Desenvolvimento de embalagem biodegradável e ativa para produtos lácteos (iogurte) com prototipagem por impressão 3D

Abstract

O aumento no consumo de produtos lácteos, especialmente iogurtes, demanda soluções de embalagens que conciliem desempenho técnico e sustentabilidade ambiental. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um compósito biodegradável e ativo a partir da matriz PBAT/PLA (Ecovio® T2308) modificada com lignina irradiada por radiação gama (30 kGy) e dióxido de titânio (TiO2), visando seu uso na produção de embalagens para iogurtes com prototipagem por impressão 3D. Foram preparadas nove formulações contendo diferentes proporções de lignina irradiada e TiO2, além de uma formulação final otimizada, comparadas com o material puro. O óxido de zinco (ZnO) também foi inicialmente testado em formulações preliminares, porém resultou em maior degradação térmica e perda de integridade da matriz, sendo descartado para a formulação final. A formulação final selecionada foi obtida utilizando TiO2 com tamanho de partícula reduzido por ultrassom, confirmado por análises de DLS e FE-SEM. As amostras foram processadas por extrusão em dupla rosca, transformadas em filamentos e posteriormente impressas por manufatura aditiva (FDM) na forma de corpos de prova e de um protótipo de embalagem do tipo garrafinha. As caracterizações compreenderam DRX, FTIR-ATR, UV-Vis, TGA, DSC, ensaios de tração, absorção de água, FE-SEM e DLS. Os resultados mostraram que a lignina irradiada promoveu maior compatibilidade entre as fases do PBAT e PLA, resultando em morfologia mais homogênea e melhora significativa das propriedades mecânicas. A adição de TiO2 contribuiu para o aumento da barreira à radiação UV, além de favorecer a estabilidade térmica e o módulo elástico. A combinação sinérgica desses aditivos resultou em um compósito com propriedades mecânicas, térmicas e ópticas superiores às do material puro, demonstrando potencial para aplicação como embalagem biodegradável e ativa para produtos lácteos.