Estudio de las propiedades y biodegradabilidad de plásticos (cast-films) elaborados a partir de cáscara de naranja, pectina y alcohol polivinilico (pvoh)

Alemán Huerta, María Elizabeth (2006) Estudio de las propiedades y biodegradabilidad de plásticos (cast-films) elaborados a partir de cáscara de naranja, pectina y alcohol polivinilico (pvoh). Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Los polímeros biodegradables están siendo reconocidos como una solución a algunos de los problemas de contaminación ambiental por residuos sólidos. En los últimos años se han realizado diversas investigaciones encaminadas al aprovechamiento de la cáscara de naranja, residuo importante de la industria de extracción de jugo, una de ellas se propone en el presente estudio: la utilización de la cáscara de naranja en la preparación de películas plásticas biodegradables. El objetivo del presente trabajo fue elaborar películas (cast-films) a base de cáscara de naranja, pectina y alcohol polivinílico (PVOH) y medir sus propiedades fisicomecánicas, así como capacidad de biodegradación. Se prepararon diferentes formulaciones para posteriormente obtener películas mediante la técnica de “casting” (colada), utilizando placas de vidrio como molde, colocándolas en una incubadora a 40°C por 3 horas y posteriormente recuperar las películas manualmente a 23°C. Las películas presentaron una resistencia a la tensión que fluctuó entre 703 y 1896 psi y una elongación cuyos valores fluctuaron entre 4.2 y 18.9%. En la prueba de biodegradación realizada mediante respirometría las películas presentaron un 100% de biodegradación después de 306 horas de experimento. En suelo de jardín las películas presentaron fragmentación a partir de los quince días de exposición y progresivamente a los 30, 45 y 60 días, no pudiéndose recuperar a los 90 días de exposición. Las películas elaboradas poseen buenas propiedades fisicomecánicas que, aunque menores que las de los plásticos sintéticos, las proponen como una alternativa de uso en el campo, ya que se demostró que son biodegradables y que en suelo de jardín desaparecen en un lapso no mayor a 90 días. Abstract In the last years the increase of the population, high diversity of the industrial production and consuming process around the world, have given many problems like the generation and accumulation of wastes. The biodegradable polymers have been recognized as one kind of solution for some environmental pollution problems. Recently, the orange peel, important waste in the orange juice manufacturation process has been investigated for different kinds of applications, one of these is presented in this research: the utilization of orange peel for the elaboration of cast films. The objective was to prepare cast films based on orange peel, pectin and polyvinilic alcohol (PVA), and to measure their mechanic and biodegradability properties. Blends were prepared with the orange peel, pectin and PVA, and molding using a glass plate and incubated at 40°C for 3 hours and recovered manually at room temperature. Five different formulations were obtained and the tensile strength and percent elongation were determinate, ranged between 703 to 1896 psi, and 4.2 to 18.9%, respectively. Solubility in different systems was measured, higher values were found in distilled water than sea water (simulated aquatic environment), with 31 to 78% and 5.6 to 52%, respectively. The biodegradability was followed by respirometric test assay, where all films were totally mineralized after 306 hours. A soil garden exposure showed fragmentation of the films from 15, 30, 45, 60 days progressively, the recuperation after 90 days was not possible. The cast films based on orange peel showed good mechanical properties, although less than synthetic plastics as polyethylene; however they can be an option for specific applications like mulching, because their biodegradability.

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