Influencia del termoconformado en las propiedades fisicoquímicas de envases biobasados reforzados con microcelulosa a diferentes grados de acetilación

Abstract

"La creciente preocupación por la contaminación ambiental ha impulsado una mayor demanda para creación de empaques biodegradables, como alternativa a los derivados del petróleo, que son responsables de generar grandes cantidades de residuos no biodegradables. Los biopolímeros, que son materiales principalmente elaborados a partir de recursos naturales como almidón, proteínas y celulosa, se presentan como una solución prometedora debido a su capacidad de descomposición en el medio ambiente, lo que los convierte en opciones más sostenibles. A pesar de sus ventajas, uno de los principales retos de los biopolímeros es que, en su forma pura, no cuentan con las propiedades mecánicas necesarias para ser utilizados en diversas aplicaciones industriales. Esto limita su manipulación y uso en la fabricación de productos que requieren características específicas de resistencia y durabilidad. Por esta razón, se ha intensificado la investigación para encontrar formas de mejorar sus propiedades mediante la incorporación de refuerzos naturales, como fibras vegetales, que pueden proporcionar la rigidez y la resistencia necesarias sin comprometer su biodegradabilidad. El objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades mecánicas de un biocompósito basado en polisuccinimida, almidón, microcelulosa extraída de fibras de lechuguilla en diferentes grados de acetilación y aceite esencial de orégano teniendo como agente plastificante el glicerol. Para integrar estos materiales, se utilizó un proceso de extrusión, seguido de un moldeado mediante termoconformación, para finalmente realizar un proceso de termoformado. Las probetas obtenidas fueron analizadas en aspectos de densidad, espectroscopía infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR), % de acetilo y grados de sustitución y finalmente su desempeño mecánico mediante el uso de un texturometro Brookfield C3. Los resultados de caracterización química evidenciaron bandas representativas de los materiales base utilizados, destacándose la banda cercana a los 3200 cm-1 representativa de los grupos hidroxilo y a los 1700 cm-1 que evidencia la presencia de grupos acetilo presentes en la muestra. En cuanto a los grados de sustitución y % de acetilo se marcaron diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) entre todos los tratamientos. La microcelulosa expuesta por 5 h a la reacción de esterificación presentó el mayor grado de sustitución y % de acetilación en comparación de la microcelulosa expuesta 3 h. En lo referente a las propiedades mecánicas realizando una comparación entre los procesos de termoconformado y termoformado. En el análisis de elasticidad se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) entre ambos procesos, obteniendo valores más altos para las probetas termoformadas con valores de 0.1899 Mpa en la probeta TFA, seguida de la probeta TFD con 0.1671 Mpa y TFC con un valor 0.162 Mpa. Por otra parte, en el análisis de porcentaje de elongación no se presentaron diferencias estadísticamente significativas encontrando que las mezclas TFB y TFF para ambos procesos fueron los que presentaron los valores más elevados para este parámetro. Finalmente, en el análisis de modulo elástico se presentaron diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) entre ambos procesos, obteniendo valores más altos las probetas termoformadas con valores de 0.0764 Mpa en la probeta TFC seguida de la probeta TFA con un valor de 0.0669 Mpa"