Experimental techniques for the study of the degradation of pla and its blends

Abstract

El poli (ácido láctico) (PLA) puede descomponerse en condiciones ambientales mediante la escisión de la cadena, formando subproductos no tóxicos. La influencia de los factores ambientales abióticos en la destrucción de polímeros biodegradables es importante para evaluar y predecir el período de su total degradación en el medio ambiente. Esta revisión muestra investigaciones recientes sobre la biodegradación en ambientes abióticos y estudia la influencia de la humedad, temperatura, radiación ultravioleta (UV), la luz solar y el pH, así como las técnicas experimentales empleadas para estudiar la degradación del PLA y sus mezclas, como son la Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Análisis termogravimétrico (TGA), Difracción de Rayos X (XRD), Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), Resonancia Magnética Nuclear (RMN), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y pruebas mecánicas. El deterioro de las propiedades del PLA se debe principalmente a las escisiones de la cadena en la matriz del PLA. Estos cambios pueden observarse a través de la disminución de la masa molar del PLA, que puede ser monitoreada mediante Cromatografía de Permeación en Gel (GPC) y 1H NMR. Por otra parte, las transiciones térmicas, típicamente estudiadas mediante DSC, presentan modificaciones durante la degradación; la transición vítrea, los procesos de cristalización y fusión muestran comportamientos diferentes, dependiendo del tipo de degradación y de los componentes presentes en las mezclas. La técnica de DRX proporciona información relevante sobre la cristalización que puede ser utilizada para complementar los resultados de DSC. Ahora bien, la estabilidad térmica del PLA se ve afectada como consecuencia de la degradación abiótica, mostrando una disminución de las temperaturas de descomposición térmica en la mayoría de los casos, tal como es reportado en los ensayos de TGA. Los cambios químicos que se originan durante la degradación pueden ser observados mediante FTIR y RMN. La degradación también afecta la morfología del PLA y sus mezclas, tanto la superficie de las muestras, mostrando evidencias de erosión, como en la interacción de las fases. Finalmente, las pruebas mecánicas resultaron ser muy sensibles a los cambios originados por la degradación, pudiéndose evidenciar la degradación mucho antes que en las otras técnicas revisadas. Las recopilaciones de estos resultados demuestran que la combinación de todas las técnicas de caracterización son una estrategia útil para monitorear el proceso de degradación y evaluar los cambios en la estructura del PLA inducidos por diferentes tipos de degradación abiótica.