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Novel Nano-Reinforced Biodegradable Composites: Design and Characterization

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Polímeros más respetuosos con el medio ambiente

Los polímeros o plásticos convencionales se derivan del petróleo. Biopolímeros de nueva factura con propiedades térmicas y mecánicas superiores podrían erigirse en una alternativa sostenible a los materiales que se emplean en la actualidad en múltiples campos.

Cambio climático y medio ambiente

La escasez de recursos naturales y las preocupaciones que despiertan la reciclabilidad y el impacto medioambiental han impulsado el desarrollo de alternativas biopoliméricas biodegradables o basadas en sustancias biológicas. La tasa de crecimiento del sector dedicado a los biopolímeros en la UE se encuentra en torno al 20 % anual, pero las propiedades mecánicas y térmicas deficientes que presentan y su elevado coste frenan su aplicación comercial. Científicos financiados con fondos europeos investigaron dos métodos distintos para mejorar estas propiedades a fin de dar con aplicaciones en el envasado de alimentos y la agricultura gracias al proyecto «Novel nano-reinforced biodegradable composites: design and characterization» (NANOBIOCOMP). Utilizaron un polímero biológico y biodegradable (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato, PHBV) y otro biodegradable derivado del petróleo (butileno adipato-co-tereftalato, PBAT). El equipo al cargo investigó los efectos que se derivan de modificarlos con varios tipos y proporciones de arcillas naturales y de mezclarlos en distintas concentraciones. El refuerzo de los polímeros con un tres por ciento de arcillas modificadas orgánicamente produjo el mejor resultado de las tres concentraciones probadas (1 %, 3 % y 5 %). Se evaluó su estabilidad térmica, el comportamiento ante la cristalización y el comportamiento mecánico dinámico. Los composites biopoliméricos compuestos de PBAT y PHBV al cincuenta por ciento mostraron propiedades térmicas y mecánicas superiores. A continuación produjeron este tipo de biopolímeros con el cincuenta por ciento de cada compuesto y los reforzaron con un tres por ciento de arcillas modificadas orgánicamente. Un agente antimicrobiano (propóleo) se empleó como relleno y se comparó con un agente comercial de referencia. Los materiales se caracterizaron en función de su estabilidad ante cambios de temperatura, humedad, agentes microbianos y efectos de intemperie. Los datos de NANOBIOCOMP ayudarán a los fabricantes a diseñar y aprovechar los biopolímeros nuevos en películas de envasado y de uso agrícola más sostenibles. Este tipo de ingeniería basada en el conocimiento mejora enormemente las propiedades de los biopolímeros, aumenta su popularización comercial y repercute positivamente en el medio ambiente a escala global.

Palabras clave

Polímero, biopolímero, biológico, biodegradable, mecánico, térmico, PHBV, PBAT, arcilla, composites

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