Resumen

La modificación de los componentes de los compuestos se ha propuesto como una herramienta para mejorar sus propiedades funcionales. En el presente trabajo se estudió la reticulación de una mezcla de almidón y cáscara de avena mediante extrusión reactiva con trimetafosfato sódico (STMP), para su aplicación en compuestos con ácido poliláctico (PLA). La mezcla tratada se caracterizó en cuanto a grado de sustitución, FT-IR y propiedades térmicas. Las mezclas nativas y modificadas se procesaron mediante moldeo por inyección, junto con PLA y glicerol. 

Se determinaron la microestructura, las propiedades mecánicas, la contracción, la densidad y las propiedades térmicas de los compuestos. Los resultados de FT-IR, el aumento del contenido de fósforo y la estabilidad térmica tras el tratamiento de la mezcla de almidón y fibra con STMP sugirieron la aparición de reticulación. En las micrografías electrónicas de los compuestos que contenían los componentes modificados se observó una mejor adhesión interfacial entre las cáscaras de avena y la matriz polimérica. Se observaron ligeras disminuciones de la resistencia a la tracción y del módulo en los compuestos modificados, lo que sugiere que la extrusión y la posterior molienda pueden haber roto algunas estructuras/enlaces.

INTRODUCCIÓN

Se han realizado varios estudios con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas y de barrera de los materiales de envasado biodegradables basados en almidón. Entre ellos, la mezcla de almidón con otros polímeros biodegradables es una de las opciones más comúnmente utilizadas. La disponibilidad comercial de algunas mezclas, especialmente almidón/PLA, demuestra el impacto de esta solución en la sustitución de polímeros no degradables y/o no renovables. Otra estrategia utilizada con el mismo objetivo es reforzar la estructura de la matriz polimérica mediante la adición de fibras lignocelulósicas, que pueden ser utilizadas en forma nativa, purificada o modificada. Se añadieron fibras nativas de coco, sisal, yute, caña de azúcar y cáscaras de avena a compuestos que contenían diferentes mezclas poliméricas biodegradables.

Las ventajas de las fibras lignocelulósicas, en comparación con las fibras tradicionales como las de vidrio, son principalmente su bajo costo, disponibilidad, diversidad de morfologías y biodegradabilidad. Esta última característica es de vital importancia al considerar el escenario de fin de vida de los materiales compuestos. Sin embargo, debido a su estructura hidrofílica, las fibras naturales pueden no demostrar una buena interacción con las matrices poliméricas. Además, este carácter hidrofílico puede contribuir al aumento de la absorción de agua de los compuestos, afectando negativamente sus propiedades mecánicas y estabilidad dimensional.

La modificación química de las fibras y/o matrices es una de las herramientas utilizadas para mejorar la compatibilidad con la mayoría de los poliésteres biodegradables y sus mezclas. Estas modificaciones permiten una mejor adherencia interfacial entre la fibra y la matriz, proporcionando una transferencia eficiente de esfuerzos para que se logre el efecto de refuerzo del material.

• Materias:Biocompuestos Almidón Extrusión Fibras Molde de inyección de polímeros
• Subjects:Biocomposites Starch Extrusion process Fibers Polymer injection mold
• Palabras claves:Biocompuestos; Extrusión reactiva; Fibras lignocelulósicas; Moldeo por inyección; Reticulación
• Keywords:Biocomposites; Reactive extrusion; Lignocellulosic fibers; Injection molding; Reticulation