos com a matriz polimérica PLA/TPS. Serão avaliadas primeiramente as condições de processamento em um reômetro de torque. Após esta etapa, os nanocompósitos serão caracterizados quanto à composição, morfologia (microscópio eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (TEM), comportamento mecânico (ensaio de tração), térmico (Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e Termogravimetria (TG)), termo-dinâmico-mecânico (Análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), resistência à absorção de água. Realizar-se-á também um estudo comparativo entre alguns destes nanocompósitos com os seus equivalentes compósitos com fibras de algodão moídas mecanicamente na escala micrométrica. O objetivo desta etapa será o de avaliar o desempenho como reforço na matriz polimérica das fibras na escala nano comparativamente às na escala micro. Por fim, é proposto um estudo de biodegradabilidade dos nanocompósitos através do monitoramento de gás carbônico (CO2) liberado após exposição dos materiais em água e lodo ativado. Este projeto será desenvolvido no Laboratório Nacional de Nanotecnologia para o Agronegócio (LNNA). (AU)