O documento descreve a tecnologia dos plásticos oxibiodegradáveis, que tornam materiais como PE, PP e PS degradáveis e biodegradáveis através da adição de aditivos prodegradantes. Explica o processo de oxidação catalítica e biodegradação em duas fases, e fornece dados científicos que comprovam estas propriedades. Também discute aplicações atuais e potenciais destes plásticos.

1. Plásticos Oxibiodegradáveis
Ciência e Aplicação
Presented By: Brandon Atwood
Technical Director

2. Objetivo – descrever a tecnologia que torna
os materiais poliolefínicos (PE, PP, PS)
degradáveis e biodegradáveis
Fornecer a base científica e dados
confirmatórios sobre essas propriedades
Porque e onde essas propriedades são úteis
Usos e questões atuais e propostas
Sumário da Apresentação

3. Plásticos Oxibiodegradáveis (OBP’s)
O que são?
 Poliolefinas tradicionais com aditivos
prodegradantes que:
Sofrem oxidação catalítica visando a mudança da
sua estrutura química com perda de
propriedades físicas e mecânicas
Convertidas pela ação de microorganismos em
água, CO2, compostos inorgânicos, e biomassa
 Processo em 2-estágios reconhecido pelo guia
padrão ASTM D6954-04

4. Sacola Degradada – Sri Lanka
(Plastic Pakaging Pte. Ltd. Com o uso do aditivo Willow Ridge)

5. OBP’s – Como acontece ?
 FASE 1 – Oxidação catalítica da cadeia polimérica através de
processo químico conhecido.
 Cisão – Redução do PM para <5000
 Inserção de oxigênio nos pontos de quebra da cadeia
molecular
 Acompanhamento da reação pela observação do oxigênio
carbonílico (-C=0) em FTIR (Equipamento de Spectroscopia de
Fourier)
 FASE 2 - Fragmentos polares e saturados por água
suscetíveis à biodegradação
 Estudos biométricos já demonstraram a formação de CO2
 Resíduos NÃO são ecotóxicos – estudos realizados com
organismos sensíveis - crustáceos, vegetais, minhocas, etc.

6. OBP’s oligômeros de cadeia curta
Oxidação contendo
oxigênio
microorganismos, H2O, O2
CO2, H2O, Biomassa (subproduto metabólico)
microorganismos, H2O, O2
HBP’s oligômeros de cadeia curta
A Ciência da Degradação é Conhecida
(Ex.: Biodegradable Polymers for Industrial Applications. Ray Smith
(ed),CRC Press; G. Scott, Chapter 12, pp 313-335 (2005))

7. Prejudica a reciclagem?
NÃO!!
Os OBP’s são compatíveis com as
cadeias de reciclagem existentes
porquê…

8. Química
 Os Prodegradantes são apenas catalizadores que não iniciam
nenhum processo químico novo.
 Calor/UV iniciam a formação de carbonila. (CO)
 Os grupos de Carbonila não podem se formar na presença de
antioxidantes
 Os Prodegradantes catalizam a quebra dos hidro peróxidos uma vez
formados, o que só pode acontecer quando não existir mais a
antioxidação
Considerações Práticas
 Diluição na cadeia de reciclagem
 Disponibilidade pobre de oxigênio em itens mais espessos.
Comprovação
 Transformadores processam aparas aditivadas.
 Estudos e aplicação na Noruega, Canadá, Chile e Brasil.

9. Porque isso é interessante?
• As polieolefinas comuns, que normalmente não
degradam e biodegradam, podem retornar ao
biociclo

10. Benefícios dos OBP’s
A Degradabilidade é “programável”
Reciclável nas cadeias de reciclagem existentes
Retenção das propriedades físicas e mecânicas das resinas
convencionais.
As sacolas podem ser usadas como sacolas plásticas convencionais
Compostagem eficaz com a produção de composto de alta
qualidade
Processamento nas instalações existentes com o equipamento
atualmente em uso e similariedade com os parâmetros de
processamento dos plásticos atuais.
Financeiramente viável / adotável pelos consumidores, e com isso
apoiando programas de reciclagem orgânica.
Sem efeitos tóxicos em plantas sensíveis e vida animal. Em
conformidade com os requisitos da EDA e Europeus para
embalagem de alimentos.

11. Benefícios das embalagens degradávei
Aterro Sanitário – as embalagens degradáveis desintegram e liberam o material
orgânico para que este biodegrade aerobicamente
 Existe oxigênio suficiente nos aterros sanitários? – sim!
 Existe atividade biológica nos aterros sanitários? - sim
 Os operadores de aterros sanitários desejam que a biodegradação aconteça? - sim
Composto – embalagens degradáveis / biodegradáveis suportam o uso do dia-a-dia
e facilitam a operação de compostagem
 Os plásticos oxibiodegradáveis são compostáveis? – sim e não – estudos mostram
que, quando adequadamente fabricados, geram um composto de alta qualidade
(Projet Pilote de Collecte, transbordement et Compostage de Materiales Putrescibles
avec Sacs degradables, CRIQ File# 640-PE26297, Oct 17, 2002)
Lixo – embalagens degradáveis / biodegradáveis não são a solução, mas já
mostraram sua eficiência no controle do acúmulo do lixo. [J.E. Guillet, Plastics in the
Environment, Degradable Polymers: Principles and Applications, G. Scott, D.
Gilead(ed), pp216-246(1995)]

