Biofoams of chitosan and hydroxypropyl cellulose reinforced with silica nanoparticles and cross-linked with glutaraldehyde

Abstract

Dado el creciente problema de la contaminación causada por el uso de plásticos, es fundamental buscar nuevas fuentes sostenibles que ayuden a combatir este problema ambiental. Este estudio se centra en la búsqueda de un biocompuesto basado en polisacáridos, como el quitosano y la hidroxipropilcelulosa, entrecruzados con diferentes cantidades de glutaraldehído (0 ml, 3 ml, 6 ml, 9 ml) y porcentajes de nanopartículas de silica (0%, 0.5%, 1%, 1.5%). Las espumas basadas en quitosano fueron caracterizadas mediante FTIR y TGA para analizar sus grupos funcionales y su estabilidad térmica. Las pruebas mecánicas de compresión, realizadas con UTM, revelaron que el incremento de glutaraldehído mejora considerablemente la estructura de las espumas, permitiendo una mayor resistencia a las deformaciones del material. Además, se evaluaron la porosidad, el grado de recuperación del material y su densidad aparente. Se analizaron el grado de hinchamiento, capacidad de retención de agua, y la cantidad de agua retenida. Finalmente, se realizaron pruebas de biodegradabilidad de las bioespumas, donde se demostró la importancia del glutaraldehído como entrecruzante de las espumas para mantener su estructura en contacto con la humedad del suelo, evitando que se comporten como hidrogeles. Este estudio presenta los biocompuestos como una propuesta viable para reemplazar las espumas convencionales de poliuretano utilizadas para protección contra impactos, añadiendo que, una vez cumplida su función, las espumas pueden ser desechadas en el suelo, mejorando la retención de agua y la calidad del suelo gracias a la liberación de nitrógeno presente en el quitosano.