INCORPORACIÓN DE ZEOLITAS EN ESPUMAS BIODEGRABLES. EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES FINALES

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

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros (SAP 2023); 2023

INTEMA (UNMdP - CONICET)

En la actualidad, aluminosilicatos como las zeolitas y ciertas arcillas, como la montmorillonita, comenzaron a cobrar relevancia en el desarrollo de materiales activos. Esto se debe a su capacidad de secuestrar compuestos, 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 de contaminantes 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 efectos en las propiedades mecánicas, densidad aparente y morfología, para futuros desarrollos de materiales activos para el envasado de alimentos y de materiales adsorbentes para la remoción de contaminantes del agua. Las propiedades 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 de las muestras con un calibre digital (± 0.01 mm).En el ensayo estático de compresión, se observó que el módulo elástico prácticamente no varía en comparación 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 medida que aumenta la concentración de zeolitas en la espuma, obteniendo valores entre 1.42 – 2.48 MPa. Una tendencia 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 la compresión son comparables con los de espumas poliméricas tradicionales, como el poliestireno expandido/extrudido (0.05 – 0.14 MPa)[3] y el poliuretano expandido (0.20 – 0.40 MPa)[4]. Estos resultados están alineados con algunos trabajos que reportan el uso de zeolitas como cargas inorgánicas para mejorar las propiedades mecánicas de materiales compuestos [5]. La densidad aparente de las espumas varió entre 0.12 – 0.17 g/cm3, aunque las diferencias entre muestras no fueron estadísticamente significativas. Estos valores están dentro del rango de los valores de densidad aparente reportados para las espumas poliméricas comerciales mencionadas anteriormente (0.02 – 0.70 g/cm3)[6].Como conclusión, el agregado de zeolitas demostró tener un efecto de refuerzo en las espumas modificadas con concentraciones superiores a 0.4 %p/V, obteniendo espumas con propiedades mecánicas comparables a las de las espumas comerciales más utilizadas. Los valores de densidad aparente obtenidos son aptos para aplicaciones que requieren de materiales livianos, como la industria del packaging y los materiales aislantes de construcción. Finalmente, los materiales obtenidos tienen potencial de aplicación como materiales activos para el envasado de alimentos y materiales adsorbentes de contaminantes presentes en el agua.