Formulaciones industriales de ácido poliláctico con plastificantes de alto rendimiento medioambiental basados en diésteres del ácido tartático

Abstract

[ES] El ácido poliláctico (PLA) ha ido ganando aplicaciones en diversos sectores industriales, debido a un buen equilibrio entre propiedades, coste y, fundamentalmente, como consecuencia de su origen renovable. No obstante, una de las limitaciones que presenta el PLA es su elevada fragilidad intrínseca. Es por ello que, para su aplicación industrial, es frecuente el empleo de plastificantes que contribuyen a mejorar la ductilidad y, de esta manera, ampliar el rango de aplicaciones potenciales. Este trabajo se centra en el desarrollo de formulaciones de PLA industriales con plastificantes de origen renovable, con el fin de mantener el alto contenido renovable y, al mismo tiempo, no comprometer la biodegradación. En particular, se propone el empleo de diésteres del ácido tartático (dietil tartrato - DET) para mejorar la ductilidad de PLA. El trabajo contempla un análisis previo de la miscibilidad a través de la determinación de los parámetros de solubilidad para, a continuación, proceder con el procesado y caracterización de las formulaciones de PLA con diferente contenido de DET. Los procesos de fabricación que se proponen son ampliamente utilizados a nivel industrial, extrusión e inyección. Con relación a la caracterización, se lleva a cabo un estudio del efecto del contenido de plastificante en las propiedades mecánicas, térmicas, termomecánicas, morfológicas y estructurales, que permitirán validar estas formulaciones para su posible transferencia a escala industrial.

[EN] Polylactic acid (PLA) has been gaining applications in various industrial sectors, due to a good balance between properties, cost and, fundamentally, as a consequence of its renewable origin. However, one of the limitations of PLA is its high intrinsic fragility. That is why, for its industrial application, it is common to use plasticizers that help improve ductility and, in this way, expand the range of potential applications. This work focuses on the development of industrial PLA formulations with plasticizers from renewable sources, in order to maintain the high renewable content and, at the same time, not compromise biodegradation. In particular, the use of diesters of tartaric acid (diethyl tartrate - DET) is proposed to improve the ductility of PLA. The work contemplates a previous analysis of the miscibility through the determination of the solubility parameters to then proceed with the processing and characterization of the PLA formulations with different DET content. The manufacturing processes that are proposed are widely used at the industrial level, extrusion and injection. Regarding the characterization, a study of the effect of the plasticizer content on the mechanical, thermal, thermomechanical, morphological and structural properties is carried out, which will allow validating these formulations for their possible transfer to an industrial scale.

[CA] L'àcid polilactico (PLA) ha anat guanyant aplicacions en diversos sectors industrials, a causa d'un bon equilibri entre propietats, cost i, fonamentalment, a conseqüència del seu origen renovable. No obstant això, una de les limitacions que presenta el PLA és la seua elevada fragilitat intrínseca. És per això que, per a la seua aplicació industrial, és freqüent l'ús de plastificants que contribueixen a millorar la ductilitat i, d'aquesta manera, ampliar el rang d'aplicacions potencials. Aquest treball se centra en el desenvolupament de formulacions de PLA industrials amb plastificants d'origen renovable, amb la finalitat de mantindre l'alt contingut renovable i, al mateix temps, no comprometre la biodegradació. En particular, es proposa l'ús de diésteres de l'àcid tartatico (dietil tartrat - DET) per a millorar la ductilitat de PLA. El treball contempla una anàlisi prèvia de la miscibilitat a través de la determinació dels paràmetres de solubilitat per a, a continuació, procedir amb el processament i caracterització de les formulacions de PLA amb diferent contingut de DET. Els processos de fabricació que es proposen són àmpliament utilitzats a nivell industrial, extrusió i injecció. En relació amb la caracterització, es duu a terme un estudi de l'efecte del contingut de plastificant en les propietats mecàniques, tèrmiques, termomecàniques, morfològiques i estructurals, que permetran validar aquestes formulacions per a la seua possible transferència a escala industrial.