BRPI0900027B1 - Processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável e composição polimérica parcialmente biodegradável - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL E COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL A presente invenção trata de um processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável que se utiliza de um misturador de alto cisalhamento para produzir uma dispersão de um amido num polímero sintético, dispersão esta que depois de peletizada e extrudada vai gerar um filme bi-orientado capaz de produzir plásticos parcialmente biodegradáveis. A invenção diz respeito também a uma composição polimérica parcialmente biodegradável produzida a partir do dito processo.
Description
A presente invenção diz respeito a processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável e composição polimérica parcialmente biodegradável à base de amido e polímeros sintéticos convencionais.
O acúmulo de materiais poliméricos oriundos de embalagens descartadas após o uso é hoje um grave problema ambiental, haja vista que uma significativa fração desses ditos materiais poliméricos requer centenas de anos para se decompor.
Uma das soluções aventadas para reduzir tal problema, além das alternativas de reciclagem e reutilização já amplamente utilizadas, é a disponibilização de novos materiais que apresentem maior degradabilidade.
Existem hoje, basicamente, dois tipos de materiais poliméricos que podem ser classificados como biodegradáveis. Um primeiro tipo seria o dos polímeros integralmente biodegradáveis, daqui por diante chamados de polímeros do Tipo 1, como por exemplo os poli(3-hidroxibutiratos-co-3- hidroxivalerato) (PHBV) que é um membro da família dos polihidroxialcanoatos (PHA), obtidos a partir de fontes renováveis, vegetais ou bacterianas. Apesar da reconhecida biodegradabilidade do mesmo, este polímero apresenta elevada rigidez, devido a seu alto grau de cristalinidade, o que impede a obtenção de filmes flexíveis. Outro exemplo seria o poli (ε-caprolactona), um poliéster de caráter hidrofóbico, muito conhecido pela biodegradabilidade e habilidade do mesmo em formar misturas com outros polímeros.
O outro tipo seria o dos polímeros ou copolímeros parcialmente biodegradáveis, daqui por diante chamados de polímeros do Tipo 2, que são misturas de polímeros sintéticos não-biodegradáveis com polímeros biodegradáveis, geralmente polímeros naturais, onde, a parte da mistura que não se decompõe responde preponderantemente pelas propriedades de desempenho mecânico requeridas para uma aplicação específica, enquanto a outra parte empresta degradabilidade parcial ao produto final.
Em termos de proteção ambiental, por questões óbvias, os polímeros do Tipo 1 levam alguma vantagem sobre os do Tipo 2, entretanto, em virtude da oferta limitada de matérias-primas e de processos relativamente complexos para a produção dos mesmos, os polímeros do Tipo 1 são extremamente caros, pois chegam a custar até dez vezes mais que os polímeros comuns. Além do mais, quando os polímeros do Tipo 1 são transformados em filmes finos, estes apresentam pouca capacidade de alongamento e são relativamente frágeis como mostrado na patente americana US 4,293,539. Desta forma, enquanto os polímeros do Tipo1 somente são direcionados para utilizações especiais, os polímeros do Tipo 2 servem às mais diversas aplicações e por isso são muito mais estudados e citados na literatura técnica pertinente.
Os produtos naturais que mais aparecem compondo as misturas dos polímeros do Tipo 2 são os amidos, a celulose e alguns polissacarídeos e seus derivativos. Destes destacam-se os amidos, por causa da abundância de fontes de obtenção dos mesmos, sua disponibilidade no mercado e seus baixos custos. Quanto aos polímeros sintéticos que compõem a outra parte das citadas misturas são mais comuns as poliolefinas, tais como polietilenos, polipropilenos, poliisobutilenos e poliestirenos, além dos cloretos de polivinila, dentre outros.
Um levantamento do estado da técnica relativo a formas de preparação de polímeros do Tipo 2 revela uma particular atenção dos pesquisadores com o aperfeiçoamento da qualidade da aderência entre as fases do amido e do polímero sintético, indicando ser este um dos aspectos fundamentais do preparo da mistura entre esses dois componentes.
