Evaluación de la fotodegradación en mezclas de LDPE/almidón modificado

Evaluation of Photodegradation in LDPE/modified Starch Blends

Se ha examinado la fotodegradación de mezclas de LDPE/almidón modificado 80/20 m/m mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y difracción de rayos X (DRX) antes y después de la exposición a la radiación ultravioleta (UV). Las muestras se expusieron a UV en el laboratorio durante periodos de 6, 24, 48 y 60 horas. La principal alteración del material polimérico tras la exposición a la radiación fue una disminución de las propiedades mecánicas, la resistencia a la tracción y el alargamiento. También se produjeron cambios en la estructura química de la mezcla con un aumento de los índices de carbonilo y vinilo, 65,58 y 53,29%, respectivamente. El análisis de la cristalinidad de la mezcla señaló la formación de una nueva simetría cristalina que no existía antes de la irradiación.

INTRODUCCIÓN

El amplio uso de polímeros en muchos ámbitos industriales y domésticos causa problemas ecológicos relacionados con su utilización. Algunos plásticos sintéticos, incluidas las poliolefinas, como el polietileno, se caracterizan por una estabilidad relativamente alta en condiciones fotoquímicas y medioambientales. El uso de polímeros naturales o sintéticos foto y biodegradables es prometedor. Se han propuesto muchas ideas para controlar la vida útil de los plásticos y acelerar su descomposición con el fin de reducir los residuos. La mezcla de polímeros sintéticos estables con biopolímeros y la modificación química o física de los compuestos poliméricos son ejemplos de soluciones utilizadas para inducir la degradabilidad. Se han fabricado películas de polímeros biodegradables a partir de polietileno de baja densidad (LDPE), almidón de arroz y patata. El almidón, un biomaterial omnipresente, es uno de los polisacáridos más abundantes y baratos del mundo, con biodegradabilidad y la capacidad de disolverse fácilmente en agua. Las mezclas de almidones con polímeros sintéticos se han estudiado ampliamente para desarrollar material parcial o totalmente biodegradable.

En presencia de luz solar, el material polimérico experimenta una serie de reacciones, como la fotolítica, la fotooxidativa y la termo-oxidativa, que resultan en la degradación química del material, con consecuencias como fragilidad, pérdida del brillo, cambio de color, opacidad y la formación de grietas superficiales. Durante la irradiación UV de polímeros, se forman moléculas activadas y, a continuación, se producen varios procesos, como la escisión de la cadena, la reticulación y la oxidación. La escisión principal provocará primero la fotodisociación y después la formación de radicales. Si los radicales libres pueden migrar y recombinarse con otros radicales o con la cadena principal, se producirá la reticulación.