Desarrollo de hilados con propiedades retardantes a la llama a partir de formulaciones de polímeros y arcilla

Abstract

Este trabajo estuvo motivado por el interés en desarrollar un recubrimiento retardante de llama ecológico que reemplace a los que se utilizan actualmente que son nocivos tanto para los humanos como para el medio ambiente. Con esta premisa en mente se halló que la combinación de un polímero natural con una arcilla podía presentar buenas propiedades frente al calor. Se partió de una serie de soluciones con distintas combinaciones de quitosano, carboximetilcelulosa, proteína de suero de leche vacuna y bentonita. La elección de estos componentes se basó principalmente en que estos son de origen natural, biodegradables y no tóxicos. Una vez preparadas las mezclas se descartaron aquellas que presentaron separación de fases y las homogéneas se secaron en estufa para obtener films, que se usaron para realizar ensayos termogravimétricos. A continuación, se llevó a cabo la impregnación de una serie de hilos de algodón con las soluciones que presentaron las mejores propiedades frente al calor. El proceso consistió en primero sumergir los hilos en una solución de entrecruzante (ácido cítrico e hipofosfito de sodio) para luego llevarlos a la mezcla de polímero y arcilla y, por último, algunos pasaron por entrecruzante. Finalmente se secaron en estufa por unos minutos. Se estudiaron las propiedades térmicas y mecánicas de los hilados, y el aspecto superficial de estos. Las propiedades térmicas se analizaron con un equipo de TGA, que reveló una mejoría en la resistencia al calor de los sistemas hilo/polímero/arcilla con respecto al hilo sin tratamiento. Por otro lado, a tracción presentaron una disminución en la resistencia que podría estar relacionada a una excesiva concentración de ácido cítrico y, para otras muestras, el componente entrecruzante del polímero también podría haber afectado la estructura del hilo. La superficie se analizó con un microscopio electrónico de barrido. A partir de las imágenes se observó que el recubrimiento se adhirió al hilo. Por último, se sometió la muestra que presentó la mejor combinación de propiedades térmicas y mecánicas (H1Q20BTPP) a ciclos de lavado. Estos hilos también se sometieron a una serie de ensayos. En primer lugar, se observó su superficie, donde se notó una pérdida de recubrimiento con el paso de los lavados y, en segundo lugar, se realizó una corrida a 10 °C/min en un equipo de TGA, pero no arrojó resultados con los que se pudiera concluir una disminución en las propiedades térmicas. Por otro lado, el análisis económico reveló la posibilidad de insertar el producto en el mercado y la oportunidad de establecer una planta en la ciudad de Mar del Plata también resultó rentable luego del análisis de la tasa interna de retorno (TIR) y el tiempo de repago (nR)