RESUMEN

                  
      El propósito de la presente Tesis Doctoral es estudiar y predecir las características y la biodegradabilidad de diferentes biocomposites desarrollados a partir de materiales biodegradables procedentes de fuentes renovables. Para ello, se emplean dos termoplásticos de base almidón como matrices poliméricas (Mater-Bi KE03B1 y Mater-Bi NF01U), que se refuerzan con distintas fibras naturales (algodón, cáñamo, kenaf, lino y yute) con el fin de mejorar sus propiedades mientras están en servicio, al tiempo que se mantiene su biodegradabilidad. 
      
      Las fibras naturales, las matrices poliméricas y los biocomposites reforzados se caracterizan con el objetivo de estudiar de la influencia de cada fibra natural en las propiedades de la matriz polimérica. Para ello se emplea una metodología basada en el Análisis Espectroscópico (FTIR-ATR), Mecánico (Ensayos de Tensión), Morfológico (SEM) y Térmico (DMTA, TGA, DSC). Así mismo se establecen correlaciones entre la composición química de las fibras naturales y las propiedades de los biocomposites reforzados. La degradabilidad de las matrices poliméricas y de los biocomposites se evalúa mediante enasayos de degradación en tierra y de absorción en agua. La hidrólisis de las matrices poliméricas y de los biocomposites se estudia como étapa previa a su biodegradación en tierra. Ambos procesos, la degradación en tierra y la absorción de agua se monitorizan mediante cambios en las propiedades térmicas. En particular, los parámetros térmicos de control escogidos son: las temperaturas de inicio y máxima velocidad de termodegradación como marcador de la estabilidad térmica; y las energías de activación de cada proceso de descomposición, puesto que este parámetro permite discernir los cambios en los entornos moleculares que facilitan o dificultan el proceso de termodegradación. Estos estudios de degradación, se complementan con análisis morfológicos y espectroscópicos. Finalmente, mediante la caracterización de los biocomposites reforzados degradados se determina la influencia de las fibras naturales sobre el proceso de degradación de las matrices poliméricas estudiadas.
       
      En general, de estos estudios se concluye que, la adición de las fibras naturales a las matrices termoplásticas aumenta la rigidez del material, disminuye su deformación a rotura, mejora su estabilidad térmica, aumenta su capacidad de absorción de agua y garantiza la degradación de los componentes de la matriz polimérica. Sin embargo, cada biocomposite diseñado presenta unas propiedades específicas. Los biocomposites de yute son los más rígidos y resistentes, en cambio los biocomposites de algodón y lino aumentan la rigidez pero pierden parte de la resistencia a rotura mostrada por la matriz polimérica. La estabilidad térmica de los biocomposites aumenta en función del contenido de hemicelulosa y lignina de las fibras naturales, siendo los biocomposites más estables los que se preparan con kenaf  ó yute. Cuando se añaden las fibras naturales a las matrices poliméricas, la degradación del almidón de ambas matrices se relentiza y el comportamiento del componente sintético en función del tiempo de degradación depende de la hidrofilidad de la matriz polimérica. En los biocomposites de Mater-Bi KE la degradación de las fibras naturales va a propiciar un aumento en el área superficial de ataque de los microorganismos al material sintético, facilitando su accesibilidad desde el inicio del proceso de degradación en tierra. En cambio, el material sintético de los biocomposites de Mater-Bi NF ofrece el mismo comportamiento que el de la matriz polimérica durante el proceso de degradación. Los biocomposites de lino presentan la menor capacidad de degradación, mientras que la presencia de kenaf parece aumentar el grado de degradación del componente sintético de los biocomposites resultantes. 
      
      Así, con este estudio se confirma que el Mater-Bi NF y el Mater-Bi KE aumentan sus aplicaciones cuando se refuerzan con fibras naturales al mismo tiempo que mantienen su capacidad para degradarse en el momento en el que finaliza su vida útil. En el diseño del biocomposite, la selección de una u otra fibra natural como material de refuerzo dependerá de las propiedades finales requeridas.
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