Dentre os trabalhos publicados que mais contribuíram para fundamentação teórica da presente invenção, no que tange aos estudos de interface, destaca-se o publicado por SHUJUM W., JIUGAO Y. e JINGLIN Y.,”Compatible Thermoplastic Starch/Polyethylene Blends By One-Step Reactive Extrusion”, Polymer Int., v.54, p.279 - 285, 2005, que estudou a compatibilidade entre as fases olefínica e do amido utilizando os ensaios de “Dynamic Mechanical Thermal Analysis” (DMTA) e de “Fourier Transfom Infrared Spectroscopy” (FTIR), constatando que a pequena interação existente entre as fases do polietileno de baixa densidade (PEBD) e o amido é potencializada quando se usa um PEBD enxertado (“grafitizado”) com anidrido maleico (PE-g-MA). Os autores ensinam que tal potencialização se dá em virtude de se formarem algumas ligações éster entre o anidrido e o grupo hidroxila do amido, bem como algumas pontes de hidrogênio entre o grupo carboxila do anidrido hidrolisado e o grupo hidroxila do amido.
Outro trabalho importante foi o publicado por WANG Y. J., W. LIU e Z. SUN, “Effects of Glycerol and PE-g-MA on Morphology, Thermal and Tensile Properties of LDPE and Rice Starch Blends”, Journal of Applied Polymer Science, v. 92, p.344 - 350, 2004, onde os autores estudaram o efeito provocado pela adição do glicerol e do glicerol com PE-g-MA às formulações que continham apenas o PEBD e o amido, e constataram que as adições do glicerol fizeram aumentar a dispersão dos grânulos de amido na matriz de PEBD em virtude de uma interação entre o amido e o glicerol, que favorece este comportamento. Em conseqüência deste dito aumento da dispersão do amido no PEBD, observou-se uma melhora nas propriedades mecânicas das formulações que receberam o glicerol em relação às formulações compostas sem o glicerol. Os autores constataram também que as tais propriedades mecânicas das ditas formulações de amido e PEBD melhoraram ainda mais quando se adicionou às mesmas glicerol e PE-g-MA juntos, combinados em determinadas concentrações. Desta forma, o poder de adesão da interface [amido/matriz(PEBD)], antes fraco, devido ao comportamento antagônico das fases (PEBD - hidrofóbico e amido - hidrofílico) ficou fortalecido, fazendo com que as formulações PEBD/amido/glicerol/PE-g-MA mostrassem propriedades mecânicas mais próximas às das matrizes de PEDB puras.
Com relação à teoria de incorporação de cargas minerais às composições poliméricas parcialmente biodegradáveis cita-se como importante os ensinamentos contidos no trabalho publicado por LIAO HSIN-TZU e WU CHIN-SAN, ”Synthesis And Characterization of Polyethylene-octene Elastomer/Clay/Biodegradable Starch
Nanocomposites”, Journal of Applied Polymer Science, v.97, n° 1, p. 397 - 404, 2005, onde os autores constataram que nanoargilas adicionadas a composições à base de amido/polietileno-octeno/POE-g-AA (ácido acrílico), em frações de até 12%, em peso, das mesmas, são capazes de gerar produtos finais com melhor alongamento, resistência à tração e menor permeabilidade ao oxigênio do que as composições sem as nanoargilas.
No que se refere aos estudos de biodegradabilidade dos polímeros do Tipo 2 são importantes as informações colhidas nos trabalhos publicados por ZUCHOWSKA, D., STELLER, R. and MEISSNER, W. ”Structure and Properties of Degradable Polyolefin-starch Blends”, Polymer Degradation and Stability, v.60,p.471 - 480, 1998 e por ZUCHOWSKA, D., HLAVATA, D., STELLER, R., ADAMIAK, W., and MEISSNER, W., ”Physical Structure of Polyolefin-starch Blends After Ageing”, Polymer Degradation and Stability, v.64, p. 339 - 346, 1999.
