DESENVOLVIMENTO DE MULCH FILMS A PARTIR DE POLI(BUTILENO ADIPATO CO-TEREFTALATO), CERA DE CARNAÚBA E RESÍDUO DE CANA-DE-AÇÚCAR

Abstract

RESUMO: O aumento populacional, a urbanização e as alterações climáticas têm interferido na produção agrícola negativamente sendo necessária a implementação de ações para melhoria dos meios de produção sem afetar o meio ambiente e neste contexto, os plásticos biodegradáveis têm sido utilizados para tornar a produção de alimentos mais eficiente e sustentável. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver mulch films a partir do poli(butileno adipato co-tereftalato) (PBAT), resíduo de cana-de-açúcar e cera de carnaúba para impermeabilização dos filmes. Os sistemas foram obtidos via extrusão plana contendo percentuais de 2,5 e 5% de resíduo de cana-de-açúcar e 2% de cera de carnaúba e foram caracterizados quanto à estrutura química, morfologia, estabilidade térmica, transmitância, permeabilidade ao vapor de água e propriedades mecânicas, além disso os filmes foram aplicados no solo sob condições reais e foram avaliados quanto a influência das intempéries sobre propriedades químicas, físicas e morfológicas dos mulch films e por fim a biodegradação das amostras. Os resultados de espectroscopia no infravermelho (FTIR) sugerem que não houve interação química entre os componentes dos mulch films. A imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que a matriz polimérica conseguiu recobrir os resíduos de cana-de-açúcar e que a cera de carnaúba estava dispersa na matriz de PBAT. Além disso, a presença da cera de carnaúba não afetou a estabilidade térmica dos mulch films, no entanto, aumentou a transmitância dos mesmos e diminuiu a permeabilidade ao vapor de água, mas no entanto, não foram observadas mudanças significativas nas propriedades mecânicas dos mulch films. Quando os mulch films foram expostos a radiação ultravioleta, altas temperaturas e a umidade sofreram reações de fotodegradação o que reduziu a transmitância dos mesmos como mostrou as análises de FTIR e UV-Vis. Por meio das micrografias obtidas por MEV foi observado que o resíduo de cana-de-açúcar sofre um processo de inchamento que promove um rompimento da matriz polimérica. As amostras contendo cera de carnaúba e resíduo de cana-de-açúcar atingiram maiores temperaturas, enquanto as amostras com ausência da cera foram as que melhor conservam a umidade do solo. O ensaio de biodegradação mostrou que os mulch films sofreram reações de hidrólise e que quanto maior o teor de resíduo maior a taxa de biodegradação. A técnica de mulching pode ser aplicada para várias condições climáticas e para uma longa variedade de culturas e todos os filmes desenvolvidos neste trabalho podem ser utilizados para a cobertura de solos, sendo os mulch films de PBAT contendo 2,5% e 5,0% de resíduo os mais indicados quando é necessária maior retenção de umidade e os mulch films de PBAT contendo cera de carnaúba e 2,5% e 5,0% de resíduo quando temperaturas maiores são exigidas. ABSTRACT: Population growth, urbanization and climate change have adversely affected agricultural production and actions have to be taken to improve the means of production without affecting the environment and in this context biodegradable plastics have been used to make food production more efficient and sustainable. Thus, the objective of this work was to develop poly (butylene adipate co-terephthalate) (PBAT) and sugarcane residue mulch films for application in soil cover, the carnauba wax was incorporated into the system to waterproof the films. The systems obtained with 2.5% and 5% of sugarcane residue and 2% of carnauba wax were characterized in terms of chemical structure, morphology, thermal stability, transmittance, water vapor permeability and mechanical properties. The FTIR results suggest that there was no chemical interaction between the components of mulch films. SEM images showed that the polymer matrix was able to cover sugarcane residues and that the carnauba wax was dispersed in the PBAT matrix. In addition, the presence of carnauba wax did not affect the thermal stability of the mulch films, however, it increased their transmittance, decreased the water vapor permeability of the mulch films, however, no significant changes in the mechanical properties of the mulch films incorporated with carnauba wax were observed. When the mulch films were exposed to weathering they underwent photodegradation reactions which reduced the transmittance of the same as the FTIR and UV-Vis analyzes showed. By means of SEM it was observed that the sugarcane residue is able to absorb moisture even when coated with the polymer matrix, which causes a swelling of the residue and promotes a rupture of the polymer matrix. Samples containing carnauba wax and sugarcane residue reached higher temperatures, while samples without the presence of wax are the ones that best preserve soil moisture. The biodegradation test showed that the mulch films undergo hydrolysis reactions and that the higher the residue content the higher the rate of biodegradation. The mulching technique can be applied for various climatic conditions and for a wide variety of crops and all the films developed in this work can be used for soil cover, mulch films of PBAT containing 2.5 and 5.0 residues are more indicated when higher moisture retention is required and mulch films PBAT containing carnauba wax and 2.5 and 5.0 residue when higher temperatures are required.