Procesado en fundido de PLA reforzado con nanofibras de celulosa a partir de un masterbatch preparado de forma sostenible

Resumen

En este estudio, se fabricaron bionanocompuestos de poli (ácido láctico) (PLA) reforzados con nanofibras de celulosa (CNF) a través de equipos industrialmente escalables. Las diferencias de compatibilidad entre el PLA hidrófobo y la CNF hidrófila se contrarrestaron utilizando un masterbatch de polietilenglicol (PEG) / CNF en base agua, minimizando así la autoaglomeración de la CNF durante el secado. Por microscopía de luz polarizada se mostró un refinamiento progresivo de la distribución de la CNF en el PLA a medida que  aumenta el contenido de PEG. La eficiencia del sistema portador de PEG se corroboró mediante ensayos reológicos. Se destaca la formación de fuertes interacciones de la CNF o una red tridimensional de CNF para los compuestos basados en masterbatch que contienen 20% en peso de PEG, lo que corrobora el éxito de nuestro enfoque sostenible para dispersar efectivamente CNF a través de técnicas de mezclado en fundido. Bajo carga termomecánica, la estructura rígida de la CNF dominó la respuesta viscoelástica de los compuestos plastificados, demostrando la capacidad de carga, tanto en el estado vítreo como en el gomoso, de la CNF cuando está bien distribuida. Este método rápido y sencillo es adecuado para la preparación de masterbatches de CNF procesables en fundido, que puede ser utilizardo por los métodos convencionales de procesamiento a escala industrial.