Abstract There is considerable concern about the impact plastic materials have on the environment due to their durability and resistance to degradation. The use of pro-oxidant additives in the polymer films could be a viable way to decrease the harmful effects of these discarded materials. In this study, films of PHBV/PP-co-PE (80/20 w/w) and PHBV/PP-co-PE/add (80/19/1 w/w/w) (with pro-oxidant additive) were employed to verify the influence of the additive on the biodegradation of these films in the soil. These films were obtained by melting the pellets in a press at 180 °C which were buried in soil columns for 3 and 6 months. Some samples were also heated before being buried in soil. The biodegradation is higher for the additive blend buried for 3 months than for the pre-heated blend. After 6 months the blend buried and heated/buried was completely degraded in soil. The effect of the additive, on chain oxidation, is more time-dependant than heat-dependant.

While the use of plastics continues to increase in our daily lives in a growing range products, these materials are very persistent in the environment. The blending of aliphatic polyesters with other thermoplastic polymers is a profitable way of producing materials with changed physical properties and biodegradability, which can facilitate microbial adhesion to the polymer matrix and help to reduce (post-consumer) degradation time of these materials in landfills. This study was an investigation of the biodegradation of films of blends of poly(vinyl chloride (PVC) and poly(ε-caprolactone) (PCL) by soil microorganisms and leachate, by means of respirometry, infrared absorption spectroscopy (FTIR), differential calorimetry scanning (DSC), scanning electron microscopy (SEM), contact angle and weight loss. The results showed that in the soil, the films suffered oxidative biodegradation. The PCL promoted degradation of the PVC in the film of PVC/PCL and the PVC inhibited the rapid degradation of the PCL.

This study investigated the biodegradation of blends films of poly(vinyl alcohol)/poly(vinyl chloride) (PVA/PVC) and poly(vinyl alcohol)/poly(caprolactone) (PVA/PCL) blends films prepared with dimethylformamide under a variety of conditions by respirometry, spectrophotometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and contact angle. The films were buried in the garden soil and in the soil mixed with the landfill leachate for 120 days at 28ºC. Significant levels of biodegradation were achieved in fairly short incubation times in the soil. The results indicated that PVA was the most biodegradable film in the soil and in the soil with the leachate.

Fibras de sisal com quatro tratamentos, a saber: fibra lavada com água, lavada com cicloexano/etanol, tratamento alcalino (NaOH) e tratamento com peróxido alcalino (branqueamento), foram incorporadas na blenda amido termoplástico/policaprolactona 80/20 (TPS/PCL). As propriedades morfológicas, mecânicas e térmicas dos biocompósitos TPS/PCL/Sisal foram analisadas. Os compósitos com a fibra branqueada apresentaram os melhores resultados de resistência à tração e estabilidade térmica. Verificou-se também melhora da adesão fibra-matriz no compósito com a fibra branqueada, com aumento de 145% na resistência à tração.

Sisal fibers treated with four methods, namely washing with water, washing with cyclohexane/ethanol, alkali treatment (NaOH) and bleaching (alkaline peroxide treatment), were incorporated in thermoplastic starch/polycaprolactone 80/20 (TPS/PCL) samples. Morphological, mechanical and thermal properties of TPS/PCL/Sisal biocomposites were analysed. The best results were obtained with the composite using the bleached fiber, which had improved tensile strength and thermal stability. An increased adhesion between the fiber and matrix was also observed with the bleached fiber, with 145% increase in the tensile strength

Filmes de poli(ε-caprolactona) (PCL) foram preparados por compressão a quente e investigados com respeito a sua biodegradação em diferentes colunas de solo, após 60 dias. A morfologia e estrutura dos filmes, após os diferentes tratamentos, foram verificadas através de medidas de perda de massa, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os filmes de PCL sofreram biodegradação, principalmente na fase amorfa, atribuídas a quebras das ligações ésteres da cadeia polimérica, devido à ação de exo-enzimas dos microrganismos do solo. Os fatores abióticos, tais como temperatura, pH, quantidade de oxigênio e principalmente tipo de coluna de solo e umidade, foram aspectos considerados relevantes no processo de biodegradação dos filmes de PCL em solo.

