Hidrofobización organocatalítica de nanofibras y nanocristales de celulosa para aplicaciones en materiales compuestos biodegradables

J. A. ÁVILA RAMÍREZ; M. L. FORESTI; P. CERRUTTI; M.E ERREA

Revista SAM: Asociación Argentina de Materiales

SAM

Año: 2018 vol. 2 p. 4 - 9

1668-4788

 RESUMENLa nanocelulosa bacteriana (BNC) por sus excelentes propiedadesmecánicas, alta relación superficie/volumen, biodegradabilidady pureza, resulta de interés para aplicaciones como refuerzo de matricespoliméricas. Sin embargo, la hidrofilicidad de las nanofibras decelulosa limita su uso como refuerzo de matrices hidrofóbicas, como,por ejemplo, el ácido poliláctico (PLA). Con el objetivo de mejorar lacompatibilidad entre el refuerzo y la matriz y promover la adecuadadispersión de las nanofibras en el PLA, se estudió la esterificación dela superficie de las nanofibras de celulosa bacteriana implementandouna ruta no convencional catalizada por α- hidroxiácidos (ácidos láctico,tartárico y cítrico) de origen natural. Como acilante se utilizó anhí-drido acético y se operó sin cosolventes agregados. La obtención dela BNC se llevó a cabo en cultivo estático usando una cepa de Gluconacetobacterxylinus y desechos agroindustriales como fuente decarbono. Se estudió la influencia del tipo de catalizador, el tiempo dereacción, la carga de catalizador y la temperatura de reacción sobreel grado de sustitución (GS) de la BNC, obteniéndose BNC con GScomprendidos entre 0.27 y 0.90. La mayor actividad catalítica se registróusando ácido cítrico. Debido a que se observó una ligera pérdidade cristalinidad en las muestras con DS superior a 0.75, se modificaronlas condiciones de reacción a efectos de limitar el GS al rangode 0.20 y 0.73. Se evaluó, también, la posibilidad de reutilizar el catalizador.Los resultados obtenidos estimularon la extensión de la rutade acetilación a nanocristales de celulosa vegetal (CNC). Variando lacarga de catalizador, se obtuvieron CNC con GS entre 0.18 y 0.34.Los materiales se caracterizaron por FTIR y RMN13C CP/MAS. Seconfirmó, además, que la acetilación no afectó la morfología (SEM) nila cristalinidad (DRX) aunque se evidenció una leve disminución de laestabilidad térmica (TGA) de los materiales acetilados.