Miscibility Influence in the Thermal Stability and Kinetic Parameters of Poly (3-hydroxybutyrate)/Poly (ethylene terephthalate) Sulphonated Blends

Influencia de la miscibilidad en la estabilidad térmica y los parámetros cinéticos de las mezclas de poli (3-hidroxibutirato)/polietileno tereftalato sulfonadas

Se investigó la degradación térmica de mezclas miscibles e inmiscibles de poli (3-hidroxi butirato) PHB/ poli (tereftalato de etileno) sulfonado (PETs) mediante análisis termogravimétricos. Se utilizaron análisis cinéticos sin modelo, los métodos de Vyazovkin y Flynn-Wall-Ozawa, para determinar la energía de activación aparente en todo el intervalo de degradación de los polímeros puros, las mezclas inmiscibles y las mezclas miscibles. La estabilidad térmica de ambos polímeros en sus mezclas es mayor en comparación con los polímeros puros. El efecto sinérgico en la estabilidad térmica en las mezclas es mayor para la mezcla miscible donde se produce la formación de la interacción específica entre PHB y PETs. La energía de activación aparente de los polímeros individuales es mayor en las mezclas PET/PHB, y este efecto se ve potenciado por la miscibilidad de la mezcla.

INTRODUCCIÓN

Los polímeros naturales y biodegradables, a pesar de sus ventajas medioambientales, presentan limitaciones en términos de propiedades térmicas y mecánicas. Para superar estas limitaciones y mejorar sus características, se han desarrollado mezclas con polímeros de alto rendimiento mecánico y térmico[1-3].

Un ejemplo destacado de polímero natural y biodegradable son los polihidroxialcanoatos (PHAs). Estos poliésteres alifáticos tienen la capacidad de degradarse mediante procesos hidrolíticos o enzimáticos y, eventualmente, se descomponen completamente en dióxido de carbono y agua bajo la acción de microorganismos[4-7]. Entre los PHAs, el polihidroxibutirato (PHB) es conocido por sus buenas propiedades de barrera, biocompatibilidad y biodegradabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como el envasado de productos alimentarios[8-9].

En la literatura, se han documentado mezclas de PHB con otros polímeros, como los poliésteres termoplásticos (PET), que pueden ser total o parcialmente miscibles[10-12]. Las mezclas de PET y PHB, que se han utilizado en el presente trabajo, se obtienen cuando existen interacciones específicas entre estos dos polímeros. En ausencia de estas interacciones, las mezclas tienden a ser inmiscibles. La conformación de los PET en solución puede influir en la formación de estas interacciones, ya que los PET disueltos en solventes de baja polaridad tienden a formar conglomerados con grupos iónicos en su interior, lo que dificulta las interacciones[13]. La estabilidad térmica y los parámetros cinéticos del proceso de degradación térmica de los polímeros y sus mezclas son cruciales para su procesamiento y aplicación[14,15]. Los parámetros cinéticos pueden determinarse mediante diversas técnicas, siendo las técnicas termogravimétricas las más comunes[16-18].