Poly (ε-caprolactone) (PCL) films were prepared by melt-pressing and investigated with respect to their biodegradation in different soil columns after 60 days. The morphology and structure of the films, after various microbial treatments, were studied with measurements of mass loss, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry ( TG) and scanning electron microscopy (SEM). The PCL films underwent biodegradation, mainly in the amorphous phase, attributed to breaking of ester bonds of the polymer chain due to the action of exo-enzymes from soil microorganisms. The abiotic factors such as temperature, pH, oxygen content and principally soil column type and humidity were considered important aspects for the biodegradation process on the PCL films in soil.

Neste trabalho, os efeitos de diferentes condições de tempo e temperatura usados para a preparação de whiskers de sisal foram investigados com o objetivo de se determinar a influência destes parâmetros experimentais na morfologia, cristalinidade e estabilidade térmica dos materiais preparados. A obtenção dos whiskers deu-se após o pré-branqueamento da fibra de sisal com solução alcalina de peróxido de hidrogênio. A fibra branqueada foi submetida ao processo de hidrólise com solução de ácido sulfúrico 60% (m/m) sob três diferentes condições de temperatura e tempos de extração: 45 °C e 60 minutos (WS45_60); 45 °C e 75 minutos (WS45_75) e 60 °C e 30 minutos (WS60_30). Os whiskers foram caracterizados quanto à morfologia por microscopia eletrônica de transmissão (MET), quanto à cristalinidade (DRX), carga superficial (potencial zeta) , teor de enxofre (análise elementar) e quanto à estabilidade térmica por termogravimetria (TGA). Os resultados mostraram que os whiskers de sisal apresentaram comprimento e diâmetro médios e 210 nm e 5 nm respectivamente. Devido à alta aglomeração dos whiskers, diferenças relativas às características dimensionais não puderam ser determinadas. Os resultados obtidos revelaram uma forte dependência da cristalinidade final dos whiskers com a temperatura e tempo de extração. O uso de temperatura mais alta (60 °C) associado a um menor tempo de extração (30 minutos) resulta em whiskers com boa estabilidade térmica (235 °C), maior cristalinidade e sem o comprometimento da estrutura cristalina da celulose.

In this work, the effects of different conditions of time and temperature, used for the preparation of whiskers from sisal, were investigated to determine the influence of experimental parameters on morphology, crystallinity and thermal stability of materials prepared. The whiskers were obtained after the bleaching of sisal raw fiber with a solution of hydrogen peroxide alkaline. The bleached fiber was submitted to the process of hydrolysis with sulphuric acid solution 60 wt. (%) under three different conditions of temperature and time of extraction: 45 °C and 60 minutes (WS45_60); 45 °C and 75 minutes (WS45_75) and 60 °C and 30 minutes (WS60_30). The whiskers were characterized as the morphology by transmission electron microscopy (MET), crystallinity (DRX), surface charge (zeta potential), sulfur content (by elemental analysis) and thermal stability by thermogravimetry (TGA). The sisal whiskers presented an average length and diameter of 210 nm and 5 nm, respectively. Due to the high agglomeration state of whiskers, differences on dimensional features could not be determined. The results showed a strong dependence on crystallinity of whiskers with temperature and time of extraction. Hydrolysis in higher temperature (60 °C) and lower extraction time (30 minutes) resulted in whiskers with good thermal stability (235 °C), higher crystallinity and preserving the crystalline structure of cellulose.

O presente trabalho utilizou formas paramorfogênicas de Neurospora crassa 74A linhagens, na remoção do corante "Erythrosin B". O fungo, induzido química e fisicamente em forma de "pellets", foi usado no estudo da biodegradação deste corante. A cultura fúngica foi crescida em meio contendo o corante, como única fonte de carbono por 2 e 90h de interação. As paredes celulares foram isoladas por um processo de lavagem em água destilada e o micélio fresco foi secado por 12 h a 105ºC, e transformado num pó fino, e analisado em FTIR. O sobrenadante foi analisado através de espectrofotômetro UV-VIS e FTIR. Diferenças significativas no espectro UV-VIS e no FTIR foram observadas entre o controle e o sobrenadante e entre o controle e as paredes coloridas de vermelho e em FTIR no tempo de 2 e 90 h. Algumas bandas foram modificadas sugerindo a possibilidade de uma biodegradação enzimática em função do tempo de contato entre o corante e a biomassa fúngica.

