Absorción de agua, solubilidad en agua, propiedades mecánicas y morfológicas de compuestos de harina de gluten de maíz y poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) reforzados con fibras de coco verde

Water Uptake, Water Solubility, Mechanical and Morphological Properties of Corn Gluten Meal and Poly (hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) Composites Reinforced with Green Coconut Fibers

Se añadieron fibras de coco verde como refuerzo en matrices poliméricas compuestas por harina de gluten de maíz (GM) y PHBV. Los compuestos se procesaron por extrusión. El contenido máximo de gluten añadido en la matriz para obtener mezclas con una viscosidad suficientemente baja para el proceso de extrusión fue del 50% (en peso) en relación con el contenido de PHBV. El contenido de fibras utilizadas en los compuestos varió del 5% al 20% (en peso) del peso total de los polímeros (GM y PHBV). Como plastificantes se utilizaron glicerol y acetil tributil citrato (ATBC). 

Las matrices y los compuestos obtenidos se moldearon por compresión térmica y se caracterizaron posteriormente. La absorción de agua en equilibrio y la solubilidad en agua disminuyeron al aumentar el contenido de PHBV. El módulo de Young y la resistencia a la tracción aumentaron con el contenido de fibra en la matriz para algunas composiciones. Las matrices GM/PHBV mostraron dos transiciones vítreas distintas, una para cada componente, lo que indica un sistema bifásico. Los resultados DMTA y la morfología de los compuestos analizados bajo el electrón de barrido sugirieron que el efecto de refuerzo de las fibras de coco verde en las matrices GM/PHBV no era homogéneo.

INTRODUCCIÓN

El uso de fibras vegetales y naturales en la producción de compuestos poliméricos biodegradables tiene como objetivo principal aprovechar recursos renovables y mitigar los problemas ambientales asociados con los plásticos convencionales. Un ejemplo destacado es el uso de gluten de maíz (GM), un subproducto de la molienda del maíz, que ha mostrado un alto potencial para desarrollar plásticos biodegradables con buenas propiedades de barrera al oxígeno[3,4].

Sin embargo, el gluten de maíz presenta desafíos inherentes, como su baja procesabilidad comparado con polímeros sintéticos y su limitada resistencia mecánica y a la humedad[6,7,8]. Para mejorar estas propiedades, se han explorado diversas estrategias, incluyendo la modificación química, la mezcla con polímeros sintéticos, el uso de cargas inorgánicas y la incorporación de fibras vegetales como refuerzos[9-14].

Una alternativa prometedora es la combinación de gluten de maíz con poli(hidroxibutirato-co-valerato) (PHBV), un biopolímero biodegradable con buenas propiedades mecánicas y de barrera, junto con fibras de coco verde procedentes de residuos agroindustriales.