Resumen:
Los materiales durables basados en polilactida (PLA) son altamente demandados como alternativa a los plásticos convencionales de origen petroquímico; sin embargo, el desarrollo de mezclas de PLA que presenten simultáneamente alta tenacidad y resistencia térmica sigue siendo un desafío significativo. En este trabajo, se preparó una serie de mezclas de alto rendimiento basadas en PLA mediante mezclado en fundido de policarbonato (PC) de origen biobasado, poli(ácido D-láctico) (PDLA) y un compatibilizante (BPM), y se analizaron de forma sistemática la morfología de fases, el comportamiento de cristalización, las propiedades mecánicas y la resistencia térmica. Se construyó una novedosa red dual resistente al calor, compuesta por una fase continua de PC y la estereocomplejación PDLA/PLA, en la cual la estereocomplejación genera una red tridimensional que restringe la movilidad de las cadenas amorfas de PLA, mientras que la fase de PC actúa como un armazón resistente al calor, mejorando de manera conjunta la estabilidad térmica del sistema. Además, la incorporación de BPM incrementa la tenacidad y la adhesión interfacial entre las fases de PC y PLA, lo que se traduce en mejoras sustanciales de las propiedades mecánicas. La mezcla optimizada alcanzó una temperatura de deflexión térmica de 106,5 °C, una resistencia al impacto de 7,5 kJ/m² y una elongación a la rotura de 113,6 %.
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Conclusiones:
En este estudio, se desarrolló un sistema de mezcla multicomponente compuesto por PLA/PC/BPM/PDLA, basado en las estrategias de una red resistente al calor de fases cocontinuas y una modificación sinérgica mediante estereocomplejación (SC). Este enfoque abordó de manera efectiva la inestabilidad térmica inherente del PLA, al tiempo que mejoró simultáneamente su tenacidad. En el sistema, el BPM actúa tanto como compatibilizante como agente de tenacificación, incrementando de forma significativa la tenacidad de la mezcla PLA/PC. La incorporación de PC y PDLA mejora notablemente la resistencia térmica de la mezcla PLA/PC/BPM/PDLA. La formulación óptima PLA50/PC50/BPM10/PDLA10 presentó una temperatura de deflexión térmica (HDT) de 106,5 °C, una elongación a la rotura de 113,6 % y una resistencia al impacto con entalla de 7,5 kJ/m². La clave de la elevada resistencia térmica de la mezcla PLA50/PC50/BPM10/PDLA10 radica en la fase continua resistente al calor formada por el PC y en la red físicamente entrecruzada de estereocomplejos (SC) dentro de la matriz de PLA. La fase continua de PC proporciona soporte estructural a la mezcla, mientras que la red de SC resuelve el problema del ablandamiento térmico de la fase amorfa del PLA a temperaturas elevadas, mejorando así de manera significativa la resistencia térmica del material.
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Información tomada y traducida del artículo científico publicado en Polymer Science & Technology.
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