Polímeros termofixos de origem renovável e biodegradável

Existem muitos polímeros termofixos de origem renovável e biodegradáveis tanto de origem vegetal como animal, na pesquisa usamos a caseína de origem animal por formar uma suspensão (coloide) com soluções alcalinas e água.

A caseína é uma proteína, e pode ser retirada do leite. A caseína é insolúvel em água, mas pode ser dissolvida em meio alcalino como bórax diluído. Se a caseína reagir com o formol, reticula e se torna um polímero termofixo e insolúvel na maioria dos solventes.

A caseína (do latim "caseus", queijo) é uma proteína do tipo fosfoproteína encontrada no leite fresco. Estas proteínas encontram-se com frequência no leite de mamíferos, sendo cerca de 80% da proteína encontrada no leite de vaca e entre 20% e 45% das proteínas no leite humano. Quando coagulada com renina é chamada "paracaseína" (caseína de coalho) e, quando coagulada através da redução de pH (utilizando ácidos) é chamada "caseína ácida".

O percentual de caseína presente no leite de vaca é de cerca de 2,6 %, ou seja, 26g/litro de leite.

Usos - A caseína no passado foi responsável por toda uma indústria que produzia desde colas, tintas e vernizes até compósitos com cerâmicas, fibras celulósicas e lignocelulósicas alem de formar blendas com outros polímeros naturais como amido, gelatinas e queratina. Era possível usá-la como impermeabilizante de tecidos e na fabricação de materiais emborrachados, assim como polímeros termofixos como o galalite e tecidos como o Lanital (SCHERER, 1906, tradução nossa).

Facilidade de acesso - A caseína pode ser facilmente extraída do leite, mas pode ser encontrada em sua forma purificada como suplemento alimentar proteico na forma hidrolisada ou como caseinatos. O valor médio de R$ 85,00 kg para o caseinato de cálcio.

3.1.2.4 Polímeros termofixos de origem não renovável e biodegradável (PVAc).

O polímero sintético usado nessa pesquisa foi o PVAc - poli(acetato de vinila) na forma de cola branca Cascorez extra da marca Cascola. O PVAc que é um termoplástico atóxico e biodegradável que se funde entre 70 e 210 graus Celsius dependendo do seu grau de polimerização. O poli (acetato de polivinila) é um plástico amorfo, inodoro e insípido, com alta resistência à luz e ao clima. É um polímero de baixa inflamabilidade. As propriedades elétricas, mecânicas e térmicas são também amplamente dependentes do grau de polimerização O PVAc é insolúvel em água e solúvel em acetato de etila e etanol.

Usos- O poli (acetato de vinila) é processado na forma de soluções em solventes orgânicos como o etanol, ou como uma dispersão com água (forma coloidal). É usado como aglutinante em tintas e vernizes. O polímero está presente nas chamadas cola branca/cola de madeira ou como adesivo. Outros campos de aplicação são fabricação de papel e revestimento, impregnação têxtil, revestimento de carpete ou modificação de gesso e concreto. Além disso, muitas vezes é parte da goma de mascar e é usado para revestir queijo ou salsicha. O Pvac pode ser reticulado o que o torna um termofixo, o agente mais comum de reticulação é o bórax em solução. O Bórax (Na2B4O7·10H2O), também conhecido como borato de sódio ou tetraborato de sódio é um composto importante do boro. Sofre hidrólise em meio aquoso, liberando íons borato. É utilizado na produção tecidos e madeiras à prova de fogo, vidro e bactericidas caseiros. (EVANGELISTA et al., 2010).

Facilidade de acesso- Pode ser produzido pela reação do gás etileno de origem não renovável (petróleo) ou a partir do metano renovável (digestão anaeróbica de biomassa), que reage com ácido acético na presença de sais de mercúrio como catalisador. O PVAc na forma de cola é facilmente encontrado em papelarias, lojas de tintas e lojas de ferragem por um valor médio de R$17,00/Kg.

3.1.2.5 Polímeros termoplásticos sintéticos não renováveis e biodegradáveis (PCL)

O polímero termoplástico sintético não renovável que utilizamos na pesquisa foi a Poliprolactona (PCL) - Segundo Pazzini (2015), a policaprolactona, ou simplesmente PCL, é um polímero biodegradável formado a partir da polimerização da ε-caprolactona. A história deste polímero data do início da década de 30, onde os primeiros poliésteres sintéticos foram produzidos, sendo a PCL um dos primeiros. Foi sintetizado pelo químico americano Wallace Hume Carothers e sua equipe por meio da abertura do anel da ε-caprolactona, utilizando um catalisador na reação de polimerização. Wallace é também o responsável por uma das maiores descobertas de todos os tempos da indústria de polímeros: o nylon. É um polímero semicristalino e hidrofóbico, de baixo ponto de fusão (Tm = 59-64oC), com alta compatibilidade de mistura, sendo um dos polímeros mais utilizados na indústria biomédica atual. Sua cristalinidade tende a diminuir com o aumento de seu peso molecular. Possui baixa temperatura de transição vítrea (Tg = - 60oC), o que confere a policaprolactona uma boa mobilidade molecular.

Usos - Devido à suas propriedades mecânicas, alta biodegradabilidade, facilidade de moldagem e de fabricação, o que possibilita a formação de poros de tamanhos específicos para crescimento de tecidos humanos, a PCL é amplamente empregada na biomedicina. Nesta área, ela é utilizada em duas principais aplicações: na administração de fármacos e na engenharia de tecidos. Também é usado para a confecção de protótipos e moldes em geral, é conhecido pelos nomes comerciais de Shapelock ou Polymorph. Pequenas peças podem ser usadas na confecção de conexões tubulares e pegas ergonômicas para cabos de ferramentas e botões.

Facilidade de acesso - Pode ser comprada pelo e-comerce por um valor médio de R$ 100,00 /kg.

Nessa tese a policaprolactona foi usada por ser um polímero de baixo ponto de fusão (65ºC), sendo a água usada como meio para transferência de calor para melhor homogeneidade na fusão. Como a temperatura de conformação é baixa, foi possível moldar o plástico com as mãos sem uso de luvas uma vez que ele não é aderente. Os pellets brancos quando atingem a temperatura ideal se tornam transparentes e auxiliam no controle de processos por meios organolépticos. A policaprolactona também é solúvel em acetona e toluol, o que permite processos de fabricação por essa via, sendo possível usar como blenda em outros polímeros solúveis compatíveis, melhorando aspectos físicos e mecânicos desses polímeros.

3.1.2.6 Polímeros termoplásticos sintéticos não renováveis (PS, PSE, PSE, PSX, PSAI e