Gustavo Frigi Perotti

206 Pages·2013·8.13 MB·Italian

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Química

Gustavo Frigi Perotti

“Nanocompósitos Orgânico-Inorgânicos de
Polímero Biodegradável e Estruturas Lamelares”

Versão corrigida da Tese defendida

São Paulo

Data do Depósito na SPG:

06/05/2013

Gustavo Frigi Perotti

“Nanocompósitos Orgânico-Inorgânicos de
Polímero Biodegradável e Estruturas Lamelares”

Tese apresentada ao Instituto de
Química da Universidade de São
Paulo para obtenção do Título de
Doutor em Química

Orientadora: Profa. Dra. Vera Regina Leopoldo Constantino

São Paulo
2013
Ficha Catalográfica
Elaborada pela Divisão de Biblioteca e
Documentação do Conjunto das Químicas da USP.

Perotti, Gustavo Frigi
P453n Nanocompósitos orgânico-inorgânicos de polímero biodegradável
e estruturas lamelares / Gustavo Frigi Perotti. -- São Paulo, 2013.
184p.

Tese (doutorado) – Instituto de Química da Universidade de
São Paulo. Departamento de Química Fundamental.
Orientador: Constantino, Vera Regina Leopoldo

1. Composto inorgânico lamelar 2. Química de materiais
3. Química de intercalação 4. Argila 5. Polímeros 6. Amido I. T.
II. Constantino, Vera Regina Leopoldo, orientador.

546 CDD

Dedico este trabalho à minha mãe Sônia e à minha
segunda mãe Benê pelo amor incondicional e por me
tornarem quem sou.
AGRADECIMENTOS

- Ao povo brasileiro, que através do pagamento de seus impostos, permitiu a conquista de
minha formação acadêmica.
- A Profa. Dra. Vera R. L. Constantino, por ter acreditado no meu potencial e por ter me
auxiliado desde a época da iniciação científica. Tudo que pude conquistar, vivenciar e
aprender durante meus estudos, devo à você.
- A FAPESP, que através de Projetos Temáticos permitiu a viabilidade de nossos estudos.
- Ao CNPq pela concessão da bolsa de Doutorado que permitiu a minha estadia longe de
casa.
- A CAPES pela concessão da bolsa de Doutorado Sanduíche que auxiliou na minha melhora
profissional e também pessoal.
- A minha família, em especial meus irmãos Gilberto, Isabela e Melissa pelo apoio, carinho,
amizade e compreensão.
- A Glaucia e sua família, por ter permitido que eu fizesse parte de suas vidas e por todo o
apoio e carinho que me dão.
- Ao Prof. Dr. Rafael A. Auras, do departamento School of Packaging, da Michigan State
University (EUA), que me acolheu de braços abertos em seu laboratório durante minha
estadia em East Lansing.
- A Profa. Dra. Ana Maria C. Ferreira (IQ-USP) por ceder seu laboratório para o
desenvolvimento deste trabalho e pela ajuda.
- A Dra. Duclerc F. Parra (IPEN) pela concessão do amido de mandioca utilizado durante os
estudos realizados no Brasil.
- Aos doutorandos Filipe e Claudio que me auxiliaram nos experimentos de Potencial Zeta e
Espectroscopia Raman, além dos momentos de discussão científica e de descontração.
Agradeço também a seus respectivos orientadores, Profa. Dra. Márcia L. A. Temperini (IQ-
USP) e Prof. Dr. Hernán Chaimovich (IQ-USP) por cederem seus laboratórios e ajudarem com
este projeto de pesquisa.
- Ao M.S. João Gargalaka (IQ-USP e UNIPAC) pela ajuda com os ensaios de tração e pela
amizade.
- Aos Profs. Drs. Ana L. Shiguihara, Jairo Tronto, Jorge A. Jr. e Marcos Bizeto pela amizade e
pelo auxílio nas discussões durante o desenvolvimento de trabalho.
- Aos meus amigos de laboratório Alfredo, Ana Paula, Caroline, Danilo, Laura, Michele, Paulo,
Rafael, Vaeudo, Vanessa e Vanessinha pela amizade e ajuda durante o desenvolvimento
deste trabalho e pelos momentos de descontração e confraternização.
- A Cida e ao Ricardo pelo excelente apoio técnico e pela amizade.
- Aos amigos do Instituto, Andréa, Cléia, Douglas, Iguatinã, João, Lincoln, Lucas e Rodrigo
pela amizade, ajuda e momentos de descontração e confraternização.
- Aos amigos Ajay, Carlos, Edgar, Kang, Hayati, Jing, Lee, Ning, Siyuan, Sukeewan, Tuan e Turk
por me acolherem, pela ajuda técnica, pelo apoio, por me mostrarem um pouquinho dos
EUA em nossas viagens e pelos momentos de descontração.
- Aos amigos Brent, Brian, Elyse, Jesus, Matt, Travis e Shelby, por me acolherem em sua
República durante minha estadia em East Lansing, pela ajuda e pelos ótimos momentos de
descontração.
- A todos, que de forma direta ou indireta, contribuíram para o desenvolvimento deste
trabalho.
Agradeço todas as dificuldades que enfrentei; se não fosse por elas, eu não teria saído do
lugar. As facilidades nos impedem de caminhar. Mesmo as críticas nos auxiliam muito.
Chico Xavier
RESUMO

Perotti, G. F. Nanocompósitos Orgânico-Inorgânicos de Polímero Biodegradável e
Estruturas Lamelares, 2013, 184p / Tese de Doutorado - Programa de Pós-Graduação em
Química. Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo.

O presente trabalho de Doutorado tem como objetivo investigar a influência de
materiais lamelares prístinos e modificados e a influência de diferentes rotas sintéticas nas
propriedades físico-químicas do amido termoplástico, utilizando glicerol como plastificante.
Para tanto, empregou-se para a produção dos materiais híbridos uma argila sintética da
família das hectoritas (Laponita RD) na forma prístina e também modificada com íons
berberine e carnosina, além de um hidróxido duplo lamelar (HDL) constituído por íons
Zn2+/Al3+ intercalado com carboximetilcelulose (CMC).
O amido e o material lamelar foram combinados, utilizando as metodologias de casting
e extrusão, nas concentrações de 2,5 e 5,0 % (m/m) de argila ou HDL com relação ao
polissacarídeo. Já quantidade de plastificante empregada foi variável, dependendo da rota
de preparação empregada, sendo de aproximadamente 20 % (m/m) via casting e 30 %
(m/m) via extrusão com relação ao amido.
Conforme mostram os difratogramas de raios X dos filmes obtidos pelo método
casting, todos os filmes contendo argila em sua composição exibem um sinal largo de
difração na região de baixo ângulo de 2, embora pouco intenso, indica a existência de certa
quantidade de nanocompósito do tipo intercalado. Já para os materiais obtidos via extrusão,
os sinais de difração em baixo ângulo são consideravelmente alargados e muito pouco
intensos.