As informações obtidas em documentos de patentes revelam a existência de um grande número de variantes de processos de preparação e de composições de polímeros do Tipo 2. Por exemplo, a patente americana US 5,654,353 apresenta uma síntese destes processos de preparação e os classifica em três tipos. O primeiro tipo é descrito como sendo aqueles que preparam os polímeros do Tipo 2 misturando o amido a resinas sintéticas hidrofílicas, tais como os alcoóis polivinílicos e os polihidroxialcanoatos (PHA). As duas substâncias, amido e polímero sintético, são solúveis entre si e a mistura se dá facilmente gerando polímeros completamente biodegradáveis, porém suas afinidades com a água restringem seu campo de aplicação. O segundo tipo é descrito como sendo aqueles em que se obtêm os polímeros do Tipo 2, tratando os amidos secos com compostos à base de silicones orgânicos e titanatos, que convertem os amidos, um material originariamente hidrofílico, em um material hidrofóbico, e, em seguida, misturam estes amidos modificados com resinas sintéticas. Os do terceiro tipo são aqueles em que se preparam os polímeros do Tipo 2 em duas fases. Na primeira fase se promove uma mistura de amido, compatibilizantes e um plastificante, para dextrinizar, gelatinizar ou desestruturar o amido, na presença ou não de água adicionada, para gerar um concentrado ou “masterbath”. Na segunda fase o concentrado recebe uma carga de um polímero sintético, para produzir a mistura final que, após remoção, ou não, da água em excesso, vai ser submetida a processos de peletização e extrusão para produzir o plástico biodegradável. O processo e a composição apresentados na presente invenção se enquadram neste terceiro tipo de processo citado acima, assim como também nele se inserem os processos e as composições apresentados nas patentes americanas US 5,292,789, US 6,844,380 e US 7,071,249, apenas citadas como exemplos por serem consideradas de maior significado técnico para a presente invenção.
Resumidamente, verifica-se que em todas as patentes acima mencionadas, os processos de mistura utilizados para formar as dispersões, tanto na primeira quanto na segunda fase, são integralmente feitos em máquinas extrusoras de roscas simples ou duplas, as quais, para garantirem uma adequada dispersão dos ditos componentes, imprimem à mistura a condição de elevado cisalhamento. Tais processos são considerados lentos e trabalhosos já que necessitam de passar as misturas poliméricas duas vezes pelas máquinas extrusoras que, para proverem condições de cisalhamento suficientes, têm de ter suas velocidades reduzidas e serem operadas a altas temperaturas.
Isto se faz necessário porque as dispersões precisam ser estáveis, principalmente, as que são geradas na primeira fase do processo, onde o amido tem de ser desestruturado ao máximo pelo plastificante para alterar de modo substantivo as características hidrofílicas do mesmo, para transformá-lo num polímero termoplástico natural, que tem de se dispersar o mais completamente possível no polímero sintético, com a ajuda do compatibilizante interfacial.
Essa qualidade de dispersão é atestada através de resultados obtidos em testes de caracterização mecânica, morfológica e granulométrica.
Os ensaios de caracterização mecânica e de caracterização térmica são ensaios comparativos e visam a verificar o quanto as características do polímero sintético foram alteradas pelo polímero natural. Geralmente, quando os resultados obtidos nas dispersões estão mais próximos dos obtidos no polímero sintético puro, eles indicam que as dispersões estão suficientemente estáveis, ou possuem uma adesão interfacial adequada entre as fases citadas.
Os ensaios de caracterização morfológica têm por objetivo observar as condições interfaciais da dispersão. São feitos aplicando-se a técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) na superfície da dispersão e da fratura da mesma, tal fratura sendo feita depois que se diminui a temperatura de uma amostra da dispersão, em nitrogênio líquido. Essa técnica produz foto micrografias que permitem visualizar em que condições de interação, ou de miscibilidade, encontram-se as duas fases envolvidas na dispersão.
