Desarrollo de materiales de alto rendimiento medioambiental basados en poliésteres con aditivos de origen renovable

Abstract

[ES] En las últimas décadas la sustitución de los materiales poliméricos convencionales o de origen fósil por los materiales de origen biológico y/o biodegradable está siendo de gran interés para diferentes investigaciones debido al agotamiento de los recursos fósiles y también del encarecimiento de su extracción. La sociedad está siendo testigo de la gran cantidad de residuos plásticos que se generan a nivel mundial y del daño que se genera si no se tratan correctamente. Estos hechos hacen que cada vez se esté más concienciada, de que la solución no es erradicar los materiales poliméricos sino encontrar soluciones sostenibles con el medio ambiente tanto con la generación como con la eliminación de los residuos plásticos. Por este motivo, los biopolímeros están despertando el interés tanto de investigadores como de organizaciones gubernamentales como una posible solución a los problemas ambientales. Una de las familias más importantes dentro de los biopolímeros es la de los poliésteres biodegradables entre las que destaca el ácido poliláctico o polilactida, PLA, el cual puede proceder de origen fósil o biológico, principalmente del almidón. También existen poliésteres no biodegradables de origen parcialmente biológico o incluso ya se está empezando a comercializar completamente biológico como puede ser el polietilén tereftalato o poli (tereftalato de etileno), PET. En concreto, el PET es el poliéster más utilizado a nivel mundial tanto en fibras en la industria textil como en la industria del embalaje para fabricación de botellas. A pesar de todas las ventajas, que parecen que presenten los biopoliésteres, en ocasiones no pueden presentar las mismas propiedades que los polímeros de origen fósiles o convencionales siendo más débiles. El objetivo de este trabajo consiste estudiar diferentes tipos de rellenos o aditivos de origen renovable para mejorar ciertas propiedades, como la rigidez, cristalinidad o estabilidad térmica, de los biopoliésteres más utilizados, PLA o bio-PET, para ampliar el campo de aplicación u obtener soluciones más sostenibles con el medio ambiente.

[CA] En les últimes dècades la substitució dels materials polimèrics convencionals o d'origen fòssil pels materials d'origen biològic i / o biodegradable està sent de gran interès per a diferents investigacions causa de l'esgotament dels recursos fòssils i també de l'encariment de la seva extracció. La societat està sent testimoni de la gran quantitat de residus plàstics que es generen a nivell mundial i del mal que es genera si no es tracten correctament. Aquests fets fan que cada vegada s'estiga més conscienciada que la solució no és eradicar els materials polimèrics sinó trobar solucions sostenibles amb el medi ambient tant amb la generació com amb l'eliminació dels residus plàstics. Per aquest motiu, els biopolímers estan despertant l'interès tant d'investigadors com d'organitzacions governamentals com una possible solució als problemes ambientals. Una de les famílies més importants dins dels biopolímers és la dels polièsters biodegradables entre les que destaca l'àcid polilàctic o polilactida, PLA, el qual pot procedir d'origen fòssil o biològic, principalment del midó. També hi ha polièsters no biodegradables d'origen parcialment biològic o fins i tot ja s'està començant a comercialitzar completament biològic com pot ser el polietilè tereftalat o poli (tereftalat d'etilè), PET. En concret, el PET és el polièster més utilitzat a nivell mundial tant en fibres en la indústria tèxtil com en la indústria de l'embalatge per a fabricació de botelles. Tot i tots els avantatges, que semblen que presentin els biopoliésteres, de vegades no poden presentar les mateixes propietats que els polímers d'origen fòssils o convencionals sent més febles. L'objectiu d'aquest treball consisteix a estudiar diferents tipus de farcits o additius d'origen renovable per millorar certes propietats, com la rigidesa, cristal·linitat o estabilitat tèrmica, dels biopoliésters més utilitzats, PLA o bio-PET, per ampliar el camp d'aplicació o obtindre solucions més sostenibles amb el medi ambient.

[EN] In recent decades the replacement of conventional polymeric materials or fossil origin by materials of biological and/or biodegradable origin is of great interest for different investigations due to the depletion of fossil resources and also the cost of extracting them. Society is witnessing the large amount of plastic waste generated worldwide and the damage that is generated if not treated properly. These facts mean that it is becoming more and more aware that the solution is not to eradicate polymeric materials, but to find sustainable solutions with the environment, both with generation and with the elimination of plastic waste. For this reason, biopolymers are arousing the interest of both researchers and government organizations as a possible solution to environmental problems. One of the most important families within biopolymers is that of biodegradable polyesters, among which polylactic acid or polylactide, PLA, stands out, which can come from fossil or biological sources, mainly from starch. There are also non-biodegradable polyesters of partially biological origin or even already being completely commercialized biological such as polyethylene terephthalate, PET. Specifically, PET is the most widely used polyester worldwide both in fibers in the textile industry and in the packaging industry for bottle manufacturing. Despite all the advantages, which seem to have biopolyesters, sometimes they cannot have the same properties as fossil or conventional polymers, being weaker. The aim of this work is to study different types of fillers or additives of renewable origin to improve certain properties, such as stiffness, crystallinity or thermal stability, of the most used biopolyesters, PLA or bio-PET, to expand the field of application or obtain more sustainable solutions with the environment.