Estudos sobre os Poliidroxialcanoatos ou PHAs

Recentes estudos sobre Poliidroxialcanoatos ou PHAs  e sua utilização para aumento da performance do PVC

 
 

Os Poliidroxialcanoatos ou PHAs são um poliéster linear produto natural com uma fermentação bacteriana de açúcar. É possível acrescentar mais de 100 monômeros diferentes desta família para dar vida a materiais com propriedades extremamente diferentes. É possível criar materiais termoplásticos ou elastómericos, com um ponto de fusão que varia entre 40 e 180°C.
 
O produto é particularmente indicado para a produção de objectos através de métodos de produção por injecção ou extrusão. Substitui igualmente produtos altamente contaminados como PET, PP, PE, HDPE, LDPE.
 
O PHA acentua o seu fator de biodegradabilidade na água bacteriologicamente não pura. Este tipo de biodegradação dos polímeros representa o "futuro" da biodegradabilidade mundial. O desaparecimento natural e em poucos dias de um biopolímero em água bacteriologicamente não pura (ex.: rios) é um resultado raro e muito difícil de obter. O PHA é o primeiro biopolímero obtido de subprodutos do açúcar para obter este importante resultado. Em 10 dias dentro de água normal dos rios, o PHA transforma-se em água de rios ou em água do mar.
 
 Se juntarmos estas características ao desempenho inicial do biopolímero (resistência, flexibilidade, impressão), facilmente se consegue compreender a qualidade final do produto. Os PHAs são também os únicos plásticos biodegradáveis no mar.
 
Plásticos do futuro – um campo promissor para o uso dos polímeros biodegradáveis é na medicina. Incipiente em todo o planeta, essa gama de polímeros está mobilizando investimentos e pesquisas que podem redefinir o papel dos plásticos nas aplicações médicas. O Brasil também possui alguma experiência nesse ramo, ligada principalmente aos polímeros da família dos poliidroxialcanoatos (PHAs).

Grosso modo, resinas biodegradáveis são aquelas que são degradadas (quebradas em partes menores) por microrganismos existentes no meio ambiente. A família dos PHAs possui mais de 150 polímeros registrados, e alguns desses poliésteres têm características termoplásticas, enquanto outros se assemelham a elastômeros. Os de maior uso no segmento médico, até o momento, são as borrachas.

No Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) da Universidade de São Paulo (USP), há um grupo de químicos, bioquímicos, farmacêuticos e biólogos que pesquisa, entre outros assuntos, os PHAs.
 
Segundo o IPT, os polímeros da família são produzidos por várias famílias de bactérias isoladas do solo. Elas são cultivadas em culturas de microrganismos em biorreatores e fabricam os polímeros quando o meio em que estão inseridas lhes fornece uma fonte de carbono em excesso, mas não há condições para o microrganismo se reproduzir devido à restrição no fornecimento de algum dos nutrientes. É o equivalente entre os humanos a acumular gordura. Inicialmente, os microrganismos são estimulados a se reproduzir, para que o processo tenha boa produtividade. Quando a contagem de bactérias atinge valor adequado, uma das fontes de nutrientes (fósforo, nitrogênio ou oxigênio) é restringida, e os microrganismos passam a acumular o polímero na fórmula de grânulos que precisam então ser extraídos. A fonte de carbono fornece o ingrediente para a formação da cadeia polimérica e diferentes fontes resultam em polímeros diversos. Açúcar, resíduos de óleo vegetal e biodiesel, e hidrolisado de bagaço de cana são algumas das possibilidades. Como as enzimas presentes nas bactérias são os catalisadores do processo, o uso de vários microrganismos permite a produção de um leque de polímeros. Um estudo recente, a empresa Metabolix, Inc. , uma compania inovadora em biociências focada em plásticos, químicos e energia, anunciou recentemente um novo copolímero de bio-PHA (polyhydroxyalkanoate) com PVC (cloreto de polivinila), e seus resultados de melhoria significativa das características mecânicas e ambiental. O PVC é um polímero com uma vasta gama de usos, desde construção até na medicina. A demanda global de PVC é estimada em aproximadamente 35 milhões de toneladas.  A Metabolix apresentou um estudo entitulado "New Biobased PHA Rubber Copolymers for PVC Modification" ( Nova borracha de bio-PHA como copolímero para modificação do PVC) na Vinyltec 2012, conferência realizada em outubro passado.  
 
A Metabolix desenvolveu uma serie de copolimeros de PHA e demonstrou que sao misciveis com PVC. Os cientistas da Metabolix criaram composicoes especificas de PHA para melhorar a plasticidade, impacto e modificar o processamento de PVC rigido e flexivel.     

• Em plastificacao, os copolimeros de PHA tiveram performance como moleculas de alto peso molecular, prontamente dispersivel em plastificantes, e permitiram formulacoes de compostos com baixa migracao, baixa perda de extraiveis, volateis e coloracao.     
• No quesito modificacao de impacto, os copolimeros de PHA tiveram melhor performance que o melhor modificador de impacto MBS core/shell (Methacrylate/Butadiene/Styrene) e nao comprometeram a transparencia e estabilidade ao UV do PVC.      
• Como melhoria de processamento, as propriedade de aderencia do copolimero de PHA promoveram fusão de cisalhamento homogenea das partículas de PVC e impediu o sobreaquecimento e degradação.    

Resumindo, os estudos demonstraram que copolimeros de PHA podem produzir melhorias significativas no processamento do PVC. Alem disso, os estudos confirmam um outro mercado para sua utilizacao, alem dos mercados que requerem a biodegradabilidade do PHA.
  
A Metabolix trabalhou diretamente com a AlphaGary, uma empresa de Massachusetts- EUA que trabalha com compostos de PVC e TPE/TPO .
 
 A Metabolix ainda planeja producir este produtos derivados de PHA na atual planta de Leon, Espanha, com capacidade de produzir 10mil toneladas por ano de compostos. Eles esperam ainda ter amostras destes compostos ainda no inicio de 2013.

Fontes:
 
http://www.bio-on.it/what.php?lin=portoghese
http://www.plastico.com.br/revista/pm383/pm_medicina5.html
http://ir.metabolix.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=715038