Ainda nesta linha de investigação acerca da qualidade da interface amido/PEBD está a análise granulométrica da dispersão que é realizada através da técnica de difração a “laser”. Tal técnica de verificação se baseia no fato de que os grãos de amido quando se desestruturam crescem muito de tamanho, chegando a ficar seis vezes maiores que os grãos normais. Portanto, o que se mede neste caso é o percentual de grãos de amido que realmente se desestruturaram pela ação do plastificante. Ou seja, a presença de um grande número de grãos pequenos na dispersão (de 5 μm a 9 μm) indicam amido inalterado e, conseqüentemente, quanto mais desses houver, pior deverá estar a adesão superficial.
Quanto aos testes de verificação da biodegradabilidade dos produtos gerados, geralmente são realizados segundo a Norma ASTM D5988-96 “Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation in Soil of Plastic Materials or residual Plastic Materials after composting” que é um método chamado de respirometria, o qual é realizado por 180 dias e quantifica o consumo de matéria orgânica por parte dos microorganismos que liberam CO2 durante a degradação do polímero. Este CO2 produzido é captado por uma solução de NaOH e posteriormente precipitado com BaCO3. Por titulação do NaOH não consumido, calcula-se a concentração de CO2 liberado.
As composições apresentadas no estado da técnica, apesar de possuírem o que se pode chamar de uma base comum (amido, polímero sintético, compatibilizante e plastificante) são bem distintas umas das outras, não somente por conterem outros aditivos, mas também por combinarem estes ditos componentes básicos e aditivos das mais variadas formas e concentrações, a depender da aplicação final do plástico a ser produzido, que pode ir desde a confecção de artigos para servir alimentos (bandejas “fast food” e talheres) até o solado de tênis e embalagens adequadas à compostagem.
A qualidade dos produtos finais também é extremamente diversificada, pois não se podem comparar especificações de desempenho, ou mesmo de aparência, entre um plástico que vai ser usado para servir alimento com outro que vai ser usado em um solado de tênis.
Quanto às características de biodegradabilidade, algumas das citadas patentes sequer apresentam resultados obtidos em testes padronizados para comprovar tais requisitos. Apóiam-se apenas no fato de que a presença de um produto biodegradável na composição já seja evidência suficiente para atestar a funcionalidade ambiental do produto.
Conforme se pretende demonstrar a seguir, a presente invenção é uma alternativa simplificada de um modelo de produção já utilizado, porém com desempenho global superior, na medida em que o processo de formação da suspensão é mais simples, pois consegue gelatinizar eficientemente o amido, sem usar água e a temperaturas mais baixas do que as normalmente reportadas na literatura especializada e também sem necessitar da dupla passagem em máquinas extrusoras a temperaturas altas para estabilizar as suspensões poliméricas.
As composições propostas na presente invenção produzem filmes bi-orientados com qualidade suficiente para gerar produtos úteis para diversas aplicações e que apresentam condições de pró-ambientais excepcionais, pois, além de se decomporem adequadamente no meio ambiente, apresentam características que os classificam como bioplásticos ou como um “Plástico Verde”, pois podem ser fabricados com até 80% de matérias-primas oriundas de fontes naturais renováveis.
Tal percentual elevado de matérias-primas oriundas de fontes naturais renováveis se justifica economicamente pelo fato de os polietilenos já poderem ser fabricados no Brasil a partir de eteno produzido de etanol oriundo de cana de açúcar.
A presente invenção trata de um processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável contendo de 20% a 70% em peso de um polímero sintético; de 20% a 60% em peso de um amido quimicamente modificado, ou de um amido natural; de 5% a 30% em peso de um plastificante; de 0,5% a 20% em peso de um compatibilizante, o qual se utiliza de um reator equipado com um misturador de alto cisalhamento para produzir uma dispersão de um amido num polímero sintético, dispersão esta que depois de peletizada e extrudada vai gerar um filme bi-orientado capaz de produzir plásticos parcialmente biodegradáveis e 100% feitos de matérias primas renováveis.
A invenção diz respeito também a uma composição polimérica parcialmente biodegradável produzida a partir do dito processo.
