O mundo dos polímeros naturais

Tudo o que nos rodeia é formado por polímeros, ou seja, compostos químicos constituídos por muitas unidades repetitivas (os chamados monómeros). Desde as embalagens, passando pelos têxteis, até aos elementos estruturais. Dividem-se em polímeros sintéticos e polímeros naturais. Entre os polímeros sintéticos incluem-se, entre outros, polietileno (PE), polipropileno (PP), ácido poliláctico (PLA), politereftalato de etileno (PET) e muitos mais.

A diferença entre os polímeros naturais e os sintéticos é que os polímeros sintéticos são produzidos graças à intervenção do ser humano, enquanto os polímeros naturais se encontram na natureza de forma natural. Podem ser encontrados tanto em organismos vegetais como animais, onde atuam como material estrutural, substância protetora ou reserva de energia, ou em microrganismos. Estão presentes em muitos produtos que usamos diariamente, desde fibras na roupa até embalagens biodegradáveis. E, nas últimas décadas, o interesse pelos polímeros naturais cresceu significativamente devido à pressão para reduzir o impacto ambiental dos plásticos convencionais e para aproveitar recursos renováveis.

Mas o que é exatamente um polímero natural?

Aos polímeros naturais são atribuídos quatro grupos de compostos: os polissacarídeos, as proteínas, os ácidos nucleicos e o látex (borracha natural).

Os polissacarídeos são os polímeros naturais mais abundantes e amplamente distribuídos na natureza. São formados por moléculas de açúcares simples, e alguns exemplos são:

• a celulose, que constitui o componente principal das paredes celulares das plantas; é composta por entre uma dúzia e várias centenas de milhares de unidades de glucose;
• o amido, polissacarídeo formado por amilose e amilopectina que atua como substância de reserva energética nos vegetais; o principal hidrato de carbono na dieta humana, que é utilizado como agente espessante e estabilizador em numerosos produtos, desde molhos até sobremesas;
• a quitina, que forma os exoesqueletos dos insetos e crustáceos. A partir da quitina pode obter-se quitosano através de uma desacetilação parcial, o que aumenta a sua solubilidade em água e permite a sua utilização na medicina, cosmética e indústria alimentar;
• a pectina, que é utilizada como agente gelificante e emulsionante. As fontes mais ricas em pectina são as cascas de frutos cítricos (laranjas, limões, toranjas), que contêm aproximadamente 20-30 % de matéria seca.

Outros polissacarídeos, um pouco menos comuns, são carragenina, ágar, xantana, alginato e inulina.

Um polímero natural que não se classifica nem como polissacarídeo nem como proteína é a goma natural (látex). É um material obtido principalmente da Hevea brasiliensis, a árvore-da-borracha.

No entanto, na literatura também se pode encontrar outra classificação dos polímeros naturais: os de origem vegetal e os de origem animal.

Os polímeros naturais são, sem dúvida, extraordinários e têm muitas vantagens em comparação com os sintéticos. A sua biodegradabilidade é uma das suas principais forças: materiais como a celulose, o amido ou a quitina podem degradar-se naturalmente no ambiente através da ação de microrganismos, reduzindo assim a acumulação de resíduos plásticos. Embora alguns biopolímeros sintéticos, como o PLA, sejam compostáveis, nem sempre se degradam completamente em condições naturais, o que limita a sua sustentabilidade a longo prazo. Além disso, são biocompatíveis, pelo que são candidatos ideais para aplicações biomédicas, farmacêuticas ou alimentares.

Outro aspeto muito importante que se destaca entre as suas vantagens é que provêm de fontes renováveis, o que contribui para a sustentabilidade ambiental. Isto permite reduzir a dependência de recursos fósseis e minimizar a pegada de carbono.

Infelizmente, também apresentam algumas desvantagens importantes que não lhes permitem substituir completamente os materiais convencionais. Os polímeros artificiais (sintéticos) são mais resistentes do que os naturais no que diz respeito às propriedades térmicas e mecânicas. Esta superioridade deve-se ao facto de, nos polímeros sintéticos, ser possível otimizar o comprimento das cadeias, a densidade de reticulação e a distribuição dos monómeros, o que permite obter materiais com propriedades previsíveis e uniformes. (modificação química – que não há modificação)

Quais são as aplicações dos polímeros naturais?

1. Na indústria alimentar, tanto como alimentos ou aditivos do tipo espessantes, géis e revestimentos comestíveis, como por exemplo a pectina e o ágar.
2. No packaging, os polímeros naturais são utilizados no fabrico de filmes biodegradáveis, revestimentos comestíveis e embalagens rígidas à base de celulose ou amido. Também são utilizados em soluções de embalagem ativa, por exemplo, com quitosano ou proteínas, para melhorar a barreira e prolongar a vida útil dos alimentos.
3. Na indústria têxtil e papeleira, a celulose é um excelente exemplo. É o componente principal das fibras vegetais como o algodão e o linho, e também é utilizada para a produção de fibras artificiais como a viscose, o acetato e o lyocell, ou no fabrico de papel.
4. Na medicina e indústria farmacêutica, onde são utilizados para materiais de cicatrização, regeneração de tecidos (quitina), suturas cirúrgicas, implantes e sistemas de libertação de fármacos.
5. Na cosmética, onde, por exemplo, o alginato e o quitosano são utilizados em géis hidratantes e cremes porque retêm água e formam películas humectantes sobre a pele, ajudando a manter a hidratação durante mais tempo. Além disso, polímeros como a pectina ou a gelatina podem encapsular antioxidantes,

Na AIMPLAS, há muitos anos que trabalhamos no processamento e na funcionalização de polímeros naturais, recorrendo a uma ampla variedade de tecnologias (como compounding, extrusão e injeção) e a diferentes métodos de obtenção de revestimentos, o que inclui também o trabalho com suspensões. Os materiais obtidos são versáteis e aplicam-se tanto na indústria de embalagens como no setor agrícola.