Obtención y caracterización de mezclas poliestireno/almidón con elevada biodegradabilidad

Abstract

Este proyecto se originó como una posible respuesta a la polución creciente producida por los plásticos difícilmente biodegradables derivados del petróleo. El uso de polímeros capaces de degradarse por la acción de microorganismos y/o enzimas sin producir efectos nocivos, es una estrategia que ha introducido un nuevo concepto en la gestión de residuos. Estos nuevos polímeros se emplean principalmente como envases de alimentos; sin embargo, la mayoría de ellos no tienen las propiedades adecuadas para estas aplicaciones; por ello una posible solución es preparar mezclas de un polímero tradicional (en este caso poliestireno) y otro biodegradable (en este caso almidón de casava) para obtener mezclas de poliestireno/almidón con buenas propiedades mecánicas y alta biodegradabilidad. Se prepararon las mezclas a partir de poliestireno (PS) y almidón termoplástico (TPS) en diferentes proporciones, desde 90:10 hasta 50:50 (m:m). Las mismas se caracterizaron por microscopía SEM (morfología y compatibilidad); termogravimetría (TGA), para determinar las temperaturas de degradación y cantidad de cada componente; FTIR (Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier), para verificar la presencia de los componentes en la mezcla; y calorimetría diferencial de barrido (DSC) para precisar las temperaturas de transición características. Se determinaron las propiedades en tracción (resistencia, módulo, elongación a la rotura y tenacidad) y se correlacionaron con la cantidad de almidón de la mezcla. Para investigar la biodegradabilidad se cortaron muestras y se enterraron; las mismas se extrajeron a tiempos predeterminados, se determinó la pérdida de masa y la absorción de agua y se correlacionó con la cantidad de almidón de la mezcla. Asimismo, se siguió la degradación por TGA para determinar la pérdida de cada componente. Los resultados obtenidos por SEM mostraron una buena dispersión del almidón en la mezcla, y se pudo comprobar por el ensayo de TGA que la composición de las muestras se aproximó a las formulaciones deseadas. La presencia de los componentes fue confirmada por el análisis de FTIR, y se pudieron determinar las temperaturas características por el ensayo de DSC. Los ensayos de tracción revelaron una disminución considerable en las propiedades mecánicas de las mezclas PS-TPS respecto del PS puro. En los ensayos de biodegradabilidad los resultados mostraron que cuanto mayor es la proporción de TPS en la mezcla, mayores son los valores de pérdida de masa, lo que también fue confirmado por los análisis de TGA realizados en muestras degradadas extraídas de los ensayos en la tierra.