Propiedades mecánicas y biodegradabilidad del LDPE con mezclas de ésteres de ácidos grasos de amilosa y almidón.

Introducciòn:

Los componentes biodegradables que contienen almidón pueden utilizarce de muchas maneras. El almidón nativo puede incorporarse a los plásticos no biodegradables como un aditivo, o el plástico puede ser extruido con el almidón para preparar un compuesto más biodegradable que el termoplástico puro o para aumentar la tasa de biodegradación del polímero sintetico. Además, el almidón se puede utilizar junto con plásticos sintéticos totalmente biodegradables, produciendo una mezcla biodegradable de bajo coste.

Todos los esfuerzos se han centrado en polietileno, que es el termoplástico más utilizado, especialmente para aplicaciones de embalaje. Su tasa de biodegradacion ha sido ampliamente estudiada por Albertsson.

Una forma de aumentar la compatibilidad en mezclas de almidón / polietileno es el uso de un compatibilizador que contiene grupos capaces de formar enlaces de hidrógeno con los grupos hidroxilo de almidón. Copolímeros de etileno / ácido acrílico (EAA) es un buen ejemplo debido a los enlaces de hidrógeno que se pueden formar con los grupos hidroxilo del almidón. Mezclas con un contenido de hasta 40-50% en peso de almidón se pueden preparar de esta forma.

La desventaja de estas mezclas es la pequeña tasa de biodegradación que presenta cuando contiene grandes cantidades de EAA.

EXPERIMENTACION.

El polietileno de baja densidad (Borealis) fue utilizado para aplicaciones de envasado con un índice de flujo de fusión de 2 g/10 min a 190 º C. El almidón contenido en la papa es utilizado

en la acilación, fue proporcionado (reacción de esterificación) por el INRA de Nantes, conteniendo 19% de amilosa y 81% de amilopectina. El maíz amilosa (70%) se adquirió de Sigma Chemical Co. El almidón y los ésteres de amilosa se prepararon como se describe en nuestro artículo de acuerdo con el método modificado de Mullen y Pacsu. Los ésteres son en lo sucesivo, siguiente: la octanoated, dodecanoated, y octadecanoated productos se indican con el prefijo OC, el DOD y el TOC, respectivamente. El almidón modificado o amilosa se indican por ST o AM, respectivamente.

El grado de sustitución se indica mediante un número en el final. Como un ejemplo, DODST2.7 significa dodecanoated almidón con un grado de sustitución de 2,7.

Mezcla en estado fundido.

LDPE se mezcla en estado fundido con la amilosa o ésteres de almidón en un modelo Reomixer Haake-Buchler 600, se arma con los patines y una mezcla cabeza con una capacidad volumétrica de 69 cm3. anterior a la mezcla de los ésteres, excepto deca-octanoated que tiene

bajo punto de fusión, se secaron durante la noche en un horno de vacío a 60 º C. posteriormente, los componentes se mezclaron previamente cuidando apropiadamente las cantidades y se introduce en el reomezclador. El mezclado se lleva a cabo a 170 ° C y 60 rpm durante 15 min. Para cada sistema de mezclas de LDPE / éster, Se utilizaron cinco diferentes niveles de ésteres, a saber, 10, 20, 30, 40, y 50% en peso.

Morfologia de la mezcla.

Para estudiar la morfología de las mezclas, se prepararon películas delgadas (alrededor de 130±5 µm de espesor cada una),en una prensa hidráulica a 160 ° C y una presión maxima de 150 bar. Con el fin de extraer el almidón o éster de amilosa de la mezcla, las películas se colocaron en matraces de 250 ml de fondo redondo y empapado durante 24 h con 100 ml de cloroformo, a temperatura ambiente. Después se lavaron las películas cuidadosamente con cloroformo y se secó en un horno de vacío.

CONCLUSIONES.

Una serie de LDPE / amilosa o mezclas de ésteres de almidón, se han preparado y estudiado extensamente por su comportamiento termomecánico y su biodegradabilidad.

Se encontró que incluso después de la esterificación de los polisacáridos, sus mezclas con LDPE tienen propiedades mecánicas satisfactorias a concentraciones más altas de éster. Esto es debido a la mala adhesión interfacial entre el LDPE y el éster, lo que resulta en un sistema incompatible.

La cantidad del éster en la mezcla desempeña un importante papel en el comportamiento viscoelástico de la mezcla, como se encontró en el estudio DMTA. Por este estudio, se detectaron algunas transiciones en ésteres puros y especialmente en ésteres octadecanoated, que no se pudo observar con la clásica Técnica de DSC. La velocidad de biodegradación de los compuestos es muy baja, debido principalmente a la baja velocidad de biodegradación de los ésteres puros.