“EFECTOS DE LA INCORPORACIÓN DE COMPLEJOS DE GLUTAMATO GLUCANA – XILANA EN EL ENLAZADO DE FIBRAS CELULÓSICAS”

Abstract

Se formaron complejos mediante gelación ionotrópica de glutamato glucana (un derivado de quitosana) en interacción con xilanas de madera de haya (Fagus sp.) para ser utilizados como agentes mejoradores de resistencia en el papel mediante el incremento del área relativa de enlace. Con el objetivo de mejorar la solubilidad de la quitosana, esta fue sometida a una reacción de aminación reductiva con ácido α-cetoglutárico y cianoborohidruro de sodio, dando como resultado la síntesis de un derivado llamado glutamato glucana, el cual, fue caracterizado por FTIR, RMN-13C y titulación potenciométrica, en cuanto a su grado de sustitución, se obtuvo un promedio de 25.58 %. Mediante un diseño multifactorial no replicado 2 x 2 x 5, se estudió el efecto de las condiciones de formación de complejos glutamato glucana – xilana en el tamaño de partícula y el potencial Z; los parámetros evaluados fueron: pH, fuerza iónica del medio líquido y porcentaje en masa de xilana. Buscando minimizar el tamaño de partícula y maximizar el potencial Z para facilitar la adsorción de estos complejos en las fibras, se seleccionaron las siguientes condiciones óptimas de formación para los intervalos estudiados: pH = 4, sin fuerza iónica, y xilana = 33.33 % en masa, dando como resultado un tamaño de 204.6 nm y un potencial Z de +18.7 mV. Los complejos glutamato glucana – xilana fueron adsorbidos en fibra kraft de pino blanqueada. La adsorción de estos complejos se cuantificó mediante la determinación del porcentaje de nitrógeno en las fibras (ya que este proviene directamente de las aminas del glutamato glucana) mediante análisis elemental en la superficie de las fibras por Espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), obteniéndose un mayor porcentaje de nitrógeno para un tiempo de 2 horas de adsorción. Estos complejos fueron utilizados como aditivo al 1 % en masa (sobre fibra base seca) para la formación de hojas de papel y se compararon a su vez con el glutamato glucana y xilana como aditivos por separado, evaluando su efecto en la resistencia a la tensión y el área relativa de enlace (RBA). La adición de los complejos mejora el índice de tensión en 10.4 % y el RBA en 21.2 %, lo cual indica que efectivamente estos complejos favorecen la interacción entre las fibras celulósicas incrementando el área de enlazado y así la resistencia del papel; sin embargo, contrario a lo esperado, se obtuvieron los mayores valores promedio para ambas propiedades con la adición sólo de xilanas, sin haber una diferencia significativa con los complejos para el índice de tensión. La adición de glutamato glucana no presentó un incremento significativo para el índice de tensión con respecto al blanco de control y presentó la mejora más baja para RBA. Estos resultados implican que la mejora en la resistencia ocasionada por los complejos es proporcionada principalmente por el efecto de las xilanas contenidas en ellos.