En los últimos años, el interés por encontrar alternativas sostenibles a los plásticos sintéticos de un solo uso ha aumentado considerablemente. Uno de los materiales que ha ganado popularidad en este sentido es el almidón termoplástico (TPS, por sus siglas en inglés), un plástico biodegradable que proviene de fuentes renovables y económicas. En este artículo, exploraremos en detalle qué es el TPS plástico, sus ventajas y desventajas, así como los diferentes tipos de TPS y mezclas de TPS disponibles en la actualidad.
¿Qué es el almidón?
El almidón es un recurso natural fácilmente disponible que las plantas utilizan principalmente para almacenar energía. Cultivos como las papas y el arroz son ricos en almidón y se producen en grandes cantidades como alimentos básicos. El almidón también se utiliza en una amplia variedad de industrias, desde la alimentaria y la cosmética hasta la textil. Gracias a su origen natural y a su abundancia, el almidón es completamente biodegradable y renovable. Químicamente, el almidón es un polisacárido compuesto principalmente por amilosa y amilopectina. Las largas cadenas y ramificaciones de estos polímeros naturales le confieren al almidón sus propiedades físicas útiles. La composición exacta del almidón depende de la planta que lo produce, y esto también determina algunas de sus propiedades importantes.
¿Qué es el almidón termoplástico?
Aunque el almidón puro se utiliza en muchas otras aplicaciones, debe ser procesado antes de poder utilizarse como plástico. Cuando se combina con agua y plastificantes, como glicerol y sorbitol, el almidón puede ser calentado y sometido a esfuerzos para producir un polímero biodegradable conocido como almidón termoplástico, o TPS. El TPS puede ser calentado, moldeado y enfriado repetidamente para formar una variedad de productos plásticos utilizando los métodos y maquinaria ya existentes para los plásticos sintéticos. Aunque las formas más simples de TPS presentan algunas desventajas, a menudo se mezcla con otros polímeros para crear plásticos biodegradables altamente funcionales y de bajo costo.
Pros y contras del almidón termoplástico
El almidón termoplástico es una prometedora alternativa para muchas aplicaciones de plástico sintético. Está hecho de materiales completamente biodegradables y de origen natural que ya son económicos y abundantes, lo que lo convierte en una opción de bajo costo, fácil de implementar y respetuosa con el medio ambiente. El TPS también es altamente versátil y modular. Cuando se mezcla con otros polímeros, ya sean naturales o sintéticos, sus propiedades pueden adaptarse a una amplia gama de aplicaciones. Además, puede utilizarse en los procesos y equipos de plastificación existentes diseñados para polímeros sintéticos, como la extrusión, la inyección y el soplado. Sin embargo, cuando no se mezcla con otras fibras o polímeros, el almidón termoplástico presenta algunas desventajas distintas. El TPS tiene una tendencia natural a la retrogradación, es decir, a volver a una estructura más cristalina similar al almidón a medida que se enfría, lo que provoca fragilidad y malas propiedades mecánicas. Además, el TPS es naturalmente hidrofílico, lo que le confiere una alta solubilidad en agua y una baja resistencia al agua, así como un rendimiento deficiente en condiciones de alta humedad.
Mezclas de almidón termoplástico
Para abordar las desventajas del almidón termoplástico, se suele mezclar con otros polímeros para controlar y mejorar sus propiedades. Al combinar polímeros fuertes pero costosos con TPS abundante y sostenible, los fabricantes pueden producir plásticos biodegradables eficaces y de bajo costo.
Almidón x PVA
El PVA es un polímero biodegradable de alto costo ideal para aplicaciones de embalaje. Cuando se mezcla con TPS, el PVA mejora las propiedades mecánicas y térmicas del plástico final al tiempo que sigue siendo completamente biodegradable y reduce el costo total. Sin embargo, la mezcla de almidón/PVA sigue siendo hidrofílica, por lo que se deben incluir aditivos como el glutaraldehído para mantener sus propiedades mecánicas en aplicaciones de alta humedad y barrera al agua.
Almidón x PLA
El PLA es un poliéster renovable que forma películas altamente flexibles pero que es costoso y frágil. Las mezclas de TPS y PLA tienen como objetivo eliminar las desventajas mecánicas del TPS al tiempo que reducen la fragilidad y el costo. El TPS y el PLA no se mezclan bien intrínsecamente, pero pueden mezclarse de manera efectiva a través de la co-plastificación y aditivos como los aceites vegetales epoxidados. El plástico resultante tiene una resistencia mejorada y es completamente biodegradable.
Almidón x polibutileno succinato (PBS)
El PBS es un poliéster biodegradable con buenas propiedades químicas, resistencia al agua, propiedades térmicas y mecánicas, y capacidad de fusión. Cuando se mezcla con TPS, el plástico resultante tiene propiedades tensiles y resistencia al agua mejoradas, al tiempo que sigue siendo menos costoso y biodegradable.
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