Hacia la producción de plásticos biodegradables
El Centro INTI-Plásticos viene estudiando la incorporación de fibras vegetales en compuestos plásticos biodegradables obtenidos a partir de recursos naturales renovables y fibras vegetales, con la finalidad de avanzar en el reemplazo de los plásticos derivados del petróleo.
El Centro INTI-Plásticos viene estudiando la incorporación de fibras vegetales en compuestos plásticos biodegradables obtenidos a partir de recursos naturales renovables y fibras vegetales, con la finalidad de avanzar en el reemplazo de los plásticos derivados del petróleo.
Los plásticos biodegradables pueden generarse de fuentes renovables como los hidratos de carbono. Los residuos agrícolas, de la industria azucarera y alimenticia, constituyen la opción de suministro más prometedora debido a que no sólo son baratos, sino que su utilización resuelve otros problemas ambientales, convirtiendo desechos en materiales útiles y de valor. El creciente interés en investigar y desarrollar estos materiales se debe a que son degradados y asimilados por una basta variedad de microorganismos y, en consecuencia, representan una buena opción para sustituir a los polímeros derivados del petróleo. En esta dirección, en un proyecto conjunto entre INTI-Plásticos, la Universidad Nacional de San Martín, la Universidad de Buenos Aires y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se desarrolló un material compuesto a partir de un plástico biodegradable, obtenido a partir de recursos naturales renovables y fibras vegetales, con la finalidad de avanzar en el reemplazo de los plásticos derivados del petróleo.
La mayoría de los plásticos sintéticos se obtienen de productos petroquímicos. El desarrollo de materiales a partir de recursos renovables se presenta como un gran desafío para los tecnólogos. Los resultados positivos en este ámbito permitirán incorporar materiales sustentables para aplicaciones cotidianas. Un caso particular involucra a los materiales que están formados por una matriz polimérica biodegradable reforzada con fibras naturales, que al ser descartados bajo condiciones que involucran procesos biológicos aeróbicos (compostaje) se convierten en agua, dióxido de carbono y humus. De esta manera, no sólo se obtiene un material a partir de fuentes renovables sustentables en el tiempo, sino que al ser sus productos de degradación nuevamente re-utilizables (humus) los deshechos de estos materiales no producirían acumulación de residuos en el medio ambiente.
Obtención de un material compuesto con fibras de cáñamo. Para este desarrollo se trabajó con tres poliésteres: el poli (3-hidroxibutirato) (PHB), el poli (3-hidroxibutirato-co-valerato) (PHBV) y con una mezcla comercial de PHB y policaprolactona (polímero sintético biodegradable) (PHB/PCL). Estos materiales son poliésteres sintetizados por ciertas bacterias que en condiciones limitantes de crecimiento, como son las altas concentraciones de carbono y ausencia de otros nutrientes esenciales como nitrógeno, acumulan estos materiales en gránulos intracitoplasmáticos como fuente de reserva de carbono y energía. El más conocido de esta familia es el PHB, que es termoplástico, altamente cristalino (60-70%), frágil, y resistente al agua y solventes.
Un inconveniente en la utilización de estos plásticos es su elevado costo, el cual triplica el de los plásticos derivados del petróleo, tales como el polietileno y el polipropileno. Sin embargo, una solución viable es la mezcla de polímeros con materiales más económicos, como son las fibras vegetales que provienen, generalmente, de residuos agrícolas. Este tipo de materiales se denominan materiales compuestos, donde para que se combinen las propiedades del material polimérico y las propiedades de la fibra debe haber una adhesión entre los mismos, es decir, debe existir una buena interacción entre la fibra y el polímero matriz. Si esto no ocurre, las propiedades generales del material resultan inadecuadas. Como es bien conocido, las propiedades finales de los materiales compuestos dependen fuertemente de la adhesión entre la fibra y la matriz. Cuando se logra una buena adhesión, la transferencia de la tensión desde la matriz continua a las fibras dispersas es exitosa y, por lo tanto, incrementan las propiedades mecánicas.
Como resultado de este trabajo se logró con éxito modificar químicamente la fibra de cáñamo, mejorando la interacción entre el polímero y esta fibra natural. De este modo, el Centro de Plásticos del INTI contribuye al desarrollo de un material compuesto biodegradable con la finalidad de poder reemplazar a los plásticos derivados del petróleo en algunos nichos de aplicación como, por ejemplo, cierto tipo de envases para productos orgánicos y plásticos para aplicaciones agropecuarias (plasticultura).
Los plásticos biodegradables pueden generarse de fuentes renovables como los hidratos de carbono. Los residuos agrícolas, de la industria azucarera y alimenticia, constituyen la opción de suministro más prometedora debido a que no sólo son baratos, sino que su utilización resuelve otros problemas ambientales, convirtiendo desechos en materiales útiles y de valor. El creciente interés en investigar y desarrollar estos materiales se debe a que son degradados y asimilados por una basta variedad de microorganismos y, en consecuencia, representan una buena opción para sustituir a los polímeros derivados del petróleo. En esta dirección, en un proyecto conjunto entre INTI-Plásticos, la Universidad Nacional de San Martín, la Universidad de Buenos Aires y la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) se desarrolló un material compuesto a partir de un plástico biodegradable, obtenido a partir de recursos naturales renovables y fibras vegetales, con la finalidad de avanzar en el reemplazo de los plásticos derivados del petróleo.
La mayoría de los plásticos sintéticos se obtienen de productos petroquímicos. El desarrollo de materiales a partir de recursos renovables se presenta como un gran desafío para los tecnólogos. Los resultados positivos en este ámbito permitirán incorporar materiales sustentables para aplicaciones cotidianas. Un caso particular involucra a los materiales que están formados por una matriz polimérica biodegradable reforzada con fibras naturales, que al ser descartados bajo condiciones que involucran procesos biológicos aeróbicos (compostaje) se convierten en agua, dióxido de carbono y humus. De esta manera, no sólo se obtiene un material a partir de fuentes renovables sustentables en el tiempo, sino que al ser sus productos de degradación nuevamente re-utilizables (humus) los deshechos de estos materiales no producirían acumulación de residuos en el medio ambiente.
Obtención de un material compuesto con fibras de cáñamo. Para este desarrollo se trabajó con tres poliésteres: el poli (3-hidroxibutirato) (PHB), el poli (3-hidroxibutirato-co-valerato) (PHBV) y con una mezcla comercial de PHB y policaprolactona (polímero sintético biodegradable) (PHB/PCL). Estos materiales son poliésteres sintetizados por ciertas bacterias que en condiciones limitantes de crecimiento, como son las altas concentraciones de carbono y ausencia de otros nutrientes esenciales como nitrógeno, acumulan estos materiales en gránulos intracitoplasmáticos como fuente de reserva de carbono y energía. El más conocido de esta familia es el PHB, que es termoplástico, altamente cristalino (60-70%), frágil, y resistente al agua y solventes.
Un inconveniente en la utilización de estos plásticos es su elevado costo, el cual triplica el de los plásticos derivados del petróleo, tales como el polietileno y el polipropileno. Sin embargo, una solución viable es la mezcla de polímeros con materiales más económicos, como son las fibras vegetales que provienen, generalmente, de residuos agrícolas. Este tipo de materiales se denominan materiales compuestos, donde para que se combinen las propiedades del material polimérico y las propiedades de la fibra debe haber una adhesión entre los mismos, es decir, debe existir una buena interacción entre la fibra y el polímero matriz. Si esto no ocurre, las propiedades generales del material resultan inadecuadas. Como es bien conocido, las propiedades finales de los materiales compuestos dependen fuertemente de la adhesión entre la fibra y la matriz. Cuando se logra una buena adhesión, la transferencia de la tensión desde la matriz continua a las fibras dispersas es exitosa y, por lo tanto, incrementan las propiedades mecánicas.
Como resultado de este trabajo se logró con éxito modificar químicamente la fibra de cáñamo, mejorando la interacción entre el polímero y esta fibra natural. De este modo, el Centro de Plásticos del INTI contribuye al desarrollo de un material compuesto biodegradable con la finalidad de poder reemplazar a los plásticos derivados del petróleo en algunos nichos de aplicación como, por ejemplo, cierto tipo de envases para productos orgánicos y plásticos para aplicaciones agropecuarias (plasticultura).
