Materiales compuestos “todo celulosa” basados en papel de filtro y nanocelulosa bacteriana

DELGADO, JUAN FRANCISCO; BERNAL, CELINA RAQUEL; FORESTI, MARÍA LAURA

Buenos Aires

Workshop; Fronteras en Nanobiotecnología III; 2022

Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires

Los compuestos de un solo polímero son materiales en los que la matriz y el refuerzo tienen la misma identidad química. Estos compuestos en general se destacan por sus buenas propiedades mecánicas debido a la compatibilidad entre la matriz y el refuerzo, y por poder ser reciclados con facilidad. La celulosa es el polímero más abundante en la naturaleza y puede ser obtenida a partir de diversas fuentes: plantas, algas, tunicados y fermentaciones bacterianas. La celulosa bacteriana se caracteriza por su elevada pureza, cristalinidad, grado de polimerización y por estar constituida por una fina red de cintas de celulosa con anchos y espesores en la nanoescala.En este trabajo se obtuvieron materiales compuestos utilizando soluciones de celulosa de papel de filtro (3%p/p) disuelta en el sistema solvente NaOH:Urea 7:12%p/p (-18 ºC) y nanocelulosa bacteriana (BNC) obtenida como subproducto de la producción de Kombucha (Bovi et al., 2022) incorporada al 5, 10 y 20% en peso. El objetivo fue desarrollar materiales compuestos “todo celulosa” analizando el efecto del contenido de BNC sobre la morfología del material. Mientras que la celulosa de papel de filtro (DP: 785) se disuelve a bajas temperaturas en el sistema NaOH/Urea, la BNC incorporada a temperatura ambiente no se disuelve en el solvente debido a su elevado grado de polimerización (Wang et al., 2019), conformando así la fase dispersa del compuesto todo celulosa. Los sistemas se agitaron durante 5 min a 90 rpm en un agitador de hélice y se colocaron en placas de Petri para laregeneración de la celulosa de papel de filtro en agua destilada (con recambio frecuente hasta alcanzar pH=7). Las muestras obtenidas se colocaron luego en una prensa hidráulica calefaccionada a 100 kPa y 105 ºC durante 30 min.El análisis por microscopía electrónica de barrido (SEM) de la morfología de los materiales evidenció la presencia de las nanocintas de celulosa bacteriana, con anchos entre 30 y 50 nm, dispersas y embebidas en la matriz de celulosa regenerada sin observarse diferencias significativas entre los compuestos con distintos contenidos de BNC. Se realizaron ensayos de degradación térmica en una balanza termogravimétrica (TGA) y se encontró que la temperatura inicial de degradación (T95) tanto en la celulosa regenerada como en los compuestos fue superior a 310 ºC. Actualmente se está realizando la caracterización mecánica de los compuestos mediante ensayos de tracción uniaxial y depenetración en condiciones de solicitación cuasi-estáticas.