Caracterizaci ´on mec´anica

Se realizaron ensayos a tracci ´on para el estudio de las propiedades mec´ani- cas de los mat y de las pel´ıculas preparadas mediante solvent casting para su posterior comparaci ´on. Las propiedades obtenidas de estos ensayos fueron el m ´odulo de Young (E), la resistencia a la tracci ´on (σs) y la elongaci ´on a la

rotura (B). En la Figura 4.22 queda representado el m ´odulo de Young (E)

de PLA-PHB para los mat y para las pel´ıculas preparadas mediante solvent casting en la Figura 4.23.

78 Cap´ıtulo 4. Resultados y discusi ´on

La adici ´on de plastificante disminuye el m ´odulo de Young debido al aumento de movilidad de las cadenas polim´ericas, disminuyendo en con- secuencia la rigidez de las mezclas ensayadas. Particularmente, en para el caso de los mat la muestra PLA-PHB OLA20 presenta diferencias significa- tivas con respecto a la muestra de PLA-PHB.

FIGURA 4.22: Representaci ´on del m ´odulo el´astico (E) de mat para diferentes proporciones de plastificante

FIGURA 4.23: Representaci ´on gr´afica del m ´odulo el´astico (E) de solvent casting para diferentes proporciones de plas-

4.2. Optimizaci ´on de par´ametros de electrospinning de las mezclas de

PLA-PHB 79

Los materiales preparados por solvent casting presentan la misma ten- dencia que para el caso del material conformado por fibras electrohiladas, pero como se aprecia en la Figura 4.23 la adici ´on de plastificante tiene un efecto m´as marcado que para el mat (Figura 4.23). Los valores, en t´ermi- nos generales, aumentan considerablemente hasta en un orden de magni- tud, debido principalmente a la rigidez de los filmes ensayados de PLA- PHB. Para el caso de PLA-PHB, el m ´odulo el´astico es hasta 14 veces mayor ('1700 MPa) comparado con las fibras ('120 MPa), siendo comparable a re- sultados obtenidos con mezclas de PP-PET, procesadas mediante extrusi ´on (Friedrich y col.,2005). En el caso de las muestras plastificadas el m ´odulo el´astico se incrementa aproximadamente 10 veces con respecto a las fibras. Por lo tanto, al igual que en el caso de las fibras, se observa una tendencia de decrecimiento de m ´odulo en funci ´on del incremento de plastificante Sin embargo no existen diferencias significativas entre las muestras plastifica- das.

FIGURA4.24: Representaci ´on gr´afica de resistencia a la trac- ci ´on de mat para diferentes proporciones de plastificante.

En vista de los resultados expuestos en la Figura 4.24 el PLA-PHB elec- trohilado es la formulaci ´on con mayor valor de resistencia a la tracci ´on con un valor de 4,81 MPa. La tendencia general es de disminuci ´on de la resis- tencia a tracci ´on debido a la adici ´on de plastificante. Se observa una dismi- nuci ´on significativa a partir de un 15 % p/p de OLA con respecto al mat de PLA-PHB. Puede distinguirse dos grupos estad´ısticamente similares, por un lado PLA-PHB y PLA-PHB-OLA 10 y por otro PLA-PHB-OLA 15 y PLA-PHB-OLA 20, donde el test de Tukey arroja paridad estad´ıstica en- tre ambos.

80 Cap´ıtulo 4. Resultados y discusi ´on

FIGURA4.25: Representaci ´on gr´afica de resistencia a la trac-

ci ´on de solvent casting para diferentes proporciones de plas- tificante.

Las muestras procesadas mediante solvent casting siguen una tenden- cia semejante a los mat, pero con una mayor dispersi ´on en los intervalos de confianza obtenidos como se observa en el gr´afico de la Figura 4.25. La muestra de PLA-PHB presenta una resistencia a la tracci ´on de 21,6 MPa, 4,5 veces mayor en comparaci ´on a la procesada mediante electrospinning. Las distintas proporciones de plastificante en el material disminuyen esta pro- piedad mec´anica, pero sin presentar diferencias significativas entre ellas, registr´andose un m´ınimo de 12,9 MPa para un 15 % p/p de OLA (PLA- PHB OLA15). Para las muestras preparadas por solvent casting de PLA-PHB se tiene una resistencia a la tracci ´on comparable al PE (20,6 MPa) comercial (Li y col., 2003). No existen diferencias significativas entre la muestra no plastificada (PLA-PHB) con aquellas que s´ı lo est´an, debido en parte a la alta dispersi ´on en los datos obtenidos.

En la Figura 4.26 y 4.27 quedan representados gr´aficamente los resul- tados obtenidos de los ensayos de tracci ´on en relaci ´on a la elongaci ´on a la rotura de los materiales con las diferentes proporciones de plastificante. Es de esperar que la adici ´on de plastificante proporcione una mayor elastici- dad al material debido a la mayor movilidad de las cadenas polim´ericas en el material. Para el caso de las fibras (Figura 4.26), esta caracter´ıstica no se encuentra tan marcada. Para el mat de PLA-PHB la elongaci ´on a la rotura es semejante a las muestras con un 10 % p/p y 15 % p/p de OLA . Sin em- bargo, no existen diferencias significativas entre PHB-PLA y las muestras

4.2. Optimizaci ´on de par´ametros de electrospinning de las mezclas de

PLA-PHB 81

plastificadas con un 10 % p/p y 15 % p/p (la elongaci ´on no se ver´ıa afecta- da por el plastificante). Para un 20 % p/p de OLA la elongaci ´on a la rotura decrece, esto puede ser debido a un exceso de plastificante presente en las fibras que no consigue mezclarse homog´eneamente con la matriz de PLA- PHB. Una elongaci ´on a la rotura registrada en torno al 38 % para el caso de PLA-PHB OLA15 representa un valor mayor respecto a fibras obtenidas de PE con una elongaci ´on del 24 % (Kunugi, Suzuki y Hashimoto,1981).

Ahora se analizan los resultados obtenidos para las muestras prepara- das mediante solvent casting, representados en la Figura 4.27. El efecto del plastificante se encuentra notablemente m´as marcado que en el caso de las fibras. La elongaci ´on pone de manifiesto la rigidez de los filmes con un va- lor menor a un 2 % para las muestras de PLA-PHB y algo mayor para las plastificadas, siendo m´axima para un contenido del 20 % p/p de plastifi- cante donde alcanza aproximadamente el 3 %. Sin embargo, representan unos resultados de elongaci ´on bajos en comparaci ´on a las fibras que elon- gan hasta 13 veces m´as. Analizando los datos existen diferencias signifi- cativas entre las probetas ensayadas de PLA-PHB con el resto de formu- laciones, pudi´endose afirmar que proporciona una elongaci ´on menor, otro grupo intermedio con un 10 % p/p y 15 % p/p de OLA son estad´ısticamen- te semejantes y, por ´ultimo, la formulaci ´on PLA-PHB OLA20 tiene un valor de elongaci ´on significativamente mayor sobre el resto de formulaciones.

FIGURA4.26: Representaci ´on gr´afica de elongaci ´on a la ro-

82 Cap´ıtulo 4. Resultados y discusi ´on

FIGURA4.27: Representaci ´on gr´afica de elongaci ´on a la ro- tura de solvent casting para diferentes proporciones de plas-

tificante