Resumen

En este documento se reportan planteamientos sistemáticos para superar inconvenientes fundamentales del poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV), entre ellos la tasa de cristalización baja, la resistencia a la tracción, la ductilidad, la viscosidad de fusión, la estabilidad térmica y el alto costo de los materiales. Se estudiaron sistemáticamente las propiedades físicas, mecánicas, térmicas y reológicas de PHBV puro para elaborar una fundamentación sólida que lleve al desarrollo de una formulación. Asimismo, se hizo seguimiento a la influencia del mezclado con otros biopolímeros, la inclusión de rellenos y de aditivos extendedores de cadena con respecto a las propiedades mecánicas, la reología, la descomposición térmica y la cinética de cristalización.

La creación de estructuras ligeras por espumado se considera una de las formas más efectivas para reducir el consumo de material. Por ello, se analizó exhaustivamente la disminución de la densidad y la morfología de espumas de PHBV empleando la técnica de extrusión-espumado en términos de las condiciones de extrusión (perfiles de temperatura, velocidad del tornillo y velocidad de alimentación del material) y del contenido del agente de soplado. Se logró mermar el costo del material mediante la adición de un relleno económico (CaCO₃) y la reducción de la densidad a través del espumado.

Se atenuó la inestabilidad térmica por medio de la incorporación de un extendedor de cadena (Joncryl) y el mezclado con un biopolímero de alta estabilidad térmica (poli(butileno adipato-co-tereftalato), PBAT). La mezcla también mejoró la ductibilidad. La adición de un agente de nucleación afinó la tasa de cristalización para reducir la adherencia de la lámina extruida. Se sometió de manera exitosa a extrusión la formulación final (PHBV/PBAT/composito de CaCO₃) en una lámina de alta calidad, la cual se termoformó para producir bandejas prototipo en una ensayo a escala industrial.

• Materias:Ingeniería de la producción Cristalización Biopolímeros Materiales
• Subjects:Production engineering Crystallization Biopolymers Materials
• Palabras claves:Ciencia de materiales, Bioplásticos, Empacado para alimentos, Mezclado, Estructuras de bajo peso, Compositos, Reología, Degradación térmica, Ensayos de tracción, Termoformado
• Keywords:Materials science, Bioplastics, Food packaging, Mixing, Low weight structures, Composites, Rheology, Thermal degradation, Traction tests, Thermoforming