Desenvolvimento de embalagens antiestáticas e biodegradáveis de poli(ácido lático) e nanotubos de carbono

Abstract

O desenvolvimento de embalagens antiestáticas para transporte e armazenamento de componentes eletrônicos é de grande importância, uma vez que preservam a integridade física de dispositivos eletrônicos, além de fornecer proteção contra descargas eletrostáticas. Geralmente, essas embalagens são produzidas pela combinação de polímeros isolantes e um agente antiestático, com baixa resistividade ao acúmulo de cargas elétricas. A maioria dos polímeros utilizados para a produção dessas embalagens não é reciclado e/ou biodegradável, causando grande impacto ambiental. Buscando uma alternativa para esse problema, nesse trabalho foi utilizado o polímero biodegradável poli(ácido lático) (PLA) como matriz polimérica e nanotubos de carbono (NTC) como agente antiestático. Foi realizado tratamento superficial com ácido nítrico no NTC (NTCf) para melhorar a dispersão e adesão com a matriz. Além disso, foi preparado o agente compatibilizante PLA graftizado com anidrido maleico (PLA-g-MA) por extrusão reativa para melhorar a adesão polímero/carga. Os nanocompósitos foram preparados por extrusão com adição de 0,1, 0,5 e 1% em massa de NTC e NTCf e adição de 1 e 3% em massa do PLA-g-MA na matriz de PLA. A funcionalização do NTCf foi comprovada por espectroscopia de infravermelho por Trasformada de Fourier (FT-IR), espectroscopia RAMAN e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). A estrutura do polímero não foi danificada pelo processamento reativo com anidrido maleico. Os nanocompósitos foram caracterizados por ensaios mecânicos, térmicos e elétricos, além do estudo de biodegradação. A adição de 0,5% em massa de NTCf aumentou a tensão máxima em 130% em relação as amostras com a mesma quantidade de NTC. As composições com adição de NTCf e PLA-g-MA, foram as composições com melhores resultados mecânicos, indicativo de boa adesão do NTCf na matriz polimérica. Nanocompósitos com adição de 0,5% em massa de NTC e NTCf apresentaram diminuição na resistividade elétrica em 10 e 6 ordens de grandeza, respectivamente. Os resultados de biodegradação mostraram-se eficientes para etapa inicial. A composição com 1% em massa de PLA-g-MA e 0,5% em massa de NTCf apresentou comportamento antiestático dissipativo, sendo a composição mais adequada para obtenção de embalagens antiestáticas e biodegradáveis.