The present work used paramorphic forms of Neurospora crassa 74A to remove erythrosine. The fungus culture was grown in medium containing the dye, as only carbon source for 2 and 90 h of interaction. A washing process using distilled water isolated the cellular mass mycelia was dried for 12 h at 105ºC and transformed in fine powder and analyzed in FTIR. The supernatant was analyzed through spectrophotometer UV-Vis and FTIR. Significant differences in the spectrum of UV-VIS and FTIR were observed between the control and the supernatant and between wall control and the walls colored by red, in FTIR for 2 and 90 h. Some significant bands were modified, suggesting the possibility of enzymatic biodegradation in proportion to the time of contact between the dye and fungal biomass.

Filmes de blenda de poli(ε-caprolactona) (PCL) e polipropileno (PP) foram obtidos por moldagem por compressão. O estudo da biodegradação de filmes de blendas de PP/PCL em solo e solo com chorume foi obtido pela evolução de CO2, perda de massa, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As análises de evolução de CO2 mostraram que a biodegradação da blenda de PP/PCL em solo com chorume foi maior que a dos homopolímeros, sugerindo que os polímeros na blenda são mais suscetíveis à degradação, o que se deve à não interação entre PP e PCL. Os resultados também mostraram que os microrganismos do solo com chorume provocaram uma erosão superficial. Verificou-se que a biodegradação do PCL é inibida pelos microrganismos do chorume adicionados no solo.

Blend films of polycaprolactone (PCL) and polypropylene (PP) have been obtained by melt-pressing of both components. The biodegradation of PP/PCL blend films in soil and soil with leachate landfill has been assessed with measurements of evolution of CO2, weight loss, contact angle, scanning electronic microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC). The respirometric tests showed that the PP/PCL biodegradation in the soil with leachate was higher than the homopolymers, suggesting that the polymers in the blend are more susceptible to biodegradation owing to the lack of interaction between PP and PCL. The results also showed that biodegradation due to microorganisms in the soil with leachate occurred by surface erosion. It was found that the PCL biodegradation is inhibited by the leachate microorganisms added in the soil.

Poli épsilon-caprolactona é um importante polímero biodegradável e miscível com o PVC, um polímero sintético industrial, termo susceptível e não biodegradável. A blenda PVC/PCL é importante quanto a suas propriedades mecânicas e biodegradabilidade. Neste trabalho foi analisada a biomodificação da blenda PVC/PCL pré-tratada com calor (130ºC), através da espectroscopia UV-Vis. Os resultados mostraram que o pré-tratamento com calor pode facilitar a biomodificação em filmes de PVC, mas pode inibir a biomodificação nos filmes da blenda PVC/PCL.

Studies were carried out on biomodification and the pre-heat (130(0)C) influence on Poly (vinyl chloride) / Poly (epsilon-caprolactone) films. The results showed that heat pre-treatment improved the biomodification of PVC films, but it inhibited the biomodification of the PVC/PCL film.

Poli épsilon-caprolactona é um importante polímero biodegradável e miscível com o PVC, um polímero sintético industrial, termo susceptível e não biodegradável. A blenda PVC/PCL é importante em propriedades mecânicas e biodegradabilidade. Neste trabalho, há indicações que há interação dos microrganismos com a superfície polimérica e esta causa mudanças estruturais na blenda PVC/PCL.

Poly (caprolactone) is a famous biodegradable polymer and miscible with PVC, a commercial synthetic polymer, thermal susceptible and non-biodegradable. This blend is important concerning its mechanical properties and biodegradability. In this work, we testified the biomodification of blend films of PVC/PCL by UV-Vis. spectroscopy. The results show us that there is an interaction between the PVC/PCL film and the microrganisms.