Para que possam ser mais bem compreendidos e avaliados, o processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável, bem como a composição polimérica parcialmente biodegradável produzida, serão agora descritos em detalhe. O processo de preparação de composição polimérica parcialmente biodegradável compreende basicamente as etapas de: a) submeter uma carga contendo de 40% a 60% em peso de amido quimicamente modificado ou natural; de 10% a 20% em peso de um plastificante e de 0,5% a 20% em peso de um compatibilizante, a um processo de mistura realizado em um reator equipado com um misturador de alto cisalhamento, girando a velocidades na faixa de 3000 rpm a 3500 rpm, sob temperaturas na faixa de 50°C a 90°C, por 3 a 30 min; b) juntar a esse concentrado em suspensão, no mesmo reator e sob as mesmas condições de processamento acima, uma quantidade de um polímero sintético que leve a concentração do mesmo a se situar na faixa de 20% a 70% em peso, da composição dessa nova suspensão produzida e, quando necessário, juntar também eventuais cargas de aditivos e de nanopartículas atóxicas; c) peletizar a suspensão então produzida numa máquina peletizadora convencional; d) alimentar o material peletizado diretamente a uma máquina extrusora de filme tubular convencional, para preparar os filmes tubulares bi-orientados que irão gerar os produtos plásticos parcialmente biodegradáveis. A presente invenção trata também da composição polimérica parcialmente biodegradável produzida, a qual compreende os seguintes componentes: 1. de 20% a 70%, em peso, de um polímero sintético; 2. de 20% a 60%, em peso, de um amido quimicamente modificado, ou de um amido natural; 3. de 5% a 30%, em peso, de um plastificante; 4. de 0,5% a 20% em peso, de um compatibilizante, sendo que o polímero sintético, o plastificante e o compatibilizante são fabricados a partir de matérias-primas obtidas de fontes naturais renováveis.
A primeira etapa do processo consiste em alimentar um reator equipado com um misturador de alto cisalhamento, com uma carga contendo: a) um amido quimicamente modificado ou natural, em concentrações que podem variar de 40% a 60% em peso; b) um compatibilizante, em concentrações que podem variar de 0,5% a 20% em peso e c) um plastificante, em concentrações que podem variar de 10% a 20%, em peso. A homogeneização da dita carga é promovida no próprio reator, ajustando o misturador para velocidades de 3000 rpm a 3500 rpm, e mantendo a temperatura de agitação da carga em uma faixa entre 50°C e 90°C por um período de 3 a 30 minutos, para formar um concentrado de amido gelatinizado. O amido modificado usado na presente invenção pode ser selecionado de um grupo que compreende os amidos funcionalizados por derivados alcoxilados, ou por derivados esterificados, ou semelhantes ou ainda quaisquer misturas entre os mesmos. A utilização do amido natural é preferida na presente invenção, e o mesmo pode ser selecionado de um grupo que compreende os amidos obtidos a partir do milho, do trigo, da batata, da batata doce, do arroz, da mandioca ou semelhantes, sendo a maior preferência pelo uso do amido de mandioca. O plastificante a ser usado pode ser selecionado de um grupo de alcoóis polihídricos que compreende o glicerol, os etileno glicóis, os propileno glicóis, o sorbitol, ou semelhantes e quaisquer misturas entre os mesmos, sendo preferida a utilização de um glicerol obtido a partir de fontes renováveis de matérias-primas, tais como os óleos vegetais ou gordura animal.
Quanto ao compatibilizante, há uma preferência pelo uso de polietileno de baixa densidade funcionalizado através de uma substituição de ácido acrílico no etileno numa faixa de 5% a 15%, em peso, entretanto, o dito compatibilizante pode ser selecionado de um grupo de poliolefinas funcionalizadas com ácido acrílico, ou anidrido maleico, ou semelhantes e de quaisquer misturas entre os mesmos.
Terminada a etapa de formação do concentrado de amido gelatinizado, dentro de um intervalo de tempo não superior a 30 minutos, adicionar a este concentrado, no mesmo reator, um polímero sintético numa quantidade tal que a concentração do mesmo, nesta segunda carga, fique na faixa de 20% a 70% em relação ao peso da mistura. Caso se faça necessário, uma carga de aditivos ou de nanopartículas é adicionada, cuidando-se para que a concentração das mesmas, nesta segunda carga, atenda as faixas de concentração especificadas para a aplicação do produto final.
