Biopolymer-clay nanocomposites: cassava starch and synthetic clay cast films

Biopolymer-clay nanocomposites: cassava starch and synthetic clay cast films

Autor Perotti, Gustavo Frigi Google Scholar
Tronto, Jairo Google Scholar
Bizeto, Marcos Augusto Autor UNIFESP Google Scholar
Izumi, Celly Mieko Shinohara Google Scholar
Temperini, Marcia Laudelina Arruda Google Scholar
Lugão, Ademar Benévolo Google Scholar
Parra, Duclerc Fernandes Google Scholar
Constantino, Vera Regina Leopoldo Google Scholar
Instituição Universidade de São Paulo (USP)
Universidade Federal de Viçosa Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas
Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Universidade Federal de Juiz de Fora Departamento de Química Núcleo de Espectroscopia e Estrutura Molecular
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares Centro de Química e Meio Ambiente
Resumo Polymer-clay nanocomposites (PCN) based on cassava starch, synthetic hectorite clay and inverted sugar cane syrup (plasticizer) were prepared by solvent-assisted (casting) process producing transparent and homogeneous films. Small amounts of clay (5-15 wt.%) resulted mainly in exfoliated nanocomposites while large amounts (30 wt.%) promote the intercalated nanocomposites formation. FT-Raman bands sensitive to hydrogen bonding in starch granules are progressively shifted to lower wavenumbers as the clay content is raised. Nanocomposites show a similar thermal behavior up to 320 ºC while the biomolecule decomposition at about 500 ºC is dependent on the clay content. CO2 release at about 300 ºC (non-oxidative decomposition of polymeric chains) decreases if compared to the gas delivery at ca. 500 ºC, as the clay content is increased. Films with clay content higher than 10 wt.% show no substantial benefit for either elongation or resistance properties.

Nanocompósitos à base de amido de mandioca, argila sintética hectorita e açúcar invertido (plastificante) foram preparados por processo em meio aquoso (casting) produzindo filmes transparentes e homogêneos. Pequenas quantidades de argila (5-15% em massa) produzem principalmente nanocompósitos esfoliados, enquanto grandes quantidades (30% em massa) promovem a formação de nanocompósitos intercalados. Os espectros FT-Raman mostram que bandas sensíveis à ligação de hidrogênio em grânulos de amido são progressivamente deslocadas para frequências menores quando o teor de argila é aumentado. Os nanocompósitos mostram um comportamento térmico semelhante até 320 ºC, enquanto a decomposição da biomolécula em cerca de 500 ºC é dependente do teor de argila. A liberação de CO2 em aproximadamente 300 ºC (decomposição não oxidativa das cadeias poliméricas) diminui se comparada com o desprendimento desse gás em 500 ºC quando a quantidade de argila é aumentada. Filmes com teor de argila maior que 10% não mostram melhora substancial nas propriedades de alongamento ou resistência.
Palavra-chave nanocomposites
clays
starch
cassava
layered silicates
laponite
Idioma Inglês
Financiador Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
C2NANO - Center for Nanocience and Nanotechnology/MCT
NAP-NN (Nucleo de Apoio a Pesquisa em Nanossistemas e Nanotecnologia) from Universidade de Sao Paulo
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Número do financiamento 2011/50318-1
Data de publicação 2014-02-01
Publicado em Journal of the Brazilian Chemical Society. Sociedade Brasileira de Química, v. 25, n. 2, p. 320-330, 2014.
ISSN 0103-5053 (Sherpa/Romeo, fator de impacto)
1678-4790 (Sherpa/Romeo, fator de impacto)
Publicador Sociedade Brasileira de Química
Extensão 320-330
Fonte http://dx.doi.org/10.5935/0103-5053.20130300
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Artigo
Web of Science WOS:000331790700015
SciELO S0103-50532014000200015 (estatísticas na SciELO)
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/8231

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Nome: S0103-50532014000200015.pdf
Tamanho: 2.396MB
Formato: PDF
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