Avaliação de compatibilidade e propriedades de barreira do copolímero de etileno-acetato de vinila e amido termoplástico

Abstract

Nas últimas décadas, o consumo de materiais poliméricos tem crescido exponencialmente em razão de sua versatilidade e de seus custos competitivos, características que os tornam amplamente aplicáveis em diversos setores industriais. Entretanto, o aumento expressivo na produção e no descarte desses materiais tem intensificado a poluição ambiental e visual, ocasionando impactos significativos ao meio ambiente. Nesse cenário, a crescente demanda por alternativas sustentáveis tem impulsionado o desenvolvimento de polímeros com menor impacto ambiental. O Amido Termoplástico (TPS) destaca-se como um material biodegradável promissor; contudo, suas limitações, como elevada sensibilidade à umidade, solubilidade em água, alta rigidez e baixa resistência mecânica, ainda restringem sua aplicação (HEJNA et al., 2019). A incorporação de polímeros sintéticos, como o copolímero etileno-acetato de vinila (EVA), surge como uma estratégia para aprimorar essas propriedades, sendo a formação de blendas poliméricas uma abordagem promissora para mitigar tais limitações. Nesse contexto, Hejna et al. (2019) indicam que o EVA apresenta bom potencial como modificador do TPS, uma vez que estudos prévios demonstram melhorias significativas no desempenho mecânico e na estabilidade térmica das blendas TPS/EVA. Resultados de permeabilidade ao vapor de água (PVA) variaram entre 1,7 × 10⁻⁶ e 2,8 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·dia)⁻¹, valores comparáveis ao EVA puro (2,3 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·dia)⁻¹), indicando que a adição de amido não compromete significativamente as propriedades de barreira. Esse comportamento também foi evidenciado por meio de análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), que revelaram morfologia relativamente homogênea nas formulações com melhor compatibilização. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, preparar e caracterizar compostos de TPS/EVA em diferentes proporções, especificamente 70/30, 60/40 e 50/50 (% m/m), visando compreender os efeitos estruturais e funcionais dessa combinação. Os compostos foram obtidos por extrusão termoplástica e caracterizados quanto à morfologia, propriedades térmicas, resistência mecânica e comportamento de barreira. Observou-se que a formulação contendo 60% de TPS e 40% de EVA apresentou melhor equilíbrio entre resistência mecânica e estabilidade térmica, com aumento de aproximadamente 25% na resistência à tração em comparação ao TPS puro, além de redução na absorção de umidade. Esses resultados indicam que a incorporação controlada de EVA contribui para a melhoria do desempenho do TPS, ampliando sua viabilidade para aplicação em embalagens sustentáveis.

In recent decades, the consumption of polymeric materials has grown exponentially due to their versatility and competitive costs, characteristics that make them widely applicable in various industrial sectors. However, the significant increase in the production and disposal of these materials has intensified environmental and visual pollution, causing significant impacts on the environment. In this scenario, the growing demand for sustainable alternatives has driven the development of polymers with less environmental impact. Thermoplastic starch (TPS) stands out as a promising biodegradable material; however, its limitations, such as high sensitivity to moisture, water solubility, high rigidity, and low mechanical resistance, still restrict its application (HEJNA et al., 2019). The incorporation of synthetic polymers, such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), emerges as a strategy to improve these properties, with the formation of polymer blends being a promising approach to mitigate these limitations. In this context, Hejna et al. (2019) indicate that EVA shows good potential as a TPS modifier, since previous studies demonstrate significant improvements in the mechanical performance and thermal stability of TPS/EVA blends. Water vapor permeability (WVP) results ranged from 1.7 × 10⁻⁶ to 2.8 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·day)⁻¹, values comparable to pure EVA (2.3 × 10⁻⁶ g·(m·Pa·day)⁻¹), indicating that the addition of starch does not significantly compromise barrier properties. This behavior was also evidenced by scanning electron microscopy (SEM) analyses, which revealed relatively homogeneous morphology in the formulations with better compatibility. The objective of this work was to develop, prepare, and characterize TPS/EVA composites in different proportions, specifically 70/30, 60/40, and 50/50 (% w/w), aiming to understand the structural and functional effects of this combination. The composites were obtained by thermoplastic extrusion and characterized in terms of morphology, thermal properties, mechanical strength, and barrier behavior. It was observed that the formulation containing 60% TPS and 40% EVA presented a better balance between mechanical strength and thermal stability, with an increase of approximately 25% in tensile strength compared to pure TPS, in addition to a reduction in moisture absorption. These results indicate that the controlled incorporation of EVA contributes to improving the performance of TPS, expanding its viability for application in sustainable packaging.