Thermal Degradation Kinetic of Polylactic Acid in Multiple Extrusions

Cinética de degradación térmica de poliácido láctico en múltiples extrusiones

Este artículo presenta los resultados del estudio cinético de la degradación térmica del poliácido láctico (PLA, por sus iniciales en inglés), sin procesar y reprocesado por extrusión. Las muestras reprocesadas se obtuvieron después de cada uno de los cinco ciclos de extrusión y se analizaron para obtener la temperatura de transición vítrea, el índice de fluidez, el poder calorífico superior y la termogravimetría dinámica. Se determinó el triplete cinético usando los datos de termogravimetría dinámica por medio de los métodos Flynn-Wall-Ozawa (FWO), Friedman, Gyulai, Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), Kissinger, Arrhenius Differential e Integral, Briodo, Chang, Coats-Redfern, Flynn-Wall, Horowitz-Metzger, MacCallum-Tanner, Madhusudanan y dinámico. Se encontró que la energía de activación (E) disminuye con el reprocesamiento y que el factor de frecuencia (A) aumenta con la velocidad de calentamiento. Esto indica que el PLA experimenta degradación térmica al ser sometido a procesos continuos de extrusión. También con métodos isoconversionales se obtuvo un triplete cinético promedio de E = 147,14 kJ/mol, ln(A) = 26,94 (con A en min^-1 ), y orden de reacción n = 0,86; el triplete promedio obtenido con métodos no isoconversionales es E=225,30 kJ/mol, ln(A)= 45,07, y n = 0,91.

1. INTRODUCCIÓN

Debido a la necesidad de reciclar durante el ciclo de vida de los materiales, el reprocesamiento resulta muy interesante en la producción de plástico, ya que minimiza los residuos y permite obtener beneficios económicos al reducir el consumo de materias primas [1]. El reprocesamiento se define como la operación que devuelve el material ya procesado a la línea de producción sustituyendo parte de la materia prima [2]. Durante cada reprocesamiento el polímero experimenta i) una degradación térmica y mecánica, ii) cambios físico-químicos, y iii) una pérdida de propiedades mecánicas que hacen que el polímero sea frágil y reduzca su vida útil [3].