Obtenção, caracterização e aplicação de nanopartículas de celulose obtidas com líquido iônico

Filmes de amido e quitosana são alternativas promissoras para a indústria de embalagens, no entanto, apresentam limitações quanto as suas propriedades. Uma alternativa para melhorar as características, é a incorporação de nanopartículas de celulose obtidas por solventes reutilizáveis como os líquidos iônicos (LI). O objetivo deste estudo foi produzir e caracterizar nanopartículas de celulose (NPC-DM) utilizando celulose microcristalina (MCC) e LI (Hexanoato de 3-dimetilamino-1-propilamônio – DMAPA[Hex]) e, incorporá-las em filmes bionanocompósitos de amido de mandioca (4% m/v) e quitosana (2% m/v), utilizando glicerol (25% m/m de amido e 30% m/m de quitosana) como plastificante. As NPC-DM foram avaliadas quanto ao rendimento, potencial Zeta, difração de raio X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise termogravimétrica (TG) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). As NPC-DM foram incorporadas as matrizes de amido de mandioca e quitosana em diferentes concentrações (0,1; 0,2 e 0,3% de NPC-DM) e filmes sem a adição de NPC-DM foram utilizados como controle. Os bionanocompósitos elaborados por casting foram avaliados quanto a espessura, umidade, propriedades ópticas, permeabilidade ao vapor de água (PVA), propriedades mecânicas e análise termogravimétrica. As NPC-DM apresentaram um rendimento de 27,82%, potencial Zeta de -9,9 mV, índice de cristalinidade de 67,6%, tamanho médio dos cristais de 5,01 nm, comprimento de 320±24 nm, diâmetro de 35±15 nm e razão de aspecto de 9,14. Em adição, apresentaram-se estáveis termicamente e com estrutura similar a MCC, indicando eficácia no processo de dissolução com o LI DMAPA[Hex]. A incorporação das diferentes concentrações de NPC-DM não alterou a espessura, teor de umidade e estabilidade térmica para as duas matrizes poliméricas, no entanto, alterou estatisticamente as propriedades ópticas. A incorporação de 0,2 e 0,3% de NPC-DM reduziu significativamente (p<0,05) a PVA nas duas matrizes (49,1% amido e 25,6% quitosana), em relação ao controle. Na matriz de amido a incorporação de NPC-DM diminuiu a resistência a tração, o módulo de Young e aumentou o alongamento na ruptura, comparados ao controle. No entanto, para a matriz de quitosana, as menores concentrações (0,1 e 0,2%) de NPC-DM não afetaram a resistência a tração e o alongamento na ruptura. Foi possível avaliar o uso do LI DMAPA[Hex] como rota alternativa para produção de NPC-DM, sendo que essas quando incorporadas em filmes bionanocompósitos, melhoram as propriedades de barreira e alteram as propriedades mecânica.