Elaboración y evaluación de un biocomposito a base de polisuccinimida en diversos grados de hidrofilicidad

Abstract

"La producción mundial de plásticos (termoplásticos, termoestables, elastómeros, adhesivos, revestimientos y selladores) fue de aproximadamente 348 millones de toneladas en 2017 y alcanzó 359 millones de toneladas en 2018. Aproximadamente entre el 95% y el 99% del material plástico se fabrica a partir de fuentes no renovables en industrias petroquímicas. Sin embargo, el plástico no puedo sufrir degradación física, química y biológica y, finalmente, conduce a un aumento de residuos. Esta problemática aunada al agotamiento de las fuentes del petróleo para sus diversos usos ha conducido a la búsqueda y el desarrollo de materiales de empaques provenientes de fuentes alternativas que resulten amigables con el medio ambiente. Múltiples estudios se han conducido en este sentido, teniendo como principal limitante para la sustitución de los polímeros derivados del petróleo, el que sus propiedades mecánicas y de barrera aún se encuentren muy por debajo del desempeño necesario para satisfacer los requerimientos que la industria del envasado alimentario requiere. En este sentido el presente trabajo tiene como objetivo el evaluar las propiedades mecánicas y de barrera que un material a base de polisuccinimida y almidón empleando diferentes tipos de agentes plastificantes. Se elaboraron bioplásticos a base de polisuccinimida, almidón, microcelulosa en diferentes grados de acetilación y aceite esencial de orégano adicionando dos agentes plastificantes de diferente grado de hidrofilicidad (glicerol y polietilenglico). Las probetas fueron elaboradas mediante procesos de extrusión y termoconformado, posteriormente se caracterizaron químicamente mediante FTIR y se valoró su grado de sustitución. En base a su desempeño se realizaron estudios de propiedades mecánicas y respuesta a la permeabilidad al vapor de agua. De la caracterización química se apreciaron las bandas representativas de los materiales base utilizados, destacándose la banda cercana a los 3200 cm-1 representativa de los grupos hidroxilo, la cual presentó ensanchamientos y corrimientos atribuibles a la interacción de los constituyentes del biocomposito mediante la formación de puentes de hidrógeno, así como una señal de baja intensidad a los 1717 cm-1 que evidencia la presencia de grupos acetilo presentes en la muestra. En cuanto a las propiedades de barrera, la permeabilidad al vapor de agua se redujo significativamente en la muestra que contiene microcelulosa a 1 y 3 h de acetilación alcanzando valores de 6.054*10-5 (g/s m Pa) con respecto al testigo sin acetilar. Respecto a las propiedades mecánicas se reportó una tensión a la ruptura de 0.0845 Mpa, con un módulo de elasticidad de 0.0284 MPa, para la muestra y un porciento de elongación de 1.6000%, para la muestra de 5 h de acetilación"