EFEITO DO ÓLEO DE SEMENTE DE UVA SOBRE O POLIPROPILENO (PP) RECICLADO. PARTE I: CINÉTICA DE DEGRADAÇÃO

Helson Moreira da Costa; Valéria Dutra Ramos; Leonardo Luis Esteves

doi:10.18540/jcecvl4iss1pp0049-0058

Autores/as

Helson Moreira da Costa Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Campus Instituto Politécnico (IPRJ) - Nova Friburgo Universidade Estácio de Sá (UNESA)
Valéria Dutra Ramos Universidade Estácio de Sá (UNESA)
Leonardo Luis Esteves Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Campus Instituto Politécnico (IPRJ) - Nova Friburgo.

DOI:

https://doi.org/10.18540/jcecvl4iss1pp0049-0058

Palabras clave:

Polipropileno, óleo vegetal, degradação, análise térmica

Resumen

O óleo de semente de uva (OSV) foi incorporado ao polipropileno (PP) reciclado em 4% em massa. Uma série de oito extrusões consecutivas foi realizada e dados sobre o índice de fluidez (MFI) foram obtidos. A análise termogravimétrica (TGA/DTG) também foi conduzida e a cinética de degradação termo-oxidativa foi determinada. Os resultados de MFI alcançados permitiram concluir que o OSV apresenta um papel de “plastificante externo” e/ou lubrificante. Por sua vez, os dados termogravimétricos mostraram que o OSV atua como antioxidante para o PP reciclado. Após oito extrusões consecutivas, a amostra PP rec./OSV apresentou maiores valores de T_M, T_endset e t_1/2 do que a amostra de PP rec. Além disso, seguindo o procedimento de análise cinética descrito por Esteves et al. (2017), foi verificado que o OSV permitiu que maiores valores de energia de ativação, durante o processo termo-oxidativo, fossem alcançados e que um mecanismo cinético hipotético, diferente daquele do PP rec., também pudesse ser encontrado.

Grape seed oil (OSU) was incorporated into recycled polypropylene (PP) at 4% by weight. A series of eight consecutive extrusions was performed and melt flow index (MFI) data were obtained. Thermogravimetric analysis (TGA/DTG) was also conducted and thermo-oxidative degradation kinetics was determined. MFI results allowed to conclude that OSU presents a role of "external plasticizer" and/or lubricant. In turn, thermogravimetric data showed that OSU acts as an antioxidant for recycled PP. After eight consecutive extrusions, PP rec./OSU sample presented higher T_M, T_endset and _t1/2 values ??than rec PP sample. In addition, following the kinetic analysis procedure described in the literature, it was verified that OSU allowed higher values ??of activation energy, during thermo-oxidative process, were achieved and that a hypothetical kinetic mechanism, different from that of the PP rec., was also found.

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Biografía del autor/a

Helson Moreira da Costa, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Campus Instituto Politécnico (IPRJ) - Nova Friburgo Universidade Estácio de Sá (UNESA)

Helson Moreira da Costa (09/1973) é Engenheiro Químico (EQ/UFRJ, agosto de 1996), Mestre (fevereiro de 1999) e Doutor (fevereiro de 2003) em Ciência e Tecnologia de Polímeros (Instituto de Macromoléculas Prof. Eloisa Mano - IMA) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro. Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Materiais (DEMAT) do Instituto Politécnico (IPRJ), Campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) em Nova Friburgo, Rio de Janeiro. Também exerce atividade docente nos cursos de Gestão Ambiental, Farmácia, Tecnólogo em Petróleo e Gás, Engenharia de Produção, Engenharia Ambiental e Engenharia Civil da Universidade Estácio de Sá (UNESA), Nova Friburgo (RJ). Atualmente é bolsista de produtividade em pesquisa pela UNESA. Apresenta como linhas de pesquisa: 1. Pesquisa de novos ingredientes em formulações elastoméricas e os efeitos sobre a cinética de vulcanização e propriedades físico-químicas; 2. Pesquisa em reciclagem e cinética de degradação e de cristalização de termoplásticos - PE e PP; 3. Pesquisa em misturas poliméricas com análise de sistemas ternários através da metodologia da superfície de resposta.

Valéria Dutra Ramos, Universidade Estácio de Sá (UNESA)

Doutor em Ciência e Tecnologia de Polímeros (IMA/UFRJ). Apresenta como linhas de pesquisa: termoplásticos (reciclagem e misturas); modificação química de elastômeros; nanocompósitos.

Leonardo Luis Esteves, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Campus Instituto Politécnico (IPRJ) - Nova Friburgo.

