Evaluación físico-mecánica de nanocompuestos base de arcillas catiónicas contenidas en almidón termoplástico (TPS)

Adames Paredes, Yicel Dayana

Evaluación físico-mecánica de nanocompuestos base de arcillas catiónicas contenidas en almidón termoplástico (TPS)

dc.contributor.advisor	Caicedo Cano, Carolina (Directora)
dc.contributor.advisor	Calambás, Heidy Lorena (Codirectora)
dc.contributor.author	Adames Paredes, Yicel Dayana
dc.creator.degree	Trabajo de grado para optar al título de Químico
dc.date.accessioned	2025-06-03T23:59:20Z
dc.date.available	2025-06-03T23:59:20Z
dc.date.issued	2021
dc.description	El objetivo de este trabajo fue producir películas de bionanocompuestos poliméricos a base de almidón termoplástico/alcohol polivinílico (PVA) y nanoarcillas con el fin de evaluar la influencia sobre las propiedades físico-mecánicas mediante la adición de diferentes proporciones de nanoarcillas (NC) en presencia de ultrasonido y sus respectivos blancos. Se prepararon las biopelículas mediante el método de solvent-casting y se caracterizaron por espectroscopía infrarroja (FTIR), análisis termogravimétrico, análisis mecánico, ángulo de contacto y microscopía electrónica de barrido. En los espectros FTIR se observaron bandas características de la mezcla de almidón termoplástico y alcohol polivinílico (SP/PVA) y grupos funcionales que evidencian la interacción con las nanoarcillas. También se observó una mejora en la estabilidad térmica del almidón con la incorporación de arcilla mediante análisis termogravimétrico (TGA) y se evidenció un aumento en las temperaturas de gelatinización de las biopelículas en la calorimetría diferencial de barrido (DSC). Los resultados del análisis de tensión mostraron aumentos en los valores de la resistencia máxima y módulo de Young para la muestra SP 1,0 NC-S, debido al efecto de refuerzo que genera la nanoarcilla sobre las propiedades mecánicas de las biopelículas. El análisis superficial relacionado con la mojabilidad, mediante la técnica de gota sésil mostró un aumento proporcional en los valores de ángulo de contacto con el contenido de nanoarcilla. Lo anterior evidencia una disminución en la hidrofilicidad de las películas frente al agua. Las propiedades morfológicas se caracterizaron mediante Microscopia Diferencial de Barrido (SEM), confirmando una buena dispersión de la nanoarcilla sobre la matriz biopolimérica (SP/PVA) debido la influencia del ultrasonido. Estos resultados demuestran que las nanoarcillas son nanorefuerzos prometedores para mejorar las propiedades de las mezclas basadas en TPS/PVA, y constituyen un nuevo material verde para aplicación potencial en el sector de empaques.
dc.description.abstract	The objective of this work was to produce films of polymeric bionanocomposites based on thermoplastic starch / polyvinyl alcohol (PVA) and nanoclays in order to evaluate the influence on the physicomechanical properties by adding different proportions of nanoclays in the presence of ultrasound and their respective targets. Biofilms were prepared using the solvent-casting method and characterized by infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis, mechanical analysis, contact angle and scanning electron microscopy. In the FTIR spectra, characteristic bands of the mixture of thermoplastic starch and polyvinyl alcohol (SP / PVA) and functional groups that show the interaction with nanoclays were observed. An improvement in the thermal stability of the starch was also observed with the incorporation of clay by thermogravimetric analysis (TGA), and an increase in the gelatinization temperatures of the biofilms was evidenced in differential scanning calorimetry (DSC). The results of the stress analysis showed increases in the values of maximum resistance and Young's modulus for the sample SP-1.0-NC-S, due to the reinforcing effect generated by the nanoclay on the mechanical properties of the biofilms. Surface analysis related to wettability, using the sessile drop technique, showed a proportional increase in the contact angle values with the nanoclay content. This shows a decrease in the hydrophilicity of biofilms against water. The morphological properties were characterized by Differential Scanning Microscopy (SEM), confirming a good dispersion of the nanoclay on the biopolymer matrix (SP / PVA) due to the influence of ultrasound. These results demonstrate that nanoclays are promising nanofillers to improve the properties of TPS / PVA-based blends, and constitute a new green material for potential application in the packaging sector.
dc.format	application/pdf
dc.format.extent	20 páginas
dc.identifier.citation	Adames Paredes, Y. D. (2021). Evaluación físico-mecánica de nanocompuestos base de arcillas catiónicas contenidas en almidón termoplástico (TPS). Universidad Santiago de Cali.
dc.identifier.uri	https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/6954
dc.language.iso	es
dc.publisher	Universidad Santiago de Cali
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias Básicas
dc.publisher.program	Química
dc.pubplace.city	Cali
dc.pubplace.state	Valle del Cauca
dc.rights.acceso	Acceso Privado
dc.rights.cc	Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0)
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.source.institution	Universidad Santiago de Cali
dc.source.repository	Repositorio Institucional USC
dc.subject	Nanocompuestos
dc.subject	Biopolímeros
dc.subject	Montmorillonita
dc.subject	Propiedades mecánicas
dc.subject	Propiedades térmicas
dc.subject.keyword	Nanocomposite
dc.subject.keyword	Biopolymers
dc.subject.keyword	Montmorillonite
dc.subject.keyword	Mechanical properties
dc.subject.keyword	Thermal properties
dc.title	Evaluación físico-mecánica de nanocompuestos base de arcillas catiónicas contenidas en almidón termoplástico (TPS)
dc.type	Thesis
dc.type.spa	Investigación