Utilização do poli(hidroxibutirato) (PHB) na liberação controlada de agroquímicos

Abstract

Sistemas poliméricos vêm ganhando destaque nos estudos de liberação controlada de compostos ativos. Estes sistemas liberam o composto ativo quando e onde se faz necessário com um nível de concentração suficiente para gerar o efeito esperado, apresentando vantagens sobre os produtos convencionais, pois minimizam os efeitos de superdosagem e poluição ambiental. A utilização de polímeros biodegradáveis para essa aplicação vem atraindo a atenção de pesquisadores devido as suas propriedades de degradação e em função da biocompatibilidade e capacidade de dissolução no interior dos organismos. O presente trabalho visa o desenvolvimento de sistemas poliméricos de poli(hidroxibutirato) (PHB) que possam servir como controladores de liberação de agroquímicos do tipo NPK – compostos por sais de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) – de forma a minimizar os impactos ambientais decorrentes da utilização dos mesmos. Foram preparados dois tipos de sistema para o estudo, um contendo uma interação direta entre o polímero e o composto ativo, e outro onde o NPK foi incorporado em uma nanopartícula. A obtenção dos diferentes sistemas foi realizada em um misturador interno no estado fundido. Esses sistemas foram então avaliados quanto as suas propriedades físicas e químicas através de análises térmicas, dinâmico-mecânicas e quanto à eficiência na redução da taxa de liberação e biodegradação. O encapsulamento do agroquímico pela matriz se mostrou bastante eficaz, ocorrendo uma grande redução no teor liberado em ambos os sistemas estudados, sendo que diferentes perfis de liberação foram obtidos dependendo da interface de contato com o polímero. As diferentes propriedades obtidas nos dois sistemas indicam que a presença do agroquímico em contato direto com a matriz leva a uma degradação do polímero afetando suas propriedades. Possivelmente, durante o processamento os componentes do NPK interagem com a estrutura molecular do PHB. Já no sistema em que a nanopartícula está em contato com a matriz, os compostos se encontram entre as lamelas da mesma, ocorrendo uma manutenção de suas propriedades. A taxa com que os componentes são liberados está diretamente ligada às propriedades dos diferentes sistemas. O sistema que possui um maior teor de degradação apresenta um menor controle sobre a liberação dos compostos. Possivelmente, as propriedades dinâmico-mecânicas auxiliam para que esses componentes se fixem melhor a matriz, havendo assim uma relação entre propriedades e taxa de liberação. A biodegradação do material em solo ocorreu independente do sistema. Num primeiro momento o material é colonizado por microrganismos e após esse período ocorre o consumo da matriz, indicando que o componente pode ser liberado com maior controle.