PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES COMPUESTOS A PARTIR DE POLÍMEROS BIODEGRADABLES DE ORIGEN MICROBIANO”

Abstract

Los desechos plásticos no degradables representan un problema en la actualidad. Se estima que cientos de miles de toneladas de basura plástica son generadas anualmente ocasionando un problema de contaminación. Por otra parte, las fuentes fósiles son limitadas, lo que ha incentivado el desarrollo de nuevos productos que provengan de fuentes de carbono renovables y que además sean biodegradables. En el presente trabajo se estudió el efecto en las propiedades mecánicas de la adición de fibra de agave en las matrices biopoliméricas: polihidroxibutirato (PHB), su copolímero con hidroxivalerato (PHB-HV) y el poli(ácido láctico) (PLA). Esto con el objetivo de obtener materiales compuestos (biocompositos) con buenas propiedades que fueran 100% biodegradables y adicionalmente reducir la cantidad de polímero. Esto último es necesario ya que el alto costo de ellos y especialmente del PHB y PHB-HV ha evitado que estos polímeros tengan una mayor aceptación a nivel comercial. Para obtener los materiales compuestos se utilizaron fibras retenidas entre las mallas 40-50 y entre las mallas 70-100; con concentraciones de 10, 20 y 30 % en peso de fibra con respecto al polímero. Los materiales compuestos fueron elaborados mediante moldeo por compresión. Los resultados mostraron que la adición del 30% de fibra malla 50 permitió aumentar los módulos de tensión en un 15% para el caso del PLA (939 MPa), 80% para el PHB (770 MPa) y 50% para el PHB-HV (673 MPa). Los mejores resultados para los módulos de tensión se obtuvieron cuando se utilizó 30% de fibra de agave malla 100 y PHB o PHB-HV, logrando un aumento del 70 y 55% respectivamente. Mientras que la resistencia al impacto se mantuvo constante independientemente del contenido de fibra y la malla cuando se utilizó PLA, para el caso del PHB y su copolímero se registró un aumento de hasta el 39%, para el del PHB (34 MPa) y hasta un 65%, para el del PHB-HV (41 MPa) cuando se utilizó 30% de fibra malla 50. El PHB es un polímero biodegradable con potencial para remplazar a algunos polímeros sintéticos debido a sus propiedades y sus potenciales aplicaciones. Sin embargo, su uso comercial se ha visto limitado debido a su alto costo de producción. Por tal motivo, adicionalmente se estudió la capacidad de la bacteria B. sacchari para producir PHB utilizando una fuente de carbono de bajo costo (azúcar comercial). Por medio de esta cepa fue posible lograr una producción de biomasa de 12.2 g/L con una acumulación de PHB del 42% y un peso molecular de 627 kDa.