Obtención de nanocelulosa a partir de corteza leñosa de Cereus Forbessi

CAMILO ORRABALIS; MARIEL TRINIDAD; DANIELA RODRÍGUEZ; RICARDO MARTÍNEZ GARCÍA

Bahía Grande

Congreso; IX CONGRESO ARGENTINO DE INGENIERÍA QUÍMICA; 2017

En los últimos años ha cobrado relevancia el uso de las fibras vegetales como sustituto de las artificiales en diversas aplicaciones industriales. Una de las razones es disminuir el impacto ambiental. En la región norte de Argentina existe una vegetación autóctona que puede ser fuente de materia prima para la obtención de nanomateriales a partir de las fibras vegetales, por ejemplo nanocelulosa. Las nanopartículas de celulosa son cristalinas, lo que le da propiedades que las hacen atractivas para su uso en la industria como refuerzo en materiales compuestos biopoliméricos. La nanocelulosa cristalina tiene un valor de modulo elástico axial mayor que el Kevlar y propiedades mecánicas que la sitúan en el rango de los materiales de refuerzo. Estas propiedades mecánicas se combinan con su baja densidad (1,6 g/cm3) y alta superficie reactiva con grupos -OH que facilitan su funcionalización mediante el enlace de otras especies químicas. Una de las posibles fuentes de nanocelulosa que hemos estudiado es el Cereus forbesii, un cactus que abunda en la región Oeste de Formosa. En este trabajo se reporta la síntesis de nanocelulosa a partir de la corteza leñosa de esta especie vegetal usando un método simple. Dicho método consta de varios pasos: separación de la parte de la planta a ser usada, molienda y tratamiento químico. La separación elimina la pulpa externa e interna y selecciona la corteza leñosa. La estabilización de la misma se realiza por deshidratación total en un horno (80 ± 2 ºC), durante 8 horas, conformando una única muestra. La molienda de la corteza leñosa deshidratada permite eliminar las partes gruesas y colectar la fracción fina (en el orden del micrómetro), lo que produce una muestra con una alta superficie reactiva que incrementa el rendimiento del tratamiento químico posterior. La síntesis química se realiza en una serie de tratamientos con bases y ácidos que permiten separar los residuos orgánicos y extraer nanocristales de celulosa. El material obtenido se caracteriza mediante espectrometría infrarroja (FTIR), difracción de rayos-X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Usando FTIR es posible dar seguimiento a los cambios en la composición del material durante la síntesis química. Mediante SEM se estudia la morfología de la materia prima antes y después de que sean eliminados los componentes hemicelulósicos y fenólicos que forman parte de la matriz estructural. Mediante DRX se realiza un estudio de la cristalinidad de la nanocelulosa obtenida y el tamaño de las partículas que la forman (tamaño de cristalita en el orden de 8nm de diámetro).