Quanto ao polímero sintético a ser usado, preferem-se as poliolefinas, ou mais precisamente, os polietilenos de baixa densidade, devidamente certificados como sendo um “Plástico Verde”, ou seja, aqueles produzidos a partir de fontes naturais renováveis ou os convencionais oriundos de fonte fóssil. No entanto, tais polímeros sintéticos podem ser selecionados de um grupo de polipropilenos, ou poliisobutilenos, ou semelhantes, e quaisquer misturas entre os mesmos.
Esta nova carga deverá ser tratada no reator, sob as mesmas condições de processamento da etapa anterior, para obter uma nova suspensão.
A nova suspensão formada é conduzida a uma máquina peletizadora convencional, para gerar a carga de grânulos a ser diretamente alimentado a uma extrusora de filme tubular do tipo mono-rosca, que irá produzir o produto plástico acabado.
Em caso de eventuais usos de nanocargas, são preferidas as nanopartículas da família dos filossilicatos, entretanto as mesmas podem ser selecionadas de um grupo de argilas, terras diatomáceas, talco, fibras de vidro ou qualquer outro tipo considerado adequado a uma dada utilização especificada por algum conhecedor do estado da técnica.
A presente invenção será agora ilustrada por meio de um exemplo, o qual, todavia, não deve ser considerado como limitativo da mesma, mas com o objetivo apenas de demonstrar que os objetivos da invenção foram plenamente alcançados.
Neste exemplo, o processo da invenção foi aplicado para a produção de filmes tubulares bi-orientados de composições poliméricas parcialmente biodegradáveis à base de poliolefinas e amido natural, com diferentes espessuras (de 10μm a 100μm). O amido, preferencialmente um amido natural, não modificado, juntamente com um plastificante oriundo de fontes naturais renováveis, acrescido de um compatibilizante, foram previamente submetidos a um processo mecânico para obter concentrados que serão utilizados para a preparação de misturas. O plastificante é preferencialmente um álcool polihídrico, fabricado a partir de óleos vegetais. O concentrado foi então processado com diferentes quantidades de poliolefinas e depois submetido a um processo de peletização. O material peletizado e os filmes foram produzidos através de processamento em extrusora convencional para filmes tubulares bi-orientados. A faixa de temperatura utilizada variou de 130°C - 250°C.
As composições F-8 e F-9, apresentadas na Tabela 1, foram preparadas dentro das condições de processamento da presente invenção, utilizando, nas primeiras duas etapas, um reator misturador de alto cisalhamento (Drais), modelo MH-1000, fabricado por MH Equipamentos Ltda.
As características das interfaces formadas entre as fases do amido e PEBD foram analisadas primeiramente, pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) utilizando um Microscópio Eletrônico de Varredura - modelo LEO - 430i da Oxford Instruments. Para tanto, amostras das formulações F-8 e F-9 foram prensadas a quente (110°C e 50 MPa), numa prensa hidráulica com aquecimento da CARVER, até a obtenção de uma chapa fina (2 mm) que foi devidamente cortada em placas para produzir os corpos de provas a serem submetidos à citada técnica .
Os ensaios de MEV foram realizados através de duas técnicas diferentes. Uma delas para observar a superfície da amostra e a outra para observar a superfície da fratura criogênica da mesma. As análises das fotomicrografias obtidas com ampliações na faixa de 2000 a 5000 vezes, revelaram que, na superfície, as amostras apresentavam uma boa compatibilidade interfacial, na medida em que a fase de amido se mostrava quase que totalmente envolvida pela fase de PEBD (estimada como estando em torno de 90% a 95% da superfície analisada).
Na fratura havia um pouco mais da fase amido descoberta (em torno de 10%), mas não se observaram fissuras interfaciais, tanto que não se verificaram instabilidades na formação do balão. Também ficou caracterizado que as fases, mesmo sendo submetidas ao esforço da fratura, não se desligaram, indicando a boa compatibilidade entre as mesmas, fato este que acabou sendo confirmado quando o filme não apresentou problemas de fragilização na formação do balão.
