RECICLAGEM DE PEAD DE EMBALAGENS DE MEDICAMENTOS
PÓS-CONSUMO COM FIBRA DE BANANEIRA
Adriana Collet 1(M),Michel V.Flach1(M), Vanusca D, Jahno1*, Patrícia A. da Silva2e André Luís Catto2 1
Universidade Feevale, Rio Grande do Sul, vanusca@feevale.br 2
Instituto SENAI de Inovação em Engenharia de Polímeros, Rio Grande do Sul
Resumo:
Avaliando-se a importância crescente da reciclagem de materiais, principalmente os poliméricos e a necessidade de diminuição do tempo de degradação dos materiais pós-consumo propõem-se neste trabalho o desenvolvimento de um material compósito a partir de resíduo de embalagens de medicamentos produzidas em polietileno de alta densidade com fibra do pseudocaule da bananeira, geralmente, abandonado após a colheita da banana. O compósito obtido apresenta potencial de uso para produção de utilidade doméstica. Os resultados preliminares demonstram que as propriedades mecânicas, químicas e de biodegradação obtidas com o compósito são adequadas à aplicação desejada. A adição de fibra de bananeira não eleva o compósito ao nível de produto biodegradável, mas apresenta um potencial de redução do tempo de aterro necessário para a biodegradação.
Palavras-chave: Compósitos, fibra de bananeira, polietileno, biodegradação.
RECYCLING POST-CONSUMER DRUG POLYETHYLENE PACKAGING WITH FIBER OF THE BANANA
Abstract:
Evaluating the growing importance of recycling materials, especially polymer and the need for reduction of post-consumer material degradation time are proposed in this paper the development of a composite material from waste packaging of medicines produced in polyethylene high density and fiber pseudostem of banana generally abandoned after the banana crop. The obtained composite has potential use for the production of domestic utility. Preliminary results show that the mechanical properties, chemical and biodegradation obtained from the composite are suitable for the desired application. The banana fiber composite addition does not increase the level of biodegradable product, but has a fill time of the reduction potential required for the biodegradation.
Keywords: Composites, banana tree fiber, polyethylene, biodegradation.
Introdução
No Brasil entrou em vigor em agosto de 2014 a lei 12.305:2010, que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), a qual tem como objetivo principal a redução da geração de resíduos sólidos de materiais descartados por residências, indústrias, comércio e hospitais.
Em 2013 foram coletadas 2.522.000 toneladas de resíduos sólidos da saúde (RSS) no Brasil, sendo que em torno de 44% foram enviados para incineração. No Rio Grande do Sul foram gerados 0,463 Kg por habitante no mesmo ano, sendo a principal forma de tratamento a autoclave 54,7% seguida pela incineração de 41,8% para RSS [1]. Já conforme a ABIPLAST Associação Brasileira do Plástico o consumo aparente de plásticos foi de 7.127 mil toneladas, em 2012 [1].
Atualmente muitos são os trabalhos voltados à reciclagem de materiais e outros tantos a formação de compósitos de polímeros com fibras naturais, que em sua maioria propõem-se a proporcionar reforço em substituição de fibras abrasivas como a fibra de vidro.
As fibras naturais, geralmente, apresentam baixo custo e possuem grande apelo ambiental, sendo assim tornam-se excelentes matrizes para aplicação em materiais compósitos, são fontes
renováveis, absorvem e armazenam CO2, apresentam baixo consumo de energia na sua produção,
além da promoção de trabalho e renda na área rural [2]. Elas apresentam cinco componentes básicos: celulose, hemicelulose, pectina, lignina e extrativos (gorduras, proteínas e sais inorgânicos) [3].
A fibra de bananeira tem ganhado destaque neste cenário, pois a bananeira após dar o filhote e o fruto é cortada e deixada na plantação. Esta leva um tempo considerável para degradar e assim adubar a terra, neste período contribui para a proliferação de fungos que podem contaminar o solo e os novos frutos [4].
O polietileno da alta densidade é utilizado na produção de uma variedade de produtos em processo de extrusão e injeção. Dentre as aplicações estão à produção de embalagens rígidas com diversas aplicações desde utilidades domésticas até compósitos utilizados na indústria automotiva.
A fibra de bananeira e o e o polietileno de alta densidade apresentam característica hidrofílica divergente, logo, é necessário enxertar ao polímero algum compatibilizante ou ainda realizar o tratamento da fibra [3, 5, 6, 7]. O anidrido malêico pode induzir modificações nas propriedades deste polímero, pois tem potencialmente capacidade de evoluir para a formação de ácidos carboxílicos que, devido ao seu caráter hidrofílico, pode interagir mais efetivamente com superfícies inorgânicas, normalmente hidratadas [2].
A biodegradação de um material ocorre quando este é usado como nutriente por um determinado conjunto de microorganismos, os quais existem no meio ambiente onde o material vai ser degradado ou depositado. A hidrólise enzimática de um polímero depende, de modo geral, da hidrofilicidade da cadeia polimérica [8].
O objetivo deste trabalho foi preparar um compósito de resíduos de embalagens primárias de medicamentos de polietileno de alta densidade e fibra do pseudocaule da bananeira para aplicação em utilidade doméstica.
Experimental
Em campanha de sensibilização para separação de resíduos da Farmácia Escola da Universidade Feevale foram arrecadadas embalagens de medicamentos. Foram separadas somente embalagens de PEAD, contudo algumas não possuíam identificação sobre o polímero contrariando a norma ABNT NBR 13230:1994 [9]. Estas foram moídas para posterior processamento.
