Two major obstacles to utilizing polyhydroxybutyrate (PHB)—a biodegradable and biocompatible polymer—in commercial applications are its low tensile yield strength (<10 MPa) and elongation at break (~5%). In this work, we investigated the modification of the mechanical properties of PHB through the use of a variety of bio-derived additives. Poly(lactic acid) (PLA) and sugarcane-sourced cellulose nanocrystals (CNCs) were proposed as mechanical reinforcing elements, and epoxidized canola oil (eCO) was utilized as a green plasticizer. Zinc acetate was added to PHB and PLA blends in order to improve blending. Composites were mixed in a micro-extruder, and the resulting filaments were molded into 2-mm sheets utilizing a hot-press prior to characterization. The inclusion of the various additives was found to influence the crystallization process of PHB without affecting thermal stability. In general, the addition of PLA and, to a lesser degree, CNCs, resulted in an increase in the Young’s modulus of the material, while the addition of eCO improved the strain at break. Overall, samples containing eCO and PLA (at concentrations of 10 wt %, and 25 wt %, respectively) demonstrated the best mechanical properties in terms of Young’s modulus, tensile strength and strain at break.

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RESUMO O poliestireno expandido (EPS) é um polímero reciclável amplamente utilizado na fabricação de embalagens para isolamento acústico, proteção de bens de consumo duráveis e na indústria da construção civil. O PS é facilmente reciclável com o aumento da temperatura, podendo dar origem a novos materiais. Entretanto suas propriedades térmicas podem ser afetadas, principalmente se acrescidos de fibras naturais. Diante desse contexto, esse trabalho tem como objetivo estudar as propriedades térmicas dos compósitos de poliestireno reciclado reforçados com fibra de celulose do bagaço de cana-de-açúcar. Os compósitos de PS reciclados contendo 10 e 20% (m/m) de celulose de bagaço foram obtidos por extrusão e caracterizados por análise térmica: Análise Termogravimétrica (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Dinâmico-Mecânica (DMA) e Temperatura de Deflexão Térmica (HDT). Os resultados mostraram que as fibras ricas em lignina residual atuaram como reforço melhorando a rigidez do material com a adição das fibras, bem como promoveram o aumento da temperatura de deflexão térmica. Já a estabilidade térmica dos compósitos é intermediária entre a fibra e matriz, diminuindo com o aumento do teor de fibras. Portanto, conclui-se que a utilização de EPS como matriz na obtenção de compósitos reforçados com fibras naturais é viável e sugere o uso deste resíduo como uma excelente alternativa para o setor de reciclagem.