Preparation and characterization of composites from copolymer styrene-butadiene and chicken feathers

Preparación y caracterización de compuestos de copolímero estireno-butadieno y plumas de pollo

La industria avícola genera en todo el mundo más de cinco millones de toneladas de plumas de pollo (FC), con un inmenso potencial por explotar. La queratina es una proteína abundante en las plumas de pollo que ofrece excelentes propiedades térmicas y es duradera, insoluble en disolventes orgánicos y químicamente poco reactiva. Los elastómeros son materiales con un amplio campo de aplicación, por ejemplo, adhesivos, suelas de zapatos, modificadores de plásticos, industria del neumático, selladores, entre otros. Sin embargo, es necesario mejorar sus propiedades y rendimiento mecánico a temperaturas elevadas. 

Un buen camino para ello es combinar el elastómero con CF para obtener materiales con propiedades mejoradas. En el presente trabajo se preparó un compuesto basado en elastómero de estireno-butadieno (SB) y CF mediante mezcla en fundido. Los compuestos se caracterizaron mediante técnicas de FTIR, DSC, DMA y difracción de rayos X. Los resultados muestran que hay un aumento de la rigidez de los compuestos SB/CF en comparación con el elastómero puro.

INTRODUCCIÓN

Los CF se consideran un subproducto de desecho de la industria avícola, con alrededor de 5 millones de toneladas por año. El componente principal de los CF es la queratina, una proteína con buenas propiedades térmicas y mecánicas, que también es resistente a la acción de disolventes orgánicos. Su descomposición térmica ocurre entre 50 y 200 °C. La presencia de enlaces cruzados de disulfuro de cistina y los aminoácidos no hidrofílicos predominantes en la secuencia de la cadena confieren a la queratina de los CF un carácter hidrofóbico. Además, la queratina de los CF es un material autosostenible y renovable de forma continua.

Recientemente, el creciente interés en el uso de materiales naturales o renovables como refuerzo de matrices de polímeros ha llevado a la búsqueda de opciones para obtener materiales compuestos. Existen muchos informes sobre fibras naturales como lino, bambú, cáñamo, yute, agave, entre otros, pero solo algunos de ellos están relacionados con recursos de proteínas animales, como la queratina. 

En las últimas décadas, este hecho ha generado la investigación de la queratina como materia prima para mezclas de polímeros sintéticos, particularmente debido a sus propiedades únicas como ligereza, abundancia natural y compatibilidad ambiental, combinadas con su alta resistencia mecánica y térmica. Esto último podría ayudar a mejorar el rendimiento de los polímeros sintéticos actuales y obtener materiales con propiedades mecánicas comparables a las convencionales.