Modificación estructural de Poli(Acido Láctico) (PLA) mediante extrusión reactiva: estudio preliminar en mezclador interno escala laboratorio

Abstract

Este proyecto, realizado en Centro Catalá del Plástico y por lo tanto implicado en el dominio de los polímeros, pretende preparar y caracterizar sistemas de Acido Poli(Láctico) (PLA) con extensores de cadena (CE) que serían adecuados y eficientes para el sector de los envases. Los procesos tal la Inyección y/o Extrusión empleando el PLA en este campo se enfrentan a la pérdida de las propiedades termo-mecánicas. Es el resultado de la degradación térmica y hidrolítica que sufre el material al ser procesado. En la óptica donde el PLA se produce a gran escala a través de líneas de producción, como la extrusión, el polímero debe mantener una estabilidad térmica adecuada para evitar la degradación de sus propiedades termo-mecánicas. Una vía posible sería la adición de otros componentes como los extensores de cadena. En este caso, nuestro estudio se dirige a dos grados de PLA procedente de NatureWorks (PLA4032D y PLA2002D) con una diferencia en el ratio L:D (98:2 y 96:4 respectivamente) mezclados en fundido con dos CE de baja masa molecular; copolimeros estireno-acrílico-glicidil-metacrilato, un procedente de Clariant (1%) y el otro de BASF Joncryl (0.5% y 1%). Las mezclas fueron preparadas con un proceso semejante a la extrusión reactiva, en un mezclador interno a la escala laboratorio (Brabender). Tras el granceado y secado, las propiedades termomecánicas han sido determinadas sobre placas moldeadas por compresión, empleando las técnicas de: Análisis Térmico Dinamo-mecánico (DMTA), Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Reometría dinámica (RDA). El análisis Espectroscopio Infrarrojo ha demostrado el carácter bifásico del CE Clariant y la pureza del Joncryl en el cual se destaca claramente la función epoxi. Se ha constatado la fuerte degradación hidrolítica del PLA procesado en el Brabender y concluido una mayor potencia del sistema PLA 4032D/CE, promoviendo una mayor extensión de cadena mientras que el uso del PLA 2002D/CE por su mayor irregularidad estructural reacciona menos. También se ha establecido un grado de ramificaciones creciente en las mezcla de PLA con 1%, de Clariant y 0.5% de Joncryl. Con un contenido de 1 % de Joncryl se obtiene un polímero con alto grado de ramificación y/o entrecruzado donde las partículas no fundidas actúan como agente de nucleacion durante el enfriamiento provocando la cristalización en esta etapa.