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Tipo do documento: Dissertação
Título: Interação polímero-grafeno: um estudo sobre biodegradação
Autor: Maldonado, Luiz Felipe 
Primeiro orientador: Fechine, Guilhermino José Macêdo
Primeiro membro da banca: Pedrotti, Jairo José
Segundo membro da banca: Barros, Janaína Aline Galvão
Resumo: Estudou-se a biodegradação dos filmes de poli(butileno adipato-co-tereftalto) - PBAT e polietileno de baixa densidade – PEBD, com e sem a presença de grafeno em sua superfície, através de ensaios de aterramento em solo simulado, por até 180 dias. O grafeno foi transferido para superfície dos tipos de polímeros usando a técnica de “Transferência Direta a Seco”. Após os diferentes tempos do ensaio em solo, foram avaliados aspectos visuais, perda de massa, massa molar (cromatografia de exclusão por tamanho), modificação de superfície (Medidas de Ângulo de Contato e Microscopia de Força Atômica – AFM) e modificações em estrutura química (Espectroscopia Raman). Também foi avaliada a microbiologia dos solos em que os filmes poliméricos foram aterrados, assim como sua atividade sobre o grafeno obtido pela técnica de CVD (Deposição Química a Vapor). O filme de PBAT puro foi o mais suscetível ao ataque microbiano, perdendo massa e diminuição de massa molar de forma contínua desde o começo dos experimentos. Para os filmes de PEBD não foi observada nenhuma alteração no que diz respeito a biodegradação, o que era esperado, visto que é um polímero inerte a atividade dos microrganismos. As análises por Espectroscopia Raman mostraram que o grafeno transferido se desprendeu ou foi consumido parcialmente por micro-organismos após 180 dias de aterramento. A presença do grafeno retardou o processo degradativo do PBAT, e para o PEBD houve um aumento no acúmulo de resíduos do solo, levando a ganho de massa. As medidas de ângulo de contato e AFM mostraram alterações na superfície do polímero ao longo do experimento, sendo no PBAT, por conta da biodegradação que gerou erosões e no caso do PEBD ocorreu acúmulo de resíduos sólidos na superfície. Os valores de energias de superfície mostraram variações decorrentes da aparição de novos grupos químicos na superfície devido à degradação do polímero ou pela formação de biofilme. Quanto aos inóculos, gerados dos solos individuais em que os polímeros foram expostos, pode-se constatar que as bactérias foram seletivas, gerando colônias de bactérias diferenciadas. Os inóculos dos sólidos preparados com TSA (Tryptic Soy Agar) também foram usados para indicar a presença ou não de grafeno crescido sobre folhas de cobre, atuando como agente oxidante. Esse resultado abre uma possibilidade da utilização de cultivos de microrganismos para quantificar a cobertura de grafeno produzido pela técnica de CVD, em amostras com grandes áreas.
Abstract: Were studied the biodegradation of the films of poli (butylene adipate-teraphtalate) - PBAT and Low Density Polietilene - LDPE with and without addition of graphene on the surface through simulated soil compostable for 180 days. The polymer films were prepared by hot compression with graphene transfer by the technique of "Direct Dry Transfer" or Direct Dry Transfer. After the different times of soil compostation, were analyzed visual aspects, mass loss, molar mass (size-exclusion chromatography), surface modifications (Contact Angle Assays e Atomic Force Microscopy - AFM) and structural chemical (Raman Spectroscopy). Also were evaluated the soil microbiology where the films was buried and your activity over the graphene obtained by the Technique of CVD (Chemical Vapor Deposition). The Pure PBAT was the more susceptible to the microbiological attack, suffering continuous mass loss since the beginning of the experiment. To the LDPE films, no changes were observed related to the biodegradation, which was expected, since this is an inert polymer to microbiological activity. The Raman Spectroscopy Analysis shows that the graphene keeps attached to the polymer even after 180 days of soil burial, besides of suffering some detachment or being partially consumed by the microorganisms. The presence of graphene has delayed the degradative process of the PBAT, delaying the mass loss and in the case of the LDPE, raised the attachment of soil residue, leading to a mass gain. The contact angle assays and AFM, showed some changes on the surface of the polymer. In the case of the PBAT, this happen because of the biodegradation process which has generated erosions and for the LDPE occurred an accumulation of solid residue on the surface. The values of the Free Surface Energy showed arising from the appearance of new chemical groups on the surface because of the polymer degradation or the formation of a biofilm. As for the inoculum, generated from the individual soil were the polymer were exposed, it can be seen that the bacteria were selected, generating differentiated bacterial colonies. The inoculum from the soil which was prepared with TSA (Tryptic Soy Agar) also had been used to indicate the presence or not of growth graphene over the copper foil, acting as an oxidant agent. These results open a possibility to uses the microorganism’s cultivation to quantify the graphene coverage in large areas, when it was produced by the CVD technique.
Palavras-chave: biodegradação
grafeno
transferência direta a seco
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Presbiteriana Mackenzie
Sigla da instituição: UPM
Departamento: Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Programa: Engenharia de Materiais
Citação: MALDONADO, Luiz Felipe. Interação polímero-grafeno: um estudo sobre biodegradação. 2016. 96 f. Dissertação ( Engenharia de Materiais) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/3342
Data de defesa: 8-Jun-2016
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional - Engenharia de Materiais

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