Thermal, rheological and morphological properties of poly (lactic acid) (PLA) and talc composites

Propiedades térmicas, reológicas y morfológicas de compuestos de poli (ácido láctico) (PLA) y talco

En este estudio, se prepararon compuestos a base de poli(ácido láctico) (PLA)/talco en diferentes composiciones mediante mezcla fundida en un extrusor de doble tornillo. Se investigó el efecto de un agente nucleante, el talco, sobre el comportamiento de cristalización y las propiedades reológicas y morfológicas del PLA. Los resultados del DSC mostraron que la adición del relleno mineral en un rango entre el 1 y el 5 % en peso a la matriz de PLA aumenta el grado de cristalinidad. Este hallazgo demuestra que el talco actuó como agente nucleante del PLA durante la etapa de procesado. También se estudió la morfología de los compuestos utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM). Las micrografías mostraron que se consiguió una buena dispersión del talco en todas las composiciones analizadas. La reología de los compuestos PLA/talco se evaluó con el modo dinámico y se correlacionó con la morfología observada anteriormente. 

Los resultados mostraron que la adición del relleno mineral a la matriz de PLA disminuía la viscosidad del sistema, poniendo así de manifiesto el efecto lubricante del relleno. A medida que aumentaba el contenido de talco, también aumentaba la viscosidad del sistema, proporcionando al material un mayor comportamiento elástico. El análisis térmico mostró que la composición del 3 % en peso de talco añadido a la matriz polimérica parece interesante en relación con la necesidad de artículos que posean una buena estabilidad dimensional.

INTRODUCCIÓN

Como una alternativa sostenible a los materiales basados en el petróleo actuales, los polímeros biodegradables han encontrado aceptación en áreas como el empaque de alimentos, bolsas y sacos, empaques de relleno suelto, películas agrícolas, entre otras aplicaciones de mercado. El poli(ácido láctico) (PLA) es una resina de poliéster alifático biodegradable bien conocida y se usa ampliamente no solo para aplicaciones simples, como vasos, sino también para empaques y aplicaciones biomédicas. Hoy en día, se están desarrollando aplicaciones más ventajosas de las resinas ecológicas para automóviles y partes de computadoras, lo que aumenta la demanda de mejoras en la cristalización y en las propiedades térmicas y mecánicas de los productos basados en PLA.

Según Pantani y otros, la gama de aplicaciones del PLA está severamente limitada por su baja temperatura de transición vítrea (Tg), que es alrededor de 60 °C. Los autores también revelan que la cristalinidad del PLA puede llevar a mejoras significativas en la rigidez, resistencia, temperatura de deflexión térmica y resistencia química; sin embargo, producir un artículo de PLA altamente cristalino sigue siendo un desafío debido a la baja velocidad de cristalización.