Influence of processing parameters on mechanical and thermal behavior of PLA/PBAT blenda

Influencia de los parámetros de procesado en el comportamiento mecánico y térmico de la blenda PLA/PBAT

Este estudio evalúa la influencia de los parámetros de procesado y la extrusión reactiva en el comportamiento mecánico y térmico de las mezclas PLA/PBAT (70/30, % en peso). El efecto de los elementos de mezcla inversa (RME) y la velocidad de alimentación (FR) del extrusor se estudiaron mediante un diseño factorial de experimentos. Además, se procesaron dos tipos de mezclas mediante moldeo por extrusión: con (AD) y sin (NAD) aditivos. El análisis FTIR mostró que el PLA sufrió cierto grado de degradación, siendo este proceso más pronunciado para las mezclas con NAD. Se produjo una mejor interacción entre las fases PLA y PBAT para la extrusión reactiva, induciendo una mejora en las propiedades de impacto y en el comportamiento térmico. La temperatura de cristalización en frío de las mezclas NAD disminuyó cuando se utilizaron dos RME. Tanto los parámetros RME como FR afectaron al módulo elástico de las mezclas NAD, mientras que sólo FR afectó al módulo elástico de las mezclas AD.

INTRODUCCIÓN

En esta investigación, los polímeros derivados de fuentes biológicas y los materiales poliméricos biodegradables han adquirido un gran interés en el ámbito de la ciencia y la tecnología macromoleculares. El poli(ácido láctico) (PLA) y el poli(adipato de butileno-co-tereftalato) (PBAT) son dos de estos biopolímeros, derivados de fuentes renovables y fósiles, respectivamente. Tanto el PLA como el PBAT ofrecen propiedades de rendimiento comparables a las de los termoplásticos tradicionales, lo que los convierte en alternativas atractivas para diversas aplicaciones, sobre todo en la industria del envasado.

Las mezclas de PLA y PBAT han despertado un gran interés debido a las mejoras sinérgicas resultantes de la combinación de sus propiedades, lo que presenta un potencial comercial sustancial. Aunque el PLA posee ciertas limitaciones, como una baja tenacidad a temperatura ambiente y una baja temperatura de deflexión térmica en comparación con los polímeros convencionales, estas deficiencias pueden mitigarse eficazmente mediante la mezcla con PBAT. El PBAT presenta un elevado alargamiento a la rotura y un bajo módulo elástico, asemejándose al comportamiento mecánico de un elastómero termoplástico, lo que lo convierte en un candidato excelente para combinar las características deseables de ambos polímeros.

Sin embargo, el PLA y el PBAT son polímeros termodinámicamente inmiscibles, lo que puede plantear problemas a la hora de conseguir la morfología de mezcla deseada y, en consecuencia, el rendimiento final del material. Por lo tanto, el control de la compleja morfología de las mezclas poliméricas inmiscibles es crucial para el desarrollo de nuevos materiales con propiedades a medida y características de rendimiento mejoradas.