Repositorio
Institucional

Arias-Tapia, Mary Judith

Effect of Starch Variety and Environmental Conditions on the Aerobic Biodegradation of Citric Acid-Compatibilized Thermoplastic Starch/Polylactic Acid Blends

MDPI

POLYMERS

en

In this study, the aerobic degradation of sweet potato (Ipomoea batatas

SP) and diamond yam (Dioscorea rotundata

DY) thermoplastic starch (TPS) blends, combined with polylactic acid (PLA) and varying ratios of citric acid (CA) as a crosslinker, was investigated in compost and seawater environments. After 50 d of composting, weight losses in the SP-TPS/CA/PLA blends were 56.9%, 52.3%, and 77.5%, while those of DY-TPS/CA/PLA were 55.8%, 52.2%, and 62.2% for 0%, 1%, and 5% CA, respectively. In seawater, the SP-TPS/CA/PLA blends showed weight losses of 52.9%, 46.8%, and 61.5%, and the DY-TPS/CA/PLA blends lost 35.2%, 32.1%, and 43.9% for the same CA ratios, respectively. In both media, SEM revealed structural damage, holes, cracks, and changes in coloration, reflecting microbial activity. Additionally, in compost and seawater, TGA results showed that PLA remained the predominant component after 50 d, as most of the degradation occurred on TPS due to its amorphous structure and higher hydrophilicity. In both media, the SP-TPS/CA5/PLA and DY-TPS/CA5/PLA blends exhibited faster degradation, whereas SP-TPS/CA1/PLA and DY-TPS/CA1/PLA displayed higher stability and lower disintegration. Additionally, all blends required over 50 d to degrade completely, as evidenced by the absence of a plateau phase in the biodegradability curves. Statistical analysis showed that, in seawater, the degradation behavior of the blends was similar to cellulose. However, the CA ratio had a greater impact on the compost degradation of the blends with SP-TPS than on DY-TPS. Therefore, the critical factors influencing the degradation of these blends are the starch source and the CA ratio.En este estudio, se investigó la degradación aeróbica de mezclas de almidón termoplástico (TPS) de batata (Ipomoea batatas

SP) y ñame diamante (Dioscorea rotundata

DY), combinadas con ácido poliláctico (PLA) y diferentes proporciones de ácido cítrico (CA) como agente reticulante, en ambientes de compost y agua de mar. Después de 50 días de compostaje, las pérdidas de peso en las mezclas SP-TPS/CA/PLA fueron del 56,9%, 52,3% y 77,5%, mientras que las de DY-TPS/CA/PLA fueron del 55,8%, 52,2% y 62,2% para 0%, 1% y 5% de CA, respectivamente. En agua de mar, las mezclas SP-TPS/CA/PLA mostraron pérdidas de peso de 52,9%, 46,8% y 61,5%, y las mezclas DY-TPS/CA/PLA perdieron 35,2%, 32,1% y 43,9% para las mismas proporciones de CA, respectivamente. En ambos medios, SEM reveló daños estructurales, agujeros, grietas y cambios en la coloración, reflejando la actividad microbiana. Además, en compost y agua de mar, los resultados de TGA mostraron que el PLA siguió siendo el componente predominante después de 50 días, ya que la mayor parte de la degradación ocurrió en el TPS debido a su estructura amorfa y mayor hidrofilicidad. En ambos medios, las mezclas SP-TPS/CA5/PLA y DY-TPS/CA5/PLA exhibieron una degradación más rápida, mientras que SP-TPS/CA1/PLA y DY-TPS/CA1/PLA mostraron mayor estabilidad y menor desintegración. Además, todas las mezclas requirieron más de 50 días para degradarse por completo, como lo demuestra la ausencia de una fase de meseta en las curvas de biodegradabilidad. El análisis estadístico mostró que, en agua de mar, el comportamiento de degradación de las mezclas fue similar al de la celulosa. Sin embargo, la proporción de CA tuvo un mayor impacto en la degradación del compost de las mezclas con SP-TPS que en las mezclas con DY-TPS. Por lo tanto, los factores críticos que influyen en la degradación de estas mezclas son la fuente de almidón y la proporción de CA.

artículo original

biodegradability

PLA

TPS

compost

seawater

<italic>Dioscorea rotundata</italic>

<italic>Ipomoea batatas</italic>

10.3390/polym17101295

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POLY(LACTIC ACID)

DEGRADATION

POLYETHYLENE

BEHAVIOR

POLY(LACTIC ACID)

DEGRADATION

POLYETHYLENE

BEHAVIOR

Ingeniería de los Materiales

Biotecnología Ambiental

Bioproductos (Productos que se manufacturan usando biotecnología como materia prima), Biomateriales, Bioplásticos, Biocombustibles, Químicos Brutos y Finos, Bioderivados, Materiales nuevos Bioderivados

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WOS:001495645900001

Effect of Starch Variety and Environmental Conditions on the Aerobