Estudio reológico de láminas de poliácido láctico modificadas a través del proceso de extrusión reactiva con calandrado simultáneo

Abstract

Las investigaciones científicas se han ido centrando en buscar alternativas ecológicas a través de la producción de plásticos biodegradables o biopolímeros, y su síntesis a partir de recursos renovables. Entre estos materiales, el Poliácido Láctico (PLA) es uno de los que mayor interés ha generado a nivel industrial, ya que tiene un buen comportamiento al ser procesado en equipos convencionales de transformación. Sin embargo, presenta una alta inestabilidad en su estado fundido debido a reacciones de degradación hidrolítica, térmica y oxidativa, que conducen a una disminución de su masa molecular y pérdida de propiedades reológicas, como por ejemplo la disminución de la viscosidad del fundido. Este proyecto plantea contrarrestar la degradación que sufre durante su procesamiento, mediante el uso de un extensor de cadena multifuncional en base epoxi y el proceso de extrusión reactiva con calandrado simultáneo, con el fin de ampliar su uso a otras aplicaciones tecnológicas. En ese sentido, en una primera etapa, se diseñó y se puso a punto un prototipo de dosificación para bajas cantidades másicas de agente reactivo, con el fin de alcanzar una alimentación del 0.5% en peso con respecto al flujo másico de PLA que se introdujo al proceso. Se obtuvieron entonces dos láminas de Poliácido Láctico (PLA-1-REX y PLA-2-REX) con grados de modificación estructural distintos, a través de dos velocidades de dosificación nominal diferentes. Se realizaron posteriormente ensayos reológicos, con la utilización de un Reómetro Dinámico Oscilatorio, para obtener gráficos de barridos de frecuencia y tiempo, y estudiar el comportamiento del módulo de pérdida, módulo de almacenamiento y viscosidad compleja de estos materiales, con respecto a la frecuencia angular, y la estabilidad de las muestras en el tiempo. Se observaron también las características de las curvas del gráfico de Van Gurp-Palmen, para predecir la posible arquitectura de las ramificaciones conseguidas en las muestras modificadas. Tanto las muestras del PLA-1-REX como la del PLA-2-REX presentaron ramificaciones de cadena tipo estrella de tres ramas (árbol) y tendieron a resistirse a la degradación en el estado fundido. Se consiguió a su vez, ampliar el régimen pseudo-plástico del polímero, evidenciado por una mayor viscosidad y elasticidad del fundido, con lo que se mejoró así, su ventana de procesamiento.