Engenheiro Química, aluno de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais (PPG-CTM) do IPRJ/UERJ

Citas

AGNELLI, J. A. M.; CHINELATTO, M. A. – Degradação de polipropileno: Aspectos teóricos e recentes avanços em sua estabilização. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.2(3), p.27-31, 1992.
ANDRADE, M. A.; CARDOSO, M. G.; BATISTA, L. R.; MALLET, A. C. T.; MACHADO, S. M. F. – Óleos essenciais de Cymbopogon nardus, Cinnamomum zeylanicum e Zingiber officinale: composição, atividades antioxidante e antibacteriana. Revista Ciência Agronômica, v.43(2), p.399-408, 2012.
ARVANITOYANNIS, I. S.; LADAS, D.; MAVROMATIS, A. – Potential uses and applications of treated wine waste: a review. International Journal of Food Science and Technology, v.41, p.475-487, 2006.
BROWN, T. L.; LEMAY, Jr. H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. – Cinética química. In: Química – A ciência central, cap. 14, 9aEdição, São Paulo, SP, Pearson Prentice Hall, 2005.
CÁCERES, C. A.; CANEVAROLO, S. V. – Degradação do polipropileno durante a extrusão e a geração de compostos orgânicos voláteis. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v.19(1), p.79-84, 2009.
CHRISSAFIS, K. – Kinetics of thermal degradation of polymers: Complementary use of isoconversional and model-fitting methods. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v.95, p.273-283, 2009.
CRIADO, J. M.; MORALES, J. – Defects of thermogravimetric analysis for discerning between first order reactions and those taking place through the Avrami-Erofeev’s mechanism. Thermochimica Acta, v.16(3), p.382-387, 1976.
DHAR, P., VANGALA, S. P. K., TIWARI, P., KUMAR, A., KATIYAR, V. – Thermal degradation kinetics of poly(3-hydroxybutyrate) / cellulose nanocrystals based nanobiocomposite. Journal of Thermodynamics & Catalysis, v.5(2), 2014, 134 – 140.
ESTEVES, L. L.; DA COSTA, H. M.; RAMOS, V. D.; DE ANDRADE, M. C. – Cinética de degradação termo-oxidativa do polipropileno (PP). A determinação do mecanismo através da análise termogravimétrica (TG/DTG). In: XX ENCM (Encontro Nacional de Modelagem Computacional) e VIII ECTM (Encontro de Ciência e Tecnologia de Materiais), 2017. Nova Friburgo, RJ, 2017
FILHO, A. B. C.; SOUZA, R. J.; BRAZ, L. T.; TAVARES, M. – Cúrcuma: Planta medicinal, condimentar e de outros potenciais. Ciência Rural, Santa Maria, v.30(1), p.171-175, 2000.
HAMINIUK, C. W. J.; MACIEL, G. M.; PLATA-OVIEDO, M. S. V.; PERALTA, R. M. – Phenolic compounds in fruits – an overview. International Journal of Food Science & Technology, v.47, p.2023-2044, 2012.
IONASHIRO, M. – Termogravimetria. In: Princípios básicos da termogravimetria e análise térmica diferencial / calorimetria exploratória diferencial, cap. 2, 1ed, São Paulo, SP, Giz Editorial, 2004.
KHAWAN, A.; FLANAGAN, D. R. – Solid-state kinetic models: basics and mathematical fundamentals. The Journal of Physical Chemistry B, v.110, p.17315-17328, 2006.
OLIVEIRA, D. A. – Caracterização fitoquímica e biológica de extratos obtidos de bagaço de uva (Vitis Vinifera) das variedades Merlot e Syrah. 2010. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos), Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Santa Catarina, SC, 2010.
RABELLO, M. – Aditivação de Polímeros. 1ed, São Paulo, SP, Artliber Editora, 2000.
SAMPER, M. D.; FAGES, E.; FENOLLAR, O.; BORONAT, T.; BALART, R. – The potential of flavonoids as natural antioxidants and UV light stabilizers for polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, v.129(4), p.1707-1716, 2013.
SÁNCHEZ-JIMÉNEZ, P. E.; PÉREZ-MAQUEDA, L. A.; PEREJÓN, A.; CRIADO, J. M. – Generalized master plots as a straightforward approach for determining the kinetic model: The case of cellulose pyrolysis. Thermochimica Acta, v.552, p.54-59, 2013.
SANTOS, A. G. D. – Avaliação da estabilidade térmica e oxidativa do biodiesel de algodão, girassol, dendê e sebo bovino. 2010. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Rio Grande do Norte, RN, 2010.
SILVA, M. L. C.; COSTA, R. S.; SANTANA. A. S.; KOBLITZ, M. G. B. – Compostos fenólicos, carotenoides e atividade antioxidante em produtos vegetais. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v.31(3), p.669-682, jul./set. 2010.
aTURMANOVA, S. Ch., GENIEVA, S. D., DIMITROVA, A. S., VLAEV, L. T. – Non-isothermal degradation kinetics of filled with rice husk ash polypropylene composites. eXPRESS Polymer Letters, v.2(2), p.133-146, 2008.
bTURMANOVA, S., GENIEVA, S., VLAEV, L. – Kinetics of non-isothermal degradation of some polymer composites: change of entropy at the formation of the activated complex from the reagents. Journal of Thermodynamics, v.2011, p.1-10, 2011.