Resumen

En este trabajo, se investigaron los efectos de diferentes condiciones de tiempo y temperatura, utilizadas para la preparación de whiskers a partir de sisal, con el fin de determinar la influencia de los parámetros experimentales sobre la morfología, cristalinidad y estabilidad térmica de los materiales preparados. Los bigotes se obtuvieron tras el blanqueo de la fibra cruda de sisal con una solución alcalina de peróxido de hidrógeno. La fibra blanqueada fue sometida al proceso de hidrólisis con solución de ácido sulfúrico 60 wt. (%) bajo tres condiciones diferentes de temperatura y tiempo de extracción: 45 °C y 60 minutos (WS45_60); 45 °C y 75 minutos (WS45_75) y 60 °C y 30 minutos (WS60_30). Los bigotes se caracterizaron en cuanto a morfología por microscopía electrónica de transmisión (MET), cristalinidad (DRX), carga superficial (potencial zeta), contenido en azufre (por análisis elemental) y estabilidad térmica por termogravimetría (TGA). Los bigotes de sisal presentaron una longitud y un diámetro medios de 210 nm y 5 nm, respectivamente. Debido al elevado estado de aglomeración de los bigotes, no fue posible determinar diferencias en las características dimensionales. Los resultados mostraron una fuerte dependencia de la cristalinidad de los bigotes con la temperatura y el tiempo de extracción. La hidrólisis a mayor temperatura (60 °C) y menor tiempo de extracción (30 minutos) dio lugar a whiskers con buena estabilidad térmica (235 °C), mayor cristalinidad y preservación de la estructura cristalina de la celulosa.

INTRODUCCIÓN

El uso de fibras naturales como agentes de refuerzo en el sector de los plásticos ha demostrado ser muy prometedor debido a su amplia abundancia, naturaleza renovable y sostenibilidad ambiental, además de proporcionar materiales con alto rendimiento mecánico[1-3]. Actualmente, a medida que se diversifica el uso de las fibras de celulosa, ha surgido una nueva tendencia en los segmentos de investigación que tienen como objetivo obtener y utilizar los llamados "bigotes de celulosa". Estos se obtienen después de la hidrólisis ácida de la celulosa, proceso en el cual se elimina la fase amorfa y se retiene la fase cristalina de la celulosa. Los bigotes tienen diferentes relaciones de aspecto (longitud/diámetro (L/D)) dependiendo de las condiciones de extracción y el origen de la celulosa[4]. Se presentan en forma de varillas delgadas (aciculares) y, debido a su alta área superficial y rigidez, tienen un gran potencial como refuerzos en matrices poliméricas[2,5].

La fibra de sisal (Agave sisalana) tiene una producción anual de 4.5 millones de toneladas, siendo Brasil el mayor productor mundial (Li et al.; Satyanarayana et al. apud Siqueira et al.)[6]. Es una fibra ampliamente utilizada en la industria del ensacado y en el sector artesanal.

• Materias:Hidrólisis Agentes estabilizantes Celulosa Morfología
• Subjects:Hydrolysis Stabilizing agents Cellulose Morphology
• Palabras claves:Sisal; Blanqueo de Celulosa; Pelusas de Sisal
• Keywords:Sisal; Cellulose Bleaching; Sisal Whiskers