Testes de granulometria por difração a “laser”, realizados nas dispersões que geraram os filmes F-8 e F-9, revelaram que os grãos de amido nas dispersões atingiram valores médios de 30μm e que uma faixa de apenas 5% em volume possuía diâmetros menores que 5 μm, evidenciando que poucos grãos de amido não foram gelatinizados pelo glicerol, confirmando assim o que se havia observado em várias fotomicrografias feitas pelo microscópio eletrônico.
A qualidade adequada da coesão entre as fases pode ser também demonstrada pelos resultados obtidos nas análises de tração dos filmes F-8 e F-9 que foram realizadas contra um filme padrão de PEBD, como referência, numa máquina de ensaios universais EMIC DL 3000, segundo a norma ASTM D638.
As medidas foram feitas na Direção da Máquina (DM) e os resultados obtidos encontram-se na Tabela 2. Os filmes foram produzidos numa extrusora de filme tubular Mono Rosca Wortex com L/D = 32 e diâmetro de rosca de 16 mm, fabricada pela AX-Plásticos, nas seguintes condições de processamento. Temperaturas: a) 165°C, na zona de alimentação; b) 175°C, na zona de plastificação e c) 185°C, na zona de mistura; Velocidade da rosca de 50 rpm e razão de sopro de 0,5. Quanto aos resultados de biodegradação realizados segundo a norma ASTM D5988-96 indicaram que as amostras dos produtos gerados a partir das formulações F-8 e F-9 se biodegradaram em taxas adequadas, tendo mostrado um consumo convertido em CO2 de 23% e 25%, respectivamente, após 180 dias, em solo arenoso.
Claims (20)
1- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) submeter uma carga contendo de 40% a 60% em peso de amido, quimicamente modificado ou natural, de 10% a 20% em peso de um plastificante e de 0,5% a 20% em peso de um compatibilizante, a um processo de mistura realizado em um reator equipado com um misturador de alto cisalhamento, girando a velocidades na faixa de 3000 rpm a 3500 rpm, sob temperaturas na faixa de 50°C a 90°C, por 3 a 30 minutos; b) juntar a esse concentrado em suspensão, no mesmo reator e sob as mesmas condições de processamento, uma quantidade de um polímero sintético que leve a concentração do mesmo a se situar na faixa de 20% a 70% em peso, da composição dessa nova suspensão produzida, e, quando necessário, adicionar eventuais cargas de aditivos e de nanopartículas atóxicos; c) peletizar a suspensão então produzida numa máquina peletizadora convencional; d) alimentar o material peletizado diretamente a uma máquina extrusora de filme tubular convencional, para preparar os filmes tubulares bi-orientados que irão gerar os produtos plásticos parcialmente biodegradáveis.
2- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o amido ser quimicamente modificado e selecionado de um grupo que compreende os amidos funcionalizados por derivados alcoxilados, por derivados esterificados e quaisquer misturas entre os mesmos.
3- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o amido ser natural e selecionado de um grupo que compreende os amidos produzidos a partir de mandioca, milho, trigo, batata, batata doce, arroz e quaisquer misturas entre os mesmos.
4- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o amido ser um amido natural e produzido a partir da mandioca.
5- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o plastificante ser selecionado de um grupo de alcoóis polihídricos que compreende o glicerol, os etileno glicóis, os propileno glicóis, o sorbitol e quaisquer misturas entre os mesmos.
6- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o plastificante ser o glicerol fabricado a partir de óleos vegetais ou gordura animal.
7- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compatibilizante ser selecionado de um grupo de poliolefinas funcionalizadas com ácido acrílico, anidrido maleico ou por quaisquer misturas entre os mesmos.
8- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o compatibilizante ser um polietileno de baixa densidade, fabricado a partir de matérias-primas obtidas de fontes naturais renováveis, funcionalizado através de uma substituição de ácido acrílico no etileno, numa faixa de 5% a 15%, em peso.
9- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polímero sintético ser selecionado de um grupo que compreende as poliolefinas lineares ou ramificadas, tais como os polietilenos, os polipropilenos e os poliisobutilenos, e quaisquer misturas entre os mesmos.
10- PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a poliolefina ser um polietileno de baixa densidade com índice de fluidez na faixa de 2g a 6g/10 min, fabricado a partir de matérias- primas obtidas de fontes naturais renováveis.
11- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, caracterizada por compreender: 1. de 20% a 70%, em peso, de um polímero sintético; 2. de 20% a 60%, em peso, de um amido quimicamente modificado, ou de um amido natural; 3. de 5% a 30%, em peso, de um plastificante; 4. de 0,5% a 20% em peso, de um compatibilizante, sendo que o polímero sintético, o plastificante e o compatibilizante são fabricados a partir de matérias-primas obtidas de fontes naturais renováveis.
12- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o polímero sintético ser selecionado de um grupo que compreende as poliolefinas lineares ou ramificadas, tais como os polietilenos, os polipropilenos e os poliisobutilenos, e quaisquer misturas entre os mesmos.
13- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por a poliolefina ser um polietileno linear de baixa densidade com índice de fluidez na faixa de 2g a 6g/10 min, fabricado a partir de matérias-primas obtidas de fontes naturais renováveis.
14- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o amido quimicamente modificado ser selecionado de um grupo que compreende os amidos funcionalizados por derivados alcoxilados, por derivados esterificados ou por quaisquer misturas entre os mesmos.
15- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o amido natural ser selecionado de um grupo que compreende os amidos produzidos a partir de mandioca, milho, trigo, batata, batata doce, arroz, e quaisquer misturas entre os mesmos.
16- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por o amido ser um amido natural produzido a partir da mandioca.
17- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o plastificante ser selecionado de um grupo de alcoóis polihídricos que compreende o glicerol, os etileno glicóis, os propileno glicóis, o sorbitol e quaisquer misturas entre os mesmos.
18- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada por o plastificante ser o glicerol fabricado a partir de óleos vegetais ou gordura animal.
19- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada por o compatibilizante ser selecionado de um grupo de poliolefinas funcionalizadas com ácido acrílico, ou anidrido maleico, ou por quaisquer misturas entre os mesmos.
20- COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA PARCIALMENTE BIODEGRADÁVEL, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por a poliolefina funcionalizada ser um polietileno de baixa densidade, fabricado a partir de matérias-primas obtidas de fontes naturais renováveis e funcionalizado por ácido acrílico no etileno, numa faixa entre 5% e 15%, em peso.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B06I | Publication of requirement cancelled [chapter 6.9 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] | ||
| B12B | Appeal against refusal [chapter 12.2 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/01/2009, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO. |
|
| B22L | Other matters related to patents and certificates of addition of invention: notification of licence offer (art 64 par 1 of lpi) |
Free format text: CONDICOES CONTRATUAIS: 1) ROYALTIES: 3% SOBRE O PRECO DE VENDA, EXCLUINDO OS IMPOSTOS INCIDENTES NA EMISSAO DA NOTA FISCAL (IPI, ISS E ICMS), TAXA DE ACESSO E TAXA MINIMA ANUAL; 2) PRAZO: 5 ANOS, PODENDO SER PRORROGAVEL POR IGUAL PERIODO, ATE O FIM DA VIGENCIA DO ATIVO INTELECTUAL; 3) CONDICOES DE PAGAMENTO: TRIMESTRAL, A PARTIR DOS DADOS OBTIDOS NAS NOTAS FISCAIS SOLICITADAS; 4) DISPONIBILIDADE DE KNOW-HOW: NAO; 5) ASSISTENCIA TECNICA: NAO. --- OBS: CONSULTA A CARTA PATENTE PODERA SER FEITA ATRAVES DO ENDERECO ELETRONICO WWW.INPI.GOV.BR - NO ACESSO RAPIDO = BUSCA DE PROCESSOS = FACA LOGIN COM SENHA OU TECLE CONTINUAR = PATENTE = DIGITE O NUMERO DO PROCESSO = PESQUISAR. PARA ACESSAR, CA |