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Title: Blends of TPS with modified MWCNT: Characterization and Application.
Authors: Tafur Guisao, Juan Pablo
Garces Samaniego, Bryan Omar
Keywords: Starch-based composite
Biopolymers
Biodegradables
Compósitos a base de almidón
Biopolímeros.
Biodegradable
Issue Date: Jun-2023
Publisher: Universidad de Investigación de Tecnología Experimental Yachay
Abstract: In the present work, thermoplastic starch-based composites with functionalized multi-walled carbon nanotubes as a filler were prepared, characterized and their potential use as conductive materials were evaluated. The multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were synthesized by the CVD method using CaCO3 8% Fe 2% Co as catalyst, and the MWCNT functionalization was performed by refluxing them with HNO3 concentrated. Thermoplastic starch (TPS) composites were synthesized using glycerol as a plasticizer and adding functionalized MWCNT (f-MWCNT) in the starch matrix in four different concentrations: 0.5% (0.5TPS), 1% (1TPS), 2% (2TPS), and 4% (4TPS). The presence of carboxylic functionalization in MWCNT was confirmed by FTIR, Raman spectroscopy, and XPS spectroscopies analysis, while the TGA allows to quantify the presence of oxygen groups in f-MWCNT. FTIR and Raman spectroscopy analysis of the TPS/f-MWCNT composites confirmed the presence of the filler in the starch matrix, and UV-vis analysis studied the chemical interaction of f-MWCNT in the starch matrix. The composites showed a decrease in the degree of crystallinity as well as in the maximum decomposition temperature as the f-MWCNT were added. The electrical conductivity test reveals an increase in conductivity, except for 1TPS composite, with respect to composite without f-MWCNT. Moreover, the composite degradation tests shows a slightly higher 1TPS composite degradation rate than the other composites, including composite without f-MWCNT.
Description: En el presente trabajo, se prepararon, caracterizaron y evaluaron compósitos a base de almidón termoplástico con nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados como relleno, para su uso potencial como materiales conductores. Los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) se sintetizaron por el método CVD usando CaCO3 8% Fe 2% Co como catalizador, y la funcionalización se realizó sometiendo a reflujo a los MWCNT con HNO3 concentrado. Los compuestos de almidón termoplástico (TPS) se sintetizaron usando glicerol como plastificante y agregando MWCNT funcionalizados (f-MWCNT) en cuatro concentraciones diferentes: 0.5% (0.5TPS), 1% (1TPS), 2% (2TPS) y 4% (4TPS). La funcionalización carboxílica en MWCNT se evidenció mediante análisis espectroscópico por FTIR, espectroscopía Raman y XPS, mientras que el TGA permitió cuantificar la presencia de grupos funcionales con oxígeno en los f-MWCNT. Los análisis espectroscópicos FTIR y espectroscopía Raman de los compósitos TPS/f-MWCNT confirmaron la presencia del relleno en la matriz de almidón, y el análisis UV-vis estudió la interacción química de f-MWCNT en la matriz de almidón. Los composites mostraron una disminución en el grado de cristalinidad y en la temperatura máxima de descomposición con la adición de f-MWCNT. La prueba de conductividad eléctrica revela un aumento en la conductividad, a excepción del compósito 1TPS, con respecto al compósito sin f-MWCNT (TPS). Además, los ensayos de degradación en compostaje muestran una tasa de degradación de 1TPS ligeramente superior a la de los otros compuestos, incluido el TPS.
URI: http://repositorio.yachaytech.edu.ec/handle/123456789/628
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