As fibras de pseudocaule de bananeira foram obtidas pelo corte da bananeira, retirada o cacho de bananas e as folhas, ficando somente para processamento, o pseudocaule. Este foi então, moído em moinho de facas, prensadas para retirada da água e secas em local ventilado e temperatura ambiente.
A definição da melhor composição e a necessidade de uso de compatibilizante foi definida através da preparação de misturas e caracterização através de ensaio de curva de elongação e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As misturas para obtenção dos compósitos foram preparadas em misturador fechado do tipo Haake, com temperatura em torno de 170 °C. Os compósitos foram preparados com 0, 5, 10 e 15%, em peso, de fibra de bananeira sem e com adição de 3% de anidrido malêico, em peso, identificados como A, B, C, D, E, F e G, respectivamente. Após a definição foi produzido um compósito com 5% de fibra de bananeira e 3% de anidrido malêico, identificado como H. Esta composição foi processada em extrusora dupla rosca corotante LGMT com temperaturas entre 160 e 190°C.
Os compósitos foram caracterizados por resistência a tração em dinamômetro Máquina Universal de Ensaios EMIC, célula de carga de 5KN com dimensões do corpo-de-prova de 120x20x2mm prensado baseado na norma ASTM D638-10, microscopia eletrônica de varredura em
ATR e biodegradação adaptado das normas DIN EN 13432:2007; DIN EN 14045:2003; ISO 14855-1:2012 e NBR 15448: 2008.
Resultados e Discussão
A fig 1 apresenta os resultados de ensaio de resistência à tração dos compósitos A, B, C, D, E, F e G. Na qual são comparados os resultados de cada composição mostrando que os compósitos com compatibilizante apresentaram melhores resultados nos testes preliminares, sendo que o compósito com 5% de fibra manteve o resultado do polietileno sem adição de fibra. O resultado está em conformidade com alguns autores descrevem a necessidade do tratamento da fibra ou uso de compatibilizante devido à característica hidrofóbica do polietileno e hidrofílica da fibra natural [4, 10, 11, 12].
Figura 1. Curva de elongação na ruptura dos compósitos A, B, C, D, E, F e G
A- Frasco; B- PEAD REC com 5% de fibra de bananeira; C- PEAD REC com 10% de fibra de bananeira; D- PEAD REC com 15% de fibra de bananeira; E- PEAD REC com 5% de fibra de bananeira com 3% compatibilizante; F- PEAD REC com 10% de fibra de bananeira com 3% compatibilizante; G- PEAD REC
com 15% de fibra de bananeira com 3% compatibilizante.
A análise de infravermelho mostrou a presença bandas característica de polietileno e de polipropileno, conforme apresentado na fig 2. Contudo este resultado era previsto, considerando-se que algumas embalagens não continham identificação com o símbolo de reciclagem de plásticos.
Figura 2 Espectro de infravermelho do compósito com 5% fibra comparado ao PP e PEBD.
A fig 3 apresenta as micrografias A, B, C, D, E, F e G, nas quais é possível verificar a compatibilidade entre as fibras de pseudocaule de bananeira e o PEAD REC, nas imagens D até G nas imagens A, B e C é possível identificar-se a falta de adesão entre a fibra e o polímero.
Figura 3: Micrografias A, B, C, D, E, F e G.
O resultado da análise de biodegradação ficou em torno de 26% em relação à Celulose grau TLC, usado como padrão para comparação. Contudo a norma citada considera como
Compósito
PEBD
referência. Comparando-se o compósito ao frasco de PEAD o primeiro apresentou maior biodegradação em relação à embalagem sendo superior em torno de 10%.
Conclusões
Através dos ensaios preliminares é possível concluirmos que o compósito com a adição de agente compatibilizante apresentou melhor características morfológicas e mecânicas. Também que o tempo de vida útil deste material será menor de que o de PEAD usualmente utilizados como utilidades domésticas. Além de verificarmos que não foi possível identificar resíduos de medicamentos, sendo possível supor que estes não estão presentes. Contudo outras análises devem ser realizadas para melhor caracterização do compósito obtido.
Agradecimentos
Agradecimento à Universidade Feevale e ao Instituto SENAI de Inovação em Engenharia de Polímeros pelo apoio neste projeto.
Referências
1. Panorama dos resíduos sólidos no Brasil. São Paulo: Abrelpe, 2013.
2. O.G.S. Junior. Dissertação de Mestrado, Universidade do Estado de Minas Gerais, 2013.
3. S.R. Albinante; E.B.A.V. Pacheco; L.L.Y. Visconte. Química Nova. 2012, 36, 114.
4. D. Becker et al. Polímeros. 2011, 21, 7.
5. A. Alawar; A.M. Hamed; K. AL-Kaabi. Composites: Part B. 2009, 40, 601.
6. A.N.Benítez et al. Measurement. 2012, 46, 1065.
7. T. Fakhrul; M. A. Islam. Procedia Engineering. 2013, 56, 795.
8. M.A. De Paoli. Degradação e estabilização de polímeros. Chem Keys, São Paulo, 2008.
9. L. Coltro; B.F. Gasparino; G.C. Queiroz. Polímeros: Ciência e Tecnologia. 2008, 18, 119.
10. F.Z. Arrakhiz et al. Materials & Design. 2012, 43, 200. 11. H.N. Oliveira; D.R. Mulinari. Cadernos Unifoa. 2014, 29.
