Registro fonte: Espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável: estudo da biodegradação em meio enzimático e pela técnica de respirometria

Espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável: estudo da biodegradação em meio enzimático e pela técnica de respirometria

Polyurethanes (PU) are the products of a reaction between an isocyanate and a polyol. Catalysts, additives, colorants, fillers, among others, can also be added in the reaction medium to improve the characteristics and properties of the final product. The nature of the reactants and the composition o...

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Autor principal:	Penha, Pamella Kunzendorff da
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Poliuretanas Biodegradação Polímeros - Biodegradação Enzimas de fungos Química Polyurethanes Biodegradation Polymers - Biodegradation Fungal enzymes Chemistry CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9157
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spelling	riut-1-91572020-11-11T19:09:13Z Espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável: estudo da biodegradação em meio enzimático e pela técnica de respirometria Polyurethane foams based on renewable source polyol: study of biodegradation in enzymatic medium and respirometry technique Penha, Pamella Kunzendorff da Kloss, Juliana Regina Soares, Marlene Maciel, Giselle Maria Zaioncz, Soraia Kloss, Juliana Regina Poliuretanas Biodegradação Polímeros - Biodegradação Enzimas de fungos Química Polyurethanes Biodegradation Polymers - Biodegradation Fungal enzymes Chemistry CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDES Polyurethanes (PU) are the products of a reaction between an isocyanate and a polyol. Catalysts, additives, colorants, fillers, among others, can also be added in the reaction medium to improve the characteristics and properties of the final product. The nature of the reactants and the composition of the formulation, offer a great flexibility to this class of polymer, which makes it important in the world market. Among the types of polyurethanes are foams, which can be rigid, semi-rigid or flexible. The foams have great applicability in the market of mattresses, upholstered, protectors of electronic equipment, acoustic and thermal insulation. However, the disposal and accumulation of these products is a growing environmental problem. In this way, the industry looks for ways to reduce the environmental impact using new technologies, such as obtaining biodegradable polymers. Against this background, a Bioespuma® is commercially available, a polyurethane foam which uses an alternative source of polyol for its production. The aim of this work was to study the biodegradation of polyurethane foams based on renewable source polyol (Bioespuma®) by enzymatic means, using extracts of the fungi Trametes sp. and Pleurorus ostreatus and by respirometric analysis, by Bartha and Pramer method. The polyurethane samples were previously characterized by infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) techniques. The structural characterization of the polyurethanes, through FTIR, showed in all products characteristic bands of the urethane function. The SEM images showed that Bioespuma® has cells with spherical morphology and irregular sizes, while the synthetic foam has more organized cells of regular sizes. The DSC curves for the foams presented a similar profile, with the presence of glass transition temperature (Tg). In relation to biodegradation tests, it can be concluded that the enzymatic method was promising, but more studies are needed to correlate the biodegradation of the foam with a specific enzyme. The respirometric method was also interesting to analyze the biodegradation of rigid PU foams in the studied time (90 days), however, the synthetic foam (petrochemical polyol) showed greater signs of biodegradation than Bioespuma®, which was not expected. Through the statistical analysis, using a complete factorial design 22, it was observed that the presence of urea favors respirometry. The evaluation of the biodegradation using the techniques used was of great importance and more detailed studies of these should be carried out in future works. Os poliuretanos (PU) são produtos de uma reação entre um isocianato e um poliol. No meio reacional podem ser adicionados também catalisadores, aditivos, corantes, cargas, entre outros, para melhorar as características e propriedades do produto final. A natureza dos reagentes e a composição da formulação oferecem uma grande flexibilidade a esta classe de polímero, fato que a torna importante no mercado mundial. Dentre os tipos de poliuretanos encontram-se as espumas, que podem ser rígidas, semi-rígidas ou flexíveis. As espumas possuem grande aplicabilidade no mercado de colchões, estofados, protetores de equipamentos eletrônicos, isolamento acústico e térmico. Porém, o descarte e acúmulo desses produtos constituem um problema ambiental crescente. Dessa maneira, a indústria busca formas de diminuir o impacto ambiental utilizando novas tecnologias, como por exemplo, a obtenção de polímeros biodegradáveis. Diante deste contexto, tem-se comercialmente disponível a Bioespuma®, uma espuma de poliuretano que utiliza uma fonte alternativa de poliol para sua produção. O objetivo do trabalho foi estudar a biodegradação de espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável (Bioespuma®) por meio enzimático, utilizando extratos dos fungos Trametes sp. e Pleurotus ostreatus e pela análise respirométrica, pelo método de Bartha e Pramer. As amostras de poliuretanos foram previamente caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A caracterização estrutural dos poliuretanos, através do FTIR, evidenciou em todos os produtos bandas características da função uretano. As imagens de MEV mostraram que a Bioespuma® possui células com morfologia esférica e de tamanhos irregulares, enquanto a espuma sintética possui células mais organizadas e de tamanhos regulares. As curvas de DSC para as espumas apresentaram um perfil semelhante, com apenas a presença da transição vítrea (Tg). Em relação aos ensaios de biodegradação, pode-se concluir que o método enzimático se mostrou promissor, porém são necessários estudos mais aprofundados para correlacionar a biodegradação da espuma com uma enzima específica. O método respirométrico mostrou-se também interessante para analisar a biodegradação das espumas rígidas de PU no tempo estudado (90 dias), no entanto, a espuma chamada de sintética (poliol petroquímico) mostrou maiores sinais de biodegradação do que a Bioespuma®, o que não era esperado. Através da análise estatística, utilizando elineamento fatorial completo 22, foi observado que a presença de uréia favorece a respirometria. A avaliação da biodegradação através das técnicas utilizadas foi de grande importância e estudos mais detalhados destas deverão ser realizados em trabalhos futuros. 2020-11-11T19:09:13Z 2020-11-11T19:09:13Z 2017-12-08 bachelorThesis PENHA, Pamella Kunzendorff da. Espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável: estudo da biodegradação em meio enzimático e pela técnica de respirometria. 2017. 69 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9157 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Bacharelado em Química UTFPR
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description	Polyurethanes (PU) are the products of a reaction between an isocyanate and a polyol. Catalysts, additives, colorants, fillers, among others, can also be added in the reaction medium to improve the characteristics and properties of the final product. The nature of the reactants and the composition of the formulation, offer a great flexibility to this class of polymer, which makes it important in the world market. Among the types of polyurethanes are foams, which can be rigid, semi-rigid or flexible. The foams have great applicability in the market of mattresses, upholstered, protectors of electronic equipment, acoustic and thermal insulation. However, the disposal and accumulation of these products is a growing environmental problem. In this way, the industry looks for ways to reduce the environmental impact using new technologies, such as obtaining biodegradable polymers. Against this background, a Bioespuma® is commercially available, a polyurethane foam which uses an alternative source of polyol for its production. The aim of this work was to study the biodegradation of polyurethane foams based on renewable source polyol (Bioespuma®) by enzymatic means, using extracts of the fungi Trametes sp. and Pleurorus ostreatus and by respirometric analysis, by Bartha and Pramer method. The polyurethane samples were previously characterized by infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC) techniques. The structural characterization of the polyurethanes, through FTIR, showed in all products characteristic bands of the urethane function. The SEM images showed that Bioespuma® has cells with spherical morphology and irregular sizes, while the synthetic foam has more organized cells of regular sizes. The DSC curves for the foams presented a similar profile, with the presence of glass transition temperature (Tg). In relation to biodegradation tests, it can be concluded that the enzymatic method was promising, but more studies are needed to correlate the biodegradation of the foam with a specific enzyme. The respirometric method was also interesting to analyze the biodegradation of rigid PU foams in the studied time (90 days), however, the synthetic foam (petrochemical polyol) showed greater signs of biodegradation than Bioespuma®, which was not expected. Through the statistical analysis, using a complete factorial design 22, it was observed that the presence of urea favors respirometry. The evaluation of the biodegradation using the techniques used was of great importance and more detailed studies of these should be carried out in future works.
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Espumas de poliuretano à base de poliol de fonte renovável: estudo da biodegradação em meio enzimático e pela técnica de respirometria

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