Proceso de obtención de bioplásticos reforzados con grafeno y su evaluación para el uso en bolsas ecológicas

Abstract

Estudia el efecto de la variación de la concentración del almidón de papa Yungay, aloe vera y grafeno sobre las propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua mediante el empleo de un diseño factorial 2˄ 3 de dos niveles y de tres factores para lograr obtener un material con propiedades mejoradas. Además, se realiza el estudio ambiental y económico para la producción del bioplástico con propiedades mejoradas. El bioplástico es obtenido por el método casting, y se realizó la caracterización estructural por espectroscopia de infrarrojo, la térmica mediante Calorimetría Diferencial de Barrido, la mecánica empleando norma ASTM 882, la morfológica mediante Microscopía Electrónica de Barrido, permeabilidad mediante el método desecante y biodegradabilidad por el método gravimétrico. De acuerdo, a los resultados obtenidos se evidencia que las películas de bioplástico con un alto valor resistencia a tensión de 2.49 ± 0.28 MPa a altos niveles de concentración de almidón, aloe y grafeno (10% p/p almidón, 24%p/p aloe y 0.045%p/p grafeno). Se encontró un valor mínimo de permeancia y permeabilidad de 5.35 kg/h.kPa.m2 y 0.001839 kg/h.kPa.m, respectivamente, a una concentración de grafeno de 0.005%; concentración de aloe, 24%; y concentración de almidón, 10%. Se obtuvo un valor máximo de 94.37% de biodegradabilidad a bajos niveles de concentración de almidón, aloe y grafeno al mes de evaluación. Se concluye que con la incorporación del aloe vera y grafeno se ha logrado obtener un bioplástico biodegradable con mejores propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de las películas, y con menor impacto ambiental y mediante la evaluación económica se determinó que es rentable para poder ser escalado a nivel industrial, con un VANE de 327,918 y un TIRE de 67% y una relación beneficio-costo de 1.11.