RECUBRIMIENTO DE PLA EN ESPUMAS BIODEGRADABLES. RELACIÓN ESTRUCTURA-PROPIEDADES.

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

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros; 2023

INTEMA (UNMdP-CONICET)

En los últimos años, se concentraron esfuerzos en el desarrollo de espumas poliméricas bio-basadas debido ala necesidad de encontrar alternativas sostenibles para reemplazar las espumas tradicionales, como lasespumas de poliuretano o el poliestireno expandido/extrudido (EPS/XPS). Sin embargo, los materiales basadosen celulosa presentan algunas desventajas, como su elevada sensibilidad frente al agua y su baja resistenciamecánica, que dificultan su escalado industrial [1]. En un trabajo previo [2], se desarrollaron diferentesformulaciones de un dip-coating de ácido poliláctico (PLA), que fueron aplicadas sobre espumas de celulosa ycelulosa/quitosano, y que demostraron disminuir la sensibilidad del material frente al agua y mejorar suspropiedades mecánicas en estático. En el presente trabajo, se investigó la morfología de las espumasrecubiertas con tres formulaciones de PLA/cloroformo (5, 15 y 25%p/v) mediante microscopía electrónica debarrido (SEM). Además, se realizó un ensayo de conductividad térmica para la formulación de 5%p/V y seefectuó un análisis dinámico-mecánico (DMA), para evaluar el comportamiento de las espumas en función dela humedad relativa.Mediante SEM, se observó que la distribución del PLA en el volumen de la espuma varió en función de laformulación del recubrimiento. Las espumas recubiertas con la solución más concentrada (25%p/V) exhibieronuna capa gruesa de PLA depositada en el exterior de la espuma, dejando una cantidad importante de fibras decelulosa sin recubrir en el interior. Esto implicó una mayor hidrofobización superficial (mayor ángulo decontacto), aunque un peor desempeño en ensayos de absorción de agua, ya que las imperfecciones presentesen dicha capa permitían el acceso del agua a las fibras desprotegidas. Las espumas recubiertas con la soluciónmás diluida (5%p/V) presentaron una menor hidrofobicidad superficial, pero una marcada disminución en laabsorción de agua, ya que se logró una mayor protección de las fibras en el interior de la espuma. Estasespumas también exhibieron un mejor comportamiento mecánico: el módulo elástico aumentó porque las fibrasrecubiertas con PLA tenían una movilidad reducida, lo cual hizo que se comportaran de manera más rígidafrente a una carga externa. Por medio del DMA se comprobó que existe una relación inversa entre el móduloelástico de almacenamiento (E’) y la humedad relativa (%HR). Se pudo corroborar que las espumas recubiertascon PLA exhibieron valores más altos de módulo elástico a cualquier humedad relativa, lo cual coincide con loobservado en los ensayos realizados en estático. Además, todas las curvas de E’ vs. %HR tuvieron unapendiente similar, lo que sugiere que las espumas estudiadas se comportaron de manera similar frente a lahumedad ambiental. La incorporación de PLA y quitosano en su formulación, no logró inhibir completamentela adsorción de vapor de agua en la superficie de las fibras de celulosa. Este resultado era esperable ya quela mojabilidad de las espumas estudiadas era intermedia (ángulo de contacto: 76 – 94°). Las conductividadestérmicas de las espumas recubiertas con PLA (0.034 – 0.036 W/mK) fueron similares a las de sus respectivosblancos (0.035 – 0.038 W/mK), lo cual sugiere que el recubrimiento no modificó significativamente la capacidadde aislación térmica de estos materiales. Además, los valores obtenidos son comparables con los de losmateriales aislantes térmicos tradicionales.En conclusión, los resultados del análisis morfológico permitieron dar un sustento a los resultados obtenidosen el trabajo anterior, y permitieron elucidar la relación estructura-propiedades para estos materiales. Además,el DMA permitió entender cómo se comportan estos materiales en distintos entornos de humedad relativa.Finalmente, se comprobó que el recubrimiento de PLA no modificó la capacidad de aislación térmica de lasespumas.