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Preparación y caracterización de almidón de mandioca termoplástico combinado con poli (ácido láctico): Estudio del comportamiento producido por el agregado de grafeno como material de carga
Anibal Ricardo Bher Carlos Enrique Schvezov Rafael Auras
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
El poli (ácido láctico) (PLA) y el almidón de mandioca son biopolímeros derivados de fuentes renovables y biodegradables con adecuadas propiedades para ser utilizados en el área de envases para alimentos, insumos médicos y agricultura. El creciente interés por mezclas de PLA y almidón de mandioca termoplastificado (TPCS) requiere que sus propiedades sean caracterizadas y analizadas para poder adaptarlas a las diversas aplicaciones. Además, la incorporación de nanopartículas como material reforzante es un área de investigación de importantes avances en la actualidad, buscando mejorar las propiedades de las mezclas poliméricas. El objetivo de esta tesis fue el desarrollo y la caracterización de mezclas de PLA, TPCS y nanoplacas de grafeno (GRH) utilizando el método de funcionalización reactiva; y el análisis de la biodegradabilidad en condiciones simuladas de compostaje. Las mezclas, física (PLA-TPCS), funcionalizada (PLA-g-TPCS) y nanoreforzada (PLA-g-TPCS-GRH), fueron desarrolladas por sistema lote con un mezclador y por extrusión de tornillo doble. Los films fueron desarrollados por prensado a alta temperatura y extrusión de tornillo simple. El procesamiento por extrusión de tornillo doble fue el más eficiente desde el punto de vista de la calidad del grado de mezclado de las mezclas obtenidas; como así también, la extrusión de tornillo simple en cuanto a la producción de los films. La funcionalización reactiva disminuyó la tensión interfacial entre el PLA y el TPCS, observándose la presencia de pequeños dominios de TPCS en la mezcla funcionalizada, a diferencia de la escasa compatibilización obtenida en la mezcla física. Además, la mezcla funcionalizada exhibió un mejor comportamiento desde el punto de vista de las propiedades mecánicas que la mezcla física. La incorporación de GRH a la mezcla funcionalizada de PLA y TPCS resultó en un material con mejores propiedades mecánicas y una disminución de la permeabilidad al oxígeno respecto de films de PLA y PLA-g-TPCS. Las GRH no mostraron una gran dispersión en la matriz de PLA-g-TPCS-GRH, observándose la presencia de aglomeraciones con escasa exfoliación. El mecanismo de “Crack-bridging” fue identificado como el responsable del comportamiento mecánico de los films en presencia de las GRH. La biodegradación de los films desarrollados se evaluó en condiciones simuladas de compostaje utilizando un respirómetro de medición directa. El estudio se realizó utilizando dos medios como sustrato: compost y vermiculita inoculada. El PLA alcanzó valores de mineralización de alrededor de 60% a día 120 en vermiculita inoculada y a día 60 en compost. Con una degradación de tipo hidrolítica durante el primer mes de la prueba, evidenciado por una reducción significativa del peso molecular. Para la muestra física se pudo observar, en compost, el desarrollo del efecto priming debido a las condiciones ofrecidas por dicho sustrato. En general, la fase de TPCS presentó una alta tasa de biodegradación y un alto % de mineralización en ambos sustratos. Las muestras de PLA-GRH tuvieron comportamientos disímiles según la carga de GRH utilizada, afectando la duración de la etapa de degradación hidrolítica, principalmente en compost. Las mezclas de PLA-g-TPCS-GRH mostraron una evidente fase de retardo en comparación con la mezcla sin GRH. La funcionalización reactiva del PLA con TPCS ha sido una metodología efectiva para el desarrollo de mezclas de base biológica; como así también las mezclas nanocompuestas obtenidas por agregado de GRH. Los films desarrollados han mostrado un comportamiento adecuado desde el punto de vista de sus propiedades y de su grado de biodegradabilidad demostrando que pueden ser una opción a los materiales derivados del petróleo actualmente en el mercado.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
Biopolimeros; Biodegradable; Nanorefuerzo; Compostable; Compatibilizacion Reactiva; Ingeniería de los Materiales; INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2019 | CONICET Digital (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2019-03-29
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