Incorporación de zeolitas en espumas biodegradables. Efecto sobre las propiedades finales

LUJAN, LAUTARO; GOÑI, MARÍA L.; MARTINI, RAQUEL E.

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros; 2023

INTEMA (UNMdP-CONICET)

En la actualidad, aluminosilicatos como las zeolitas y ciertas arcillas, como la montmorillonita, comenzaron acobrar relevancia en el desarrollo de materiales activos. Esto se debe a su capacidad de secuestrarcompuestos, como el etileno (C2H4), que es el gas responsable de acelerar la respiración de frutas y verduras,y cuya acumulación conduce a una serie de defectos poscosecha que afectan a la vida útil de estos alimentos[1]. Además, se han reportado algunos desarrollos de materiales adsorbentes con zeolitas para remoción decontaminantes orgánicos [2].En el presente trabajo, se incorporaron diferentes cantidades de zeolitas (0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.2 y 1.6 %p/V)en la formulación de espumas biodegradables de celulosa/quitosano, con el objetivo de estudiar sus efectosen las propiedades mecánicas, densidad aparente y morfología, para futuros desarrollos de materiales activospara el envasado de alimentos y de materiales adsorbentes para la remoción de contaminantes del agua. Laspropiedades mecánicas fueron medidas mediante un ensayo de compresión uniaxial (23-5S INSTRON-Emic),mientras que la densidad aparente se determinó pesando con balanza analítica y midiendo las dimensiones delas muestras con un calibre digital (± 0.01 mm).En el ensayo estático de compresión, se observó que el módulo elástico prácticamente no varía encomparación con el blanco cuando la concentración va de 0.1 a 0.4 %p/V, manteniéndose alrededor de 0.90 –1.07 MPa. Sin embargo, entre 0.6 y 1.6 %p/V se observa un aumento apreciable de esta propiedad a medidaque aumenta la concentración de zeolitas en la espuma, obteniendo valores entre 1.42 – 2.48 MPa. Unatendencia similar se observa en la resistencia a la compresión del material (0.08 – 0.21 MPa) y en la tenacidad(40 – 101 kJ/m3) a medida que aumenta la concentración de zeolitas. Los valores obtenidos de resistencia a lacompresión son comparables con los de espumas poliméricas tradicionales, como el poliestirenoexpandido/extrudido (0.05 – 0.14 MPa)[3] y el poliuretano expandido (0.20 – 0.40 MPa)[4]. Estos resultadosestán alineados con algunos trabajos que reportan el uso de zeolitas como cargas inorgánicas para mejorarlas propiedades mecánicas de materiales compuestos [5]. La densidad aparente de las espumas varió entre0.12 – 0.17 g/cm3, aunque las diferencias entre muestras no fueron estadísticamente significativas. Estosvalores están dentro del rango de los valores de densidad aparente reportados para las espumas poliméricascomerciales mencionadas anteriormente (0.02 – 0.70 g/cm3)[6].Como conclusión, el agregado de zeolitas demostró tener un efecto de refuerzo en las espumas modificadascon concentraciones superiores a 0.4 %p/V, obteniendo espumas con propiedades mecánicas comparables alas de las espumas comerciales más utilizadas. Los valores de densidad aparente obtenidos son aptos paraaplicaciones que requieren de materiales livianos, como la industria del packaging y los materiales aislantesde construcción. Finalmente, los materiales obtenidos tienen potencial de aplicación como materiales activospara el envasado de alimentos y materiales adsorbentes de contaminantes presentes en el agua.