Bioplásticos para aplicaciones en envases y embalaje. Procesamiento, caracterización y comparación con materiales tradicionales

Abstract

Los crecientes niveles de contaminación ambiental por desecho y acumulación de plásticos han despertado el interés en el estudio de alternativas más sustentables. Una propuesta que ha recibido mucha atención últimamente son los polímeros biodegradables. Este trabajo tuvo como objetivo el estudio y la comparación de diferentes factores que afectan al uso de materiales biodegradables y no biodegradables en aplicaciones de envases. Se prepararon muestras de materiales biodegradables: Policaprolactona (PCL), Ácido Poliláctico (PLA), almidón termoplástico (TPS). Además, se estudiaron las mezclas de PCL y TPS como una alternativa para reducir el elevado costo del material, ya que la policaprolactona tiene un precio unas 3 o 4 veces superior que los polímeros convencionales utilizados en el área de envases. Se investigó la influencia de la adición de un compatibilizante (PCL modificada con anhídrido maleico, PCLgMA) a dichas mezclas, que fue preparado en este mismo trabajo. Se ensayaron las propiedades mecánicas, térmicas, reológicas, de barrera y la biodegradabilidad de diferentes materiales biodegradables y no biodegradables. Finalmente, se analizaron diferentes factores de importancia que determinarían el uso de polímeros biodegradables, como efectos ambientales, factibilidad técnica y económica de producción, y aspectos legales y sociales. Dentro de los materiales ensayados, el PLA fue el más prometedor, mostrando propiedades mecánicas cercanas a las de polímeros convencionales, costo razonablemente bajo y versatilidad en su uso, haciéndolo apto para la mayor parte de las aplicaciones estudiadas. El almidón presentó propiedades mecánicas reducidas y dificultades en su procesamiento, comparado con el resto de los materiales, que lo hicieron poco aplicable para ser utilizado en envases, films o bolsas. Las mezclas PCL/TPS y PCLgMA/TPS mostraron mejoras mecánicas relevantes, respecto del almidón, aunque no fueron suficientes para ser competitivas frente a los polímeros comerciales no biodegradables. Se estimó que al mezclar almidón y policaprolactona se lograrían reducciones del 20 al 25% en los precios respecto del precio actual de la policaprolactona. Sin embargo, la reducción en el precio no fue suficiente para compensar la pérdida en las propiedades mecánicas, resultando en alternativas más costosas debido a la necesidad de incrementar los espesores de los productos para alcanzar las prestaciones mecánicas requeridas.