Effect of heat cycling on melting and crystallization of PHB/TiO2 compounds

Efecto de los ciclos térmicos en la fusión y cristalización de compuestos de PHB/TiO2

Se prepararon compuestos de poli(3-hidroxibutirato) (PHB) y dióxido de titanio (TiO₂) con contenidos de carga entre el 1% y el 10% en un mezclador interno de laboratorio. El efecto de las velocidades de calentamiento y enfriamiento sobre la cristalización y fusión de los compuestos PHB/TiO₂ se investigó mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). Las tasas de fusión y cristalización en frío aumentan con el incremento de las tasas de enfriamiento/calentamiento. A mayor velocidad de enfriamiento, menor temperatura de cristalización en fusión, mientras que a mayor velocidad de calentamiento, mayor temperatura de cristalización en frío. El TiO₂ promueve la cristalización en fusión del PHB, comportándose como un agente nucleante. 

La cristalinidad total desarrollada tras la cristalización en fusión y en frío disminuye para niveles bajos de TiO₂, es decir, 2% en peso, y es casi independiente de la velocidad de calentamiento/enfriamiento. Las temperaturas y velocidades de fusión se ven mínimamente afectadas tanto por la velocidad de calentamiento como por el contenido de relleno. Los resultados sugieren que la microestructura deseada del PHB puede controlarse mediante el contenido de relleno y el ajuste de la velocidad de calentamiento/enfriamiento.

INTRODUCCIÓN

Los polímeros son fundamentales para la mayoría de los materiales comunes de nuestra sociedad moderna porque presentan varias características deseadas como ligereza, facilidad de procesamiento, suavidad y bajo costo. Debido a que los polímeros son fácilmente adaptables para múltiples usos, las empresas los han estado utilizando cada vez más en diversas áreas, como en envases, automotriz, médico-hospitalario, construcción, industrias electroelectrónicas, entre muchas otras. 

Sin embargo, la producción de los polímeros más útiles se basa en combustibles fósiles. Considerados no biodegradables, tardan décadas en degradarse y son una importante fuente de contaminación; en situaciones particulares, se pueden verificar desastres ecológicos. Preocupada por el equilibrio ecológico en la naturaleza, la sociedad ha realizado muchos esfuerzos para preservar el medio ambiente y mejorarlo cuando sea posible.

Preocupados por este tema, los investigadores de polímeros están buscando respuestas sobre cómo disminuir el uso de productos derivados del petróleo, reduciendo así la contaminación y las emisiones volátiles tóxicas. El uso de polímeros naturales y biodegradables parece ser una buena opción. Entre estos polímeros, los polihidroxialcanoatos (PHAs) parecen ser una buena elección.