INVESTIGADORES
GOÑI Maria Laura
congresos y reuniones científicas
Título:
RECUBRIMIENTO DE PLA EN ESPUMAS BIODEGRADABLES. RELACIÓN ESTRUCTURA-PROPIEDADES
Autor/es:
LUJAN, LAUTARO; MARTINI, RAQUEL E.; GOÑI, MARIA L.
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros (SAP 2023); 2023
Institución organizadora:
INTEMA (UNMdP - CONICET)
Resumen:
En los últimos años, se concentraron esfuerzos en el desarrollo de espumas poliméricas bio-basadas debido a la necesidad de encontrar alternativas sostenibles para reemplazar las espumas tradicionales, como las espumas de poliuretano o el poliestireno expandido/extrudido (EPS/XPS). Sin embargo, los materiales basados en celulosa presentan algunas desventajas, como su elevada sensibilidad frente al agua y su baja resistencia mecánica, que dificultan su escalado industrial [1]. En un trabajo previo [2], se desarrollaron diferentes formulaciones de un dip-coating de ácido poliláctico (PLA), que fueron aplicadas sobre espumas de celulosa y celulosa/quitosano, y que demostraron disminuir la sensibilidad del material frente al agua y mejorar sus propiedades mecánicas en estático. En el presente trabajo, se investigó la morfología de las espumas recubiertas con tres formulaciones de PLA/cloroformo (5, 15 y 25%p/v) mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Además, se realizó un ensayo de conductividad térmica para la formulación de 5%p/V y se efectuó un análisis dinámico-mecánico (DMA), para evaluar el comportamiento de las espumas en función de la humedad relativa.Mediante SEM, se observó que la distribución del PLA en el volumen de la espuma varió en función de la formulación del recubrimiento. Las espumas recubiertas con la solución más concentrada (25%p/V) exhibieron una capa gruesa de PLA depositada en el exterior de la espuma, dejando una cantidad importante de fibras de celulosa sin recubrir en el interior. Esto implicó una mayor hidrofobización superficial (mayor ángulo de contacto), aunque un peor desempeño en ensayos de absorción de agua, ya que las imperfecciones presentes en dicha capa permitían el acceso del agua a las fibras desprotegidas. Las espumas recubiertas con la solución más diluida (5%p/V) presentaron una menor hidrofobicidad superficial, pero una marcada disminución en la absorción de agua, ya que se logró una mayor protección de las fibras en el interior de la espuma. Estas espumas también exhibieron un mejor comportamiento mecánico: el módulo elástico aumentó porque las fibras recubiertas con PLA tenían una movilidad reducida, lo cual hizo que se comportaran de manera más rígida frente a una carga externa. Por medio del DMA se comprobó que existe una relación inversa entre el módulo elástico de almacenamiento (E’) y la humedad relativa (%HR). Se pudo corroborar que las espumas recubiertas con PLA exhibieron valores más altos de módulo elástico a cualquier humedad relativa, lo cual coincide con lo observado en los ensayos realizados en estático. Además, todas las curvas de E’ vs. %HR tuvieron una pendiente similar, lo que sugiere que las espumas estudiadas se comportaron de manera similar frente a la humedad ambiental. La incorporación de PLA y quitosano en su formulación, no logró inhibir completamente la adsorción de vapor de agua en la superficie de las fibras de celulosa. Este resultado era esperable ya que la mojabilidad de las espumas estudiadas era intermedia (ángulo de contacto: 76 – 94°). Las conductividades térmicas de las espumas recubiertas con PLA (0.034 – 0.036 W/mK) fueron similares a las de sus respectivos blancos (0.035 – 0.038 W/mK), lo cual sugiere que el recubrimiento no modificó significativamente la capacidad de aislación térmica de estos materiales. Además, los valores obtenidos son comparables con los de los materiales aislantes térmicos tradicionales.En conclusión, los resultados del análisis morfológico permitieron dar un sustento a los resultados obtenidos en 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 las espumas.