Creación y caracterización del aerogel más óptimo para aplicaciones de packaging mediante alginato, montmorillonita de sodio y ácido tánico

Abstract

Este proyecto trata de crear un aerogel biodegradable, mediante procesos amigables con el medio ambiente, que pueda sustituir a las contaminantes espumas poliméricas convencionales en aplicaciones de packaging. Se han empleado materiales biodegradables y abundantes en la naturaleza, como el alginato, la montmorillonita de sodio (arcilla) y el ácido tánico. Se han creado aerogeles con diferentes composiciones de estas tres sustancias y se han caracterizado para estudiar cómo influye cada una de las sustancias en base a tres parámetros que se consideran fundamentales para la aplicación de packaging: densidad, resistencia a compresión y comportamiento a la llama. Los aerogeles resultantes han sido sometidos a una caracterización mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), ensayos de compresión, test vertical y pyrolysis-combustion flow calorimeter. Se ha encontrado que la adición de arcilla a los aerogeles con base alginato aumenta el módulo específico de los aerogeles; con la adición de ácido tánico, también hay un incremento del módulo específico, pero éste es menor para la misma concentración. La arcilla crea una estructura tridimensional por lamelas muy característica, que queda encapsulada dentro de la red interconectada de polímero. El ácido tánico actúa como retardante a la llama, disminuyendo la capacidad de liberación de calor (J/gK) de los aerogeles. Finalmente, se ha conseguido mejorar las propiedades mecánicas a compresión de los aerogeles mediante la incorporación de 1% de lactato de calcio hidratado; éste reticula con el alginato e incrementa hasta en un 37% el módulo específico de los aerogeles.