Poliuretanas obtidas a partir dos óleos de linhaça (Linum usitatissimun L.) e maracujá (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener)

Abstract

A síntese de poliuretanas (PU's) a partir de recursos renováveis, como os óleos vegetais, tem sido objeto de pesquisa no âmbito acadêmico e industrial, sendo reconhecida como atraente e viável. É possível que, em poucos anos, venha a ser desenvolvida em larga escala, em virtude da versatilidade das PU's e por estas apresentarem propriedades notáveis, comparadas às PU's de origem petroquímica. Neste trabalho, foram desenvolvidas PU's originadas dos polióis obtidos dos óleos da semente de linhaça (OL) e do maracujá (OM), na tentativa de obter espumas com propriedades interessantes e características biodegradáveis. A síntese dos polióis consistiu na epoxidação e hidroxilação dos óleos em uma única etapa, a partir do ácido perfórmico gerado in situ, usando as proporções molares de 3 mol de ácido fórmico:1,5 mol de água oxigenada por cada mol de ligações duplas. As PU's foram sintetizadas com razões molares [NCO/OH] de 0,8 e 1,2 usando duas formulações distintas, designadas de A (poliol+água+catalisador+surfactante+isocianato) e B (poliol+isocianato). As análises dos óleos por técnicas de FTIR, Raman, RMN 1H, CG e determinação das propriedades físico-químicas comprovaram os seus elevados índices de insaturação. Os polióis obtidos foram caracterizados por várias técnicas e mostraram-se promissores para síntese de PU's. A reação dos polióis com MDI originou PU's elastoméricas e a reação de cura das PU's foi acompanhada por FTIR para verificar, principalmente, o desaparecimento da banda em 2270 cm-1, relacionada ao estiramento do N=C=O (MDI). As imagens por MEV das PU's (formulação A) mostraram células fechadas e não uniformidade da porosidade. Entretanto, as micrografias das PU's (formulação B) apresentaram porosidades mais definidas e uniformes. O estudo por TG/DTG mostrou que as PU's originadas do OL (formulação B) são mais estáveis termicamente do que as PU's também originadas do OL, porém obtidas pela formulação A. Por outro lado, as PU's referentes ao OM (formulação A) mostraram-se mais estáveis do que as PU's originadas do mesmo óleo, mas obtidas pela formulação B. A análise por DSC das PU's não foi conclusiva. Entretanto, por DMA foi possível avaliar a Tg das PU's (formulação B) e também observado que as PU's obtidas com razão molar [NCO/OH] 1,2 apresentaram região de plateau elástico, característica de um sistema reticulado, ao contrário das PU's com razão molar 0,8, que apresentaram maior fragilidade. Portanto, as PU's com razão molar 1,2 foram mais reticuladas do que as PU's com razão molar 0,8. Após o ensaio de aterro em solo, as análises das PU's por MEV, FTIR e TG/DTG, indicaram que o processo de biodegradação foi iniciado. As curvas TG/DTG mostraram que, após o período de aterro em solo, as amostras das PU's são menos estáveis termicamente do que as PU's antes de aterradas. Após o processo de foto-oxidação, foram verificadas mudanças nos espectros FTIR das amostras das PU's submetidas ao envelhecimento acelerado, comparados aos espectros das PU's originais, indicando que o processo ocorreu, mesmo que parcialmente. A análise por TG/DTG das PU's foto-envelhecidas mostraram que o processo de degradação foi iniciado, visto que essas PU's apresentaram menor estabilidade térmica do que as PU's originais.