Estudio de miscibilidad de mezclas de PHB y PLA, utilizando un PHB con alta polidispersidad

Miscibility study of PHB and PLA mixtures, using a PHB with high polydispersity

En este trabajo se estudió la miscibilidad de un PHB formado por fracciones de masa molar alta y baja y un PLA de masa molar baja. Los materiales extruidos fueron analizados por calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopia dieléctrica (DS) y análisis mecánico dinámico (DMA). A partir de estos resultados, se observó un comportamiento único de las fracciones de PHB, y la miscibilidad parcial del PLA sobre el PHB de baja masa molar.

INTRODUCCIÓN

El poli (hidroxibutirato) - PHB es un polímero de poliéster biodegradable de alta cristalinidad y propiedades mecánicas similares al polipropileno. Puede producirse a partir de fuentes renovables, como la caña de azúcar, mediante un proceso de fermentación bacteriana. Sus propiedades físicas ya se han estudiado ampliamente mediante técnicas como la difracción de rayos X de alto ángulo y la espectroscopia dieléctrica.

Poli(ácido láctico) - El PLA, al igual que el PHB, es un poliéster biodegradable producido por síntesis química a partir de fuentes renovables como el maíz. Como tiene una excelente biocompatibilidad con el cuerpo humano, es objeto de varios estudios en el campo biomédico, como los implantes, y sus propiedades físicas están bien detalladas en la literatura.

Las mezclas de alta masa molar de PHB y PLA son inmiscibles incluso cuando estos dos materiales se funden juntos. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que las mezclas de PLA de alta masa molar y PHB de masa molar inferior a 20.000 g/mol son miscibles, con propiedades intermedias entre ambos polímeros. Por lo tanto, el objetivo era estudiar el comportamiento de las mezclas de PLA y PHB utilizando un poli(hidroxibutirato) altamente polidisperso con fracciones de masa molar alta y baja, con el fin de evaluar la miscibilidad de las mezclas de poli(hidroxibutirato) y poli(ácido láctico).

En cuanto a los materiales y métodos, el poli(hidroxibutirato) utilizado en este trabajo fue producido por PHB Industrial S/A mediante el proceso de fermentación FE 60-3. Este material presenta dos máximos en la masa molar del poli(hidroxibutirato). Este material presenta dos máximos en la distribución de masa molar: uno correspondiente a un polímero de alta masa molar (con Mw de 710.000 g/mol) y una fracción de baja masa molar (con Mw de 50.000 g/mol) correspondiente al 7% del peso total. Debido a estas dos fracciones, la polidispersidad de este lote de PHB es igual a 3,4. El poli(ácido láctico) utilizado para las mezclas con PHB fue producido por Mitsui Chemical y tiene una masa molar con Mw de 167.000 g/mol.