EFECTO DE FIBRAS NATURALES MODIFICADAS QUÍMICAMENTE SOBRE PROCESOS DE DEGRADACIÓN ABIÓTICA Y COMPOSTAJE DE BIOCOMPOSITES BASADOS EN POLI(ÁCIDO LÁCTICO)

Abstract

Debido a las limitaciones que presenta el poli(ácido láctico) (PLA) para su uso en exteriores y por su susceptibilidad a la degradación foto-oxidativa e hidrolítica, el presente trabajo de investigación está enfocado en analizar el efecto que tiene la adición de fibras naturales (agave y coco) a una matriz de PLA en dichos procesos de degradación. Por otra parte, las fibras se modificaron químicamente con el objetivo de mejorar su adhesión interfacial con la matriz biopolimérica y, consecuentemente, modificar las propiedades mecánicas de tensión, flexión e impacto. Adicionalmente, con dicha compatibilización se busca disminuir los efectos del intemperismo sobre estos biocomposites y por ende aumentar su vida útil y tener un mayor potencial de aplicación. Para elaborar los biocomposites, se realizó una mezcla en seco (dry-blending) de las fibras con el biopolímero y se utilizó el método de termocompresión, el cual consiste en someter los materiales, a condiciones de temperatura y presión específicas con el fin de obtener las muestras necesarias para su experimentación. Estas muestras fueron expuestas a intemperismo acelerado y posteriormente se realizaron: 1) pruebas mecánicas (flexión, tensión e impacto) para ver el efecto de los diferentes refuerzos; 2) caracterización térmica con el fin de avaluar la estabilidad térmica; 3) se obtuvieron los espectros de infrarrojo con el objetivo de evaluar los cambios químicos superficiales ocasionados por los procesos de degradación; 4) microscopía de barrido electrónico para observar la morfología; 5) la degradación por composta y absorción de agua con el fin de observar el grado de degradabilidad. Los resultados obtenidos mostraron que las fibras naturales fueron modificadas con éxito, y esto a su vez se vio reflejado en la mejora de la adhesión interfacial, la disminución de la porosidad de los biocomposites y las propiedades mecánicas se vieron menos afectadas (en especial la resistencia al impacto) después de intemperismo. El rol que desempeñaron las fibras en la degradación foto-oxidativa e hidrolítica fue positiva para las propiedades de impacto y flexión puesto que los biocomposites fueron menos afectados que el PLA. Por otra parte, la adición de las fibras incrementó la absorción de agua de los biocomposites. Sin embargo, disminuyó la degradación hidrolítica del PLA. Finalmente, las fibras naturales no alteraron la biodegradación del PLA (por compostaje), mientras que la radiación UV (degradación abiótica) aceleró su biodegradación.