Polímeros sintéticos, naturais e biosintéticos

Durante anos o homem tem retirado da natureza os elementos essenciais à sua existência, assim como inúmeros produtos que hoje são utilizados para o seu conforto e para a melhoria de sua qualidade de vida. Durante esse período, a natureza tem sido explorada em nome do bem estar do Homo sapiens. Nesse contexto de buscar por novos materiais, percebeu-se que a natureza é bastante rica em matérias primas e que vários produtos por ela disponibilizados podem, muitas vezes, ser sintetizados (ROSA et al., 2002).

A utilização de polímeros como material de utilidade social teve início com os polímeros naturais, confeccionando artigos (desde bijuterias até utensílios domésticos) a partir de materiais como chifres e cornos de gado. Mas, como o passar dos anos foi-se percebendo a dificuldade em se obter tal matéria-prima, e assim, começou-se a se investir em outras alternativas, que substituísse esse material. O marfim foi o primeiro material, que surgiu como substituto, mas seu uso disseminado enquanto matéria-prima quase levou à extinção dos elefantes da Costa Oeste da África (LIMA, 2004).

Mediante a dificuldade em se encontrar uma matéria-prima que acordasse com as condições sociais da época, o inventor John Wesley Hyatt descobriu acidentalmente, o nitrato de celulóide, que ao ser submetido a certas condições, como temperatura e pressão, origina o celulóide. Este possibilitou a produção de diversos objetos como: cabos, escovas, espartilhos e filmes, mas por ser inflamável, favoreceu o surgimento do acetato de celulose, que permitia uma melhor qualidade nos produtos (BLASS, 1988; CANTO, 1995, 2004; LIMA, 2004).

Com o advento tecnológico, a indústria petroquímica conseguiu utilizar o petróleo como base na produção de polímeros sintéticos, que por apresentarem certas propriedades como: leveza, transparência, flexibilidade, rigidez, e pela presença de aditivos, permitiu que os plásticos sintéticos obtivessem maiores performances, como durabilidade e resistência a fatores ambientais, garantindo a sua propagação no mundo contemporâneo (ALFREY e GURNEE, 1971). Desta forma, exemplos com o Polietilenotereftalato (PET) - (garrafas plásticas); o Policloreto de vinila (PVC) - (tubos e conecções); e o Poliestireno (PS) - (isopor e materiais descartáveis), entre outros, garantem esses atributos, visto que são os mais utilizados na sociedade em geral.

Assim, esses materiais por meio dessas atribuições, ganharam ampla utilização, pois permitiam uma melhor qualidade de vida, e essa larga aplicabilidade chegaram a todos os segmentos da indústria, e por isso, a maioria dos produtos consumidos atualmente é, total ou parcialmente, confeccionada a partir de resinas plásticas. A sua fácil manipulação permitiu a incorporação de diversos aditivos1 _{e a obtenção de outras resinas ainda mais}

complexas e com propriedades diferenciadas, que os tornaram mais eficientes e hoje, participam com grande ênfase da sociedade (VAN VLACK, 1970).

Embora, com o advento dos polímeros sintéticos, o uso dos materiais poliméricos naturais tenha sido drasticamente reduzido, isso não significou seu fim. Ao longo dos anos foram descobertas inúmeras aplicações para estes polímeros, principalmente nas indústrias de alimentos e cosmética.

Os polímeros naturais podem ser classificados em quatro grandes grupos: carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucléicos (CHAMPE e HARVERY, 2002). Nos carboidratos, alguns exemplos são: o amido (indústria alimentícia), a celulose (plastificantes, adesivos) e a quitina (cosméticos e produtos de higiene pessoal); nas proteínas tem-se: o colágeno (xampus e condicionadores); nos lipídeos tem-se: os triglicerídeos (cosméticos, emulsificantes), e por fim os ácidos nucléicos têm-se: o ácido desoxirribonucléico (DNA), traves da manipulação genética produzir organismos geneticamente modificados em combate a outros seres patogênicos (agricultura).

A grande diferença entre estes polímeros e os sintéticos, deve-se ao fato de que as suas cadeias principais estão organizadas de forma que a sua estrutura química não é tão resistente, o que facilita a ação microbiana e os tornam mais facilmente biodegradáveis (STEVENS, 2002). É importante mencionar que o fato de serem biodegradáveis não reduz sua qualidade, apenas os tornam específicos para determinadas aplicações, nas quais eles apresentam excelentes propriedades.

Apesar de se ter optado pela classificação dos polímeros naturais em quatro grandes grupos conforme Champe e Harvey (2002), atualmente há um outro grupo cuja importância é crescente. Trata-se dos poliésteres que ocorrem naturalmente a partir de fermentação realizada por bactérias (STEVENS, 2002). Esse grupo possui alguns representantes como os PHB (polihidroxibutirato) e os PHA’s (polihidroxialcanoatos) que podem ser aplicados na área da biomedicina, no controle de drogas e em suturas cirúrgicas.

Além dos polímeros sintéticos e naturais já mencionados, os biopolímeros sintéticos, vêm sendo estudados e utilizados em uma variedade de aplicações. Estes polímeros são obtidos a partir de monômeros que ocorrem naturalmente em biomassas e que podem ser polimerizados de modo artificial. O seu grande diferencial consiste no fato de serem oriundos de fontes renováveis e estarem por meio de processos artificiais (polimerizações em laboratório e manipulação genética), sendo alterados de forma a potencializar sua produção e uso. Tem-se como exemplo: os ácidos lácticos e os aminoácidos que serão apresentados em maiores detalhes a seguir, conforme Stevens (2002):

• Acido láctico - ocorre naturalmente em animais e em microrganismos, também em alimentos naturais ou fermentados. Sua produção em larga escala pode ser obtida principalmente por meio do processo de fermentação induzido. Para a obtenção do poliácidoláctico (PLA) utiliza-se um processo de polimerização por condensação a partir das macromoléculas de ácido lático. Atualmente este material possui inúmeras aplicações industriais como, por exemplo, agente floculante para o tratamento de água.

• Aminoácidos – são monômeros que uma vez polimerizados podem vir a substituir o polietilato sintético, um mineral usado como inibidor do crescimento microbiano em tratamento de água e como um agente dispersante, tanto em detergentes como em tintas. Assim, diante do exposto observa-se que os biopolímeros sintéticos representam uma alternativa para a produção de novos tipos de plásticos biodegradáveis.

Desta forma, é necessário um estudo sobre os plásticos biodegradáveis, visto que estes foram utilizados com ponto de contextualização para construção dos conceitos de degradação, biodegradação e decomposição. Logo abaixo, tem-se uma melhor compreensão sobre o potencial desses materiais.