Morfología y microestructura de nanocompuestos a partir de PHB y arcillas.

A. BOTANA; M. MOLLO; R. M. TORRES SÁNCHEZ; P. EISENBERG

INTI Migueletes, San Martin, Buenos Aires

Jornada; 6tas Jornadas de Desarrollo e innovación Tecnología; 2007

INTI

Los materiales plásticos son utilizados en la vida cotidiana en diversas aplicaciones como envases, productos de higiene, limpieza, etc. Los plásticos convencionales más utilizados (polietileno, polipropileno entre otros) son principalmente derivados del petróleo. Hasta la década del 60, la industria del plástico era apenas asociada con problemas ambientales relacionados con procesos de producción, que en principio podían ser controlados con mantenimiento eficiente y tecnologías adecuadas. Entretanto, el gran crecimiento en el consumo de plásticos, acelerado por el creciente uso de descartables y productos de ciclo de vida corto, terminó por transformar los propios productos plásticos en un problema ambiental, al generar enormes volúmenes de basura que se degradan muy lentamente, tienen un impacto visual muy negativo y cuya descomposición gradual, en ciertos casos, origina sustancias nocivas o muy duraderas. Todo esto provoca serios problemas ambientales, agudizados en los grandes centros urbanos [1]. Para minimizar el problema ambiental generado por los plásticos convencionales, los polímeros biodegradables emergen como un posible paliativo. Dentro de este grupo de polímeros se encuentran los polihidroxialcanoatos(PHA). El polihidroxibutirato (PHB) es uno de los PHA`s biodegradables más conocidos. El PHB es un poliéster termoplástico de origen bacteriano obtenido bajo condiciones de estrés nutricional en el medio de cultivo, como por ejemplo deficiencia de nutrientes tales como nitrógeno, fósforo uoxígeno en presencia de una fuente en exceso de carbono y energía. Se acumula en el citoplasma dentro de gránulos, y representa para el microorganismo una reserva de carbono y poder ventaja ofrecida por ser un material biodegradable, la aplicación práctica del PHB está limitada por su fragilidad y por una ventana de procesamiento estrecha [3]. En la actualidad, se está realizando una intensa investigación en el estudio de las propiedades térmicas y mecánicas de nanocompuestos con matrices poliméricas [4-6].os nanocompuestos son una generación de materiales plásticos que ha aparecido en los últimos años, con propiedades finales muy interesantes para su aplicación en distintossectores industriales. Estos nuevos materiales están basados en la incorporación de nuevos aditivos minerales con dimensiones nanométricas, capaces de proporcionar propiedades mejoradas al material plástico, basadas principalmente en su morfología y estructura. Una de las tecnologías de materiales nanocompuestos poliméricos, en la actualidad, está basada en la utilización de silicatos laminares o arcillas (tipo esmectita). La pequeña ,cantidad de refuerzo utilizada permite trabajar con los mismos equipos de procesado que lospolímeros. En el caso particular de los nanocompuestos de matriz polimérica y arcilla, se encuentra suficientemente documentado que la arcilla en pequeñas cantidades (5-10% en peso) con estructura exfoliada, es decir con las laminillas separadas unas respecto de las otras, ofrece los mayores beneficios en los cambios en las propiedades, respecto del polímero base [5, 7, 8, 9]. La estructura exfoliada depende de la compatibilidad arcilla – polímero y de las condiciones de procesamiento. Resulta de interés, entonces, estudiar el efecto del agregado de diferentes arcillas a matrices poliméricas biodegradables, como el PHB.[1]. Para minimizar el problema ambiental generado por los plásticos convencionales, los polímeros biodegradables emergen como un posible paliativo. Dentro de este grupo de polímeros se encuentran los polihidroxialcanoatos(PHA). El polihidroxibutirato (PHB) es uno de los PHA`s biodegradables más conocidos. El PHB es un poliéster termoplástico de origen bacteriano obtenido bajo condiciones de estrés nutricional en el medio de cultivo, como por ejemplo deficiencia de nutrientes tales como nitrógeno, fósforo uoxígeno en presencia de una fuente en exceso de carbono y energía. Se acumula en el citoplasma dentro de gránulos, y representa para el microorganismo una reserva de carbono y poder ventaja ofrecida por ser un material biodegradable, la aplicación práctica del PHB está limitada por su fragilidad y por una ventana de procesamiento estrecha [3]. En la actualidad, se está realizando una intensa investigación en el estudio de las propiedades térmicas y mecánicas de nanocompuestos con matrices poliméricas [4-6].os nanocompuestos son una generación de materiales plásticos que ha aparecido en los últimos años, con propiedades finales muy interesantes para su aplicación en distintossectores industriales. Estos nuevos materiales están basados en la incorporación de nuevos aditivos minerales con dimensiones nanométricas, capaces de proporcionar propiedades mejoradas al material plástico, basadas principalmente en su morfología y estructura. Una de las tecnologías de materiales nanocompuestos poliméricos, en la actualidad, está basada en la utilización de silicatos laminares o arcillas (tipo esmectita). La pequeña ,cantidad de refuerzo utilizada permite trabajar con los mismos equipos de procesado que lospolímeros. En el caso particular de los nanocompuestos de matriz polimérica y arcilla, se encuentra suficientemente documentado que la arcilla en pequeñas cantidades (5-10% en peso) con estructura exfoliada, es decir con las laminillas separadas unas respecto de las otras, ofrece los mayores beneficios en los cambios en las propiedades, respecto del polímero base [5, 7, 8, 9]. La estructura exfoliada depende de la compatibilidad arcilla – polímero y de las condiciones de procesamiento. Resulta de interés, entonces, estudiar el efecto del agregado de diferentes arcillas a matrices poliméricas biodegradables, como el PHB.