Efecto de la incorporación de nanopartículas de TiO2 en el comportamiento de mezclas de polipropilenopolipropil(hidroxibutirato) sometidas a ensayos de envejecimiento acelerado

Effect of the incorporation of TiO2 nanoparticles on the behavior of polypropylenepoly(hydroxybutyrate) blends submitted to accelerated aging tests

El polipropileno (PP) tiene una tasa de degradación natural lenta. Por otro lado, el poli(hidroxibutirato) (PHB) es biodegradable, pero presenta los inconvenientes del coste y la dificultad de procesado. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de las nanopartículas de TiO₂, las condiciones de procesado y el envejecimiento acelerado sobre la estructura y las propiedades de las mezclas PP/PHB/TiO₂. Las muestras se prepararon mediante extrusión y moldeo por inyección. La incorporación de un 3% de nanopartículas de TiO₂ produjo un aumento del tamaño medio de la fase dispersa rica en PHB. Los cambios en la secuencia de incorporación de las nanopartículas de TiO₂ fueron capaces de guiar la inclusión de las nanopartículas a la fase rica en PP. 

Los compuestos producidos fueron más estables térmicamente que el PHB puro y la incorporación de TiO₂ fue eficaz para aumentar la estabilidad térmica de los compuestos. Los análisis térmicos y FTIR mostraron que las mezclas que contenían nanopartículas de TiO₂ tenían su degradación más afectada por los tratamientos de envejecimiento acelerado. Los resultados de la extracción con disolventes revelaron que se pudo extraer una mayor cantidad de productos solubles procedentes de la fotodegradación de las muestras que contenían TiO₂ sometidas a tratamientos de envejecimiento acelerado.

INTRODUCCIÓN

Las poliolefinas con una masa molar elevada son resistentes a la degradación por microorganismos. Sin embargo, se sabe que el polietileno puede potencialmente reducir y oxidar su masa molar por la acción de agentes prooxidantes. Las cadenas de masa molar inferior con grupos polares podrían, por tanto, ser más susceptibles a la biodegradación.

Las nanopartículas de TiO₂ se han estudiado más recientemente debido a su potencial fotocatalítico, que está asociado a la formación de un radical aniónico por transferencia de electrones desde el TiO2 fotoexcitado al oxígeno molecular, seguido de un proceso de aniquilación de iones para formar oxígeno singlete, que posteriormente ataca al polímero.

El poli(β-hidroxibutirato) (PHB) puede ser producido por microorganismos y es biodegradable. Sin embargo, su fragilidad y baja estabilidad térmica han limitado su aplicación. Por lo tanto, se están estudiando nuevos enfoques, como la producción de mezclas. En este estudio, se produjeron mezclas entre PP y PHB.