Desarrollo de nanomateriales biodegradables de base ácido poliláctico incorporando nanopartículas de restos vegetales

Abstract

[ES] Hoy en día los problemas medio ambientales y energéticos causados por los recursos limitados y no renovables como los de origen petroquímico. Sumados a la acumulación de residuos plásticos que dichos materiales poliméricos generan una gran cantidad de problemas medio ambientales. Por ello se buscan alternativas de origen de fuentes renovables y que sean biodegradables. En el presente trabajo de fin de Master se ha empleado un proceso de extracción de nano partículas a partir de los residuos de diferentes tipos de infusiones, yerba mate, té negro y tomillo. La utilización de estos residuos vegetales se empleara como refuerzo plástico, esperando modificar las propiedades de los polímeros debido a una variación entre la relación de área, mejorando la interacción con la matriz polimérica. Las nanopartículas obtenidas se añaden a una mezcla de biopolímeros, con una matriz de ácido poliláctico (PLA) (75%), con poli hidroxibutirato (PHB) (25%) como copolímero y empleando un porcentaje en peso de 2,5 phr de aceite de maíz maleinizado (MCO) como plastificante. Los porcentajes en peso empleados para cada tipo de nanopartículas son, 1 y 3% de para yerba mate, 1 y 3% para té negro y para 1 y 3% para tomillo. Se analizaran las nanopartículas obtenidas y los films desarrollados mediante la caracterización de sus propiedades mecánicas, térmicas, apariencia visual, y un análisis químico mediante FTIR y de microscopia electrónica de transición (TEM), para conocer la composición de las nanocargas.

[EN] Nowadays, environmental and energy problems caused by limited and non-renewable resources such as those of petrochemical origin. In addition to the accumulation of plastic waste, these polymeric materials generate a large number of environmental problems. For this reason alternatives from renewable and biodegradable sources are being sought. In this Master’s thesis a process f extraction of nanoparticles from the residues of different types of infusions, yerba mate, black tea and thyme has been used. The use of these plant residues will be used as plastic reinforcement, hoping to modify the properties of the polymers due to a variation between the area ratios, improving the interaction with the polymeric matrix. The nanoparticles obtained are added to a biopolymer mixture with a polylactic acid (PLA) matrix (75%), with polyhydroxybutyrate (PHB) (25%) as copolymer and using a weight percentage of 2.5 phr of maleinised corn oil (MCO) as plasticiser. The percentages by weight used for each type of nanoparticles are 1 and 3% for yerba mate, 1 and 3% for black tea and 1 and 3% for thyme. The nanoparticles obtained and the film developed will be analysed by characterising their mechanical and thermal properties, visual appearance, and a chemical analysis by FTIR and transition electron microscopy (TEM), in order to know the composition of the nanocharges.

[CA] Avui dia els problemes mig ambientals i energètics causats pels recursos limitats i no renovables com els d'origen petroquímic. Sumats a l'acumulació de residus plàstics que aquests materials polimèrics generen una gran quantitat de problemes mig ambientals. Per això es busquen alternatives d'origen de fonts renovables i que siguin biodegradables. En el present treball de fi de Màster s'ha emprat un procés d'extracció de nano partícules a partir dels residus de diferents tipus d'infusions, herba mat, te negre i timó. La utilització d'aquests residus vegetals s'emprés com a reforç plàstic, esperant modificar les propietats dels polímers a causa d'una variació entre la relació d'àrea, millorant la interacció amb la matriu polimèrica. Les nanopartícules obtingudes s'afegeixen a una mescla de biopolímers, amb una matriu d'àcid polilàctic (PLA) (75%), amb poli hidroxibutirat (PHB) (25%) com a copolímer i emprant un percentatge en pes de 2,5 phr d'oli de blat maleinizat (MCO) com a plastificant. Els percentatges en pes emprats per a cada tipus de nanopartícules són, 1 i 3% per a herba mat, 1 i 3% per a te negre i per a 1 i 3% per a timó. S'analitzaran les nanopartícles obtingudes i els films desenvolupats mitjançant la caracterització de les seves propietats mecàniques, tèrmiques, aparença visual, i una anàlisi químic mitjançant FTIR i de microscòpia electrònica de transició (TEM), per conèixer la composició de les nanocàrregues.