Influencia de la Degradación durante el Procesado en las Propiedades de un Material Compuesto Poli (Ácido Láctico) con Montmorillonita y Sepiolitas

• Carmen Rosales Dpto. de Mecánica, GPUSB II - Venezuela
• Carlos Villavicencio Coordinación de Química - Venezuela
• Marco Sabino Dpto. de Química- Venezuela
• Rosestela Perera Dpto. de Mecánica, GPUSB II - Venezuela
• Héctor Rojas Laboratorio de Materiales y Manufactura “E”. Universidad Simón Bolívar

Palabras clave: compuestos de poli (ácido láctico), sepiolita, surfactantes, montmorillonita, propiedades de tracción

Resumen

Se prepararon compuestos de poli (ácido láctico) (PLA) usando sepiolita y montmorillonita como cargas. Se estudió la influencia de la degradación del PLA durante el procesado y de incorporar dos tipos de agentes surfactantes a una sepiolita en las propiedades de estos compuestos. Para ello se emplearon las técnicas de viscosimetría en solución, difracción de rayos X, análisis termo-gravimétrico (TGA), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microscopía electrónica de barrido y transmisión. También se determinaron las propiedades mecánicas bajo tracción. Durante el procesado en el estado fundido se produjo la degradación termo-mecánica de la fase PLA que se manifestó como una disminución considerable de su peso molecular. Los resultados mostraron similares valores de resistencia a la tracción y módulos de elasticidad de los compuestos PLA/sepiolita modificadas que aquellos del PLA puro y los valores más bajos de propiedades mecánicas los arrojó el nanocompuesto de PLA/montmorillonita. A su vez, la estabilidad térmica medida mediante análisis termogravimétrico (TGA) de los compuestos con las sepiolitas modificadas, antes y después de someterlas a degradación hidrolítica, mostró los menores valores. Estos resultados permiten abrir nuevas posibilidades de aplicaciones para los nanocompuestos de PLA con sepiolita con un alto carácter de biodegradabilidad (mayor que la del PLA puro) y buenas propiedades de tracción

Citas

Henton D. E., Gruber P., Lunt J., Randall J.: “Polylactic

Acid Technology”. En: Mohanty AK, Misra M, Drzal LT. (eds.), “Natural Fibers, Biopolymers and Biocomposites”. Boca Raton (EE.UU.) CRC Press Inc., 2005, 527-578.

Liu X., Zou Y., Li W., Cao G., Chen W.: “Kinetics of Thermo- oxidative and Thermal Degradation of Poly(D,L- lactide) (PDLLA) at Processing Temperatures”. Polym. Degrad. Stab. Vol. 91 (2005) 3259-3265.

Signori F., Coltelli M. B., Bronco S.: “Thermal Degradation of Poly(lactic acid) (PLA) and Poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) and Their Blends upon Melt Processing”. Polym. Degrad. Stab. Vol. 94 (2009) 74-82.

Ray S. S., Okamoto M.: “Polymer /Layered Silicate Nanocomposites; a Review from Preparation to Processing”. Prog. Polym Sci. Vol. 28 (2003) 1539-

Koo J. H.: “Polymer Nanocomposites: Processing, Characterization and Applications”. Manasreh O. (Eds), McGraw-Hill Nanoscience and Technology Series, New York, 2011.

Fukushima K., Tabuani D., Camino G. “Nanocomposites of PLA and PCL Based on Montmorillonite and Sepiolite”. Materials Sci. and Eng., Vol. C 29, (2009) 1433–1441.

Liu M., Pu M., Ma H.: “Preparation, Structure and Thermal Properties of Polylactide/Sepiolite Nanocomposites with and without Organic Modifiers”. Composites Science and Technology. Vol. 72 (2012) 1508-1514.

Dorgan J. R., Janzen J., Knauss D., Hait S. B., Limoges

B. R., Hutchinson M. H.: “Fundamental Solution and Single-chain Properties of Polylactides”. J. Polym. Sci. Part B. Polym. Phys. Vol. 43 (2005) 3100-3111.

Helmy A. K., de Bussetti S. G.: “The Surface Properties of Sepiolite”. Appl. Surf. Sci., Vol. 255 (2008) 2920-2924.

Chieng B. W., Ibrahim N. A., Zin W. M., Yunus W., Mohd Zobir Hussein M. Z.: “Poly(lactic acid)/ Poly(ethylene glycol) Polymer Nanocomposites: Effects of Graphene Nanoplatelets”. Polymers. Vol. 6 (2014) 93-104.

Benali S., Aouadi S., Dechief A. L., Murariu M., Dubois Ph.: “Key Factors for Tuning Hydrolytic Degradation of Polylactide/Zinc Oxide Nanocomposites”. Nanocomposites. Vol. 1 (2015) 51-60.

Sabino M. A, Feijoo J. L., Müller A. J.: “Crystallization and Morphology of Neat and Degraded Poly(p- dioxanone)”. Polym. Deg. Stab. Vol. 73 (2001) 541-

Sabino M. A., Sabater L., Ronca G., Müller A. J.: “The Effect of Hydrolytic Degradation on the Tensile Properties of Neat and Reinforced Poly(p- dioxanone)”. Polymer Bulletin. Vol. 48 (2002)291-

Gonzalez Petit M., Correa Z., Sabino M. A.: “Degradation of a Polycaprolactone/Eggshell Biocomposite in a Bioreactor”. J. Polym. Environ., Vol. 23 (2015) 11-20.

Brito Y., Sabino M. A., Ronca G., Müller A.J.: “Changes in Superstructural Morphology, Thermal and Mechanical Properties with Hydrolitic Degradation of Immiscible Biodegradable PPDX/PCL blends” J. Appl. Polym. Sci. Vol. 110 (2008) 3848–3858.