12. Considerações Práticas
 Tecnologia utilizada atualmente por grandes redes de
comércio
 Necessita de um fornecedor confiável que utilize aditivos
testados para as finalidades desejadas
 Desempenho não linear
 Projeto demanda ciência comprobatória
 Os efeitos precisam ser definidos – ex.: nem todos os produtos OPP irão
compostar (precisam formar grupos de carbonila (CO)
 Excelente relação custo x benefício
 Indistinguível em relação aos plásticos convencionais
 Aparência
 Desempenho em uso
 Processamento

13. • Sacolas – shopping, lixo, composto, produção
• Filme de cobertura agrícola
• Cobertura em dias alternados para aterros
sanitários
• Plástico de embalagem
• Envelopes Plásticos
• Embalagem para alimentos
• Talheres descartáveis
• Recipientes de poliestireno
• Embalagens transparentes em PP
Atuais Aplicações

14. Qual o tamanho da oportunidade?
 Somente nos Estados Unidos e na Europa Ocidental, 12.7M de toneladas
métricas de PE e 2.8 milhões de toneladas métricas de PP foram utilizadas
em 2005
 Utilização de filme plástico nos EUA, Europa Ocidental e China
 Previsão de filme PE - 22.5M tm(2005-2009)
 Previsáo de filme PP – 3,5M – 4,5M (2005-2009)
 A Califórnia estima que os filmes plásticos contribuem com 1.6M de
toneladas métricas em seus aterros sanitários (4.3% do material nos
aterros) (CIWMB)
 Os materiais orgânicos contribuem com 30% do total do volume dos
aterros sanitários da California – 2/3 ou mais do que isso é acondicionado
em sacolas plásticas
 A reciclagem é parte da solução, mas em 2009 apenas 4.3% das sacolas
plásticas foram recicladas nos EUA; 5% na Austrália e 2% no Brasil (fonte
site R7)
 A redução também é parte da solução, porém na Irlanda uma taxa sobre
as sacolas reduziu o consumo em 95% mas aumentou o consumo de sacos
para lixo – redução líquida igual a ZERO.

15. Química OBP
(D.M. Wiles, Chapter 3, Biodegradable Polymers for
Industrial Applications, Ray Smith(ed), (2005))
A degradação oxidativa pode ser resumida como se segue:
RH (heat,O2,stress) ⇒ ROOH (1)
ROOH (heat/UV) ⇒ RO• + •OH (2) slow
•OH + RH ⇒ H2O + R• (3)
R• + O2 ⇒ RO2 • (4)
RO2 • + RH ⇒ ROOH + R• (5) slow
RO• + RH ⇒ ketones, alcohols, (6) very fast, results in
esters, acids chain breakage
Catálise por prodegradantes
Mn+
+ ROOH ⇒ M+n+1
+ RO• + OH-
M+n+1
+ ROOH ⇒ M+n
+ ROO• + H+
Antioxidantes doam átomos de hidrogênio aos radicais que são formados para retorná-los à sua estrutura original.
Controle da vida útil através do equilíbrio entre o prodegradante e o antioxidante.

16. Bibliografia Selecionada
J-F Tung, D. M. Wiles, B. E. Cermak, J. G. Gho & C. W. J. Hare, “Totally Degradable Polyolefin Products”
Addcon World, Prague, RAPRA Publishing, p. 17, (1999).
N. C. Billingham, D. M. Wiles, B. E. Cermak, J. G. Gho. C. W. J. Hare, & J-F Tung, “Controlled – Lifetime
Environmentally Degradable Plastics based on Conventional Polymers”, Addcon World, Basel, RAPRA
Publishing, p. 6, (2000).
D. M. Wiles, “Oxo-biodegradable Polyolefins”, “Biodegradable Polymers for Industrial Applications” Ray
Smith(ed), CRC Press (2005)
G. Swift and D. M. Wiles, “Biodegradable and Degradable Polymers and Plastics in Landfill Sites” in
Encyclopedia of Polymer Science and Technology, J. I. Kroschwitz ed., John Wiley & Sons, (2004)
E. Chiellini, A. Corti and G. Swift, “Biodegradation of Thermally Oxidized, Fragmented Low Density
Polyethylenes”, Polym. Deg. Stab. 81, 341, (2003)
R. Arnaud, P. Dabin, J. Lemaire, S Al-Malaika, S, Choban, M. Coker, G. Scott, A. Fauve & A. Maarsooufi
“Photooxidation and Biodegradation of Commercial Photodegradable Polyethylenes”, Polym. Deg. Stab. 46,
211, (1994)
B. Raninger, G. Steiner, D. M. Wiles & C. W. J. Hare, “Tests on Composting of Degradable Polyethylene in
Respect to the Quality of the End – Product Compost” in Microbiology of Composting, H. Insam, S.
Klammer & N. Riddich eds., Springer-Verlag, Berlin, p. 299, (2002)
I. Jakubowicz, “Evaluation of Biodegradable Polyethylene”, Polym. Deg. Stab. 80, 39, (2003)
www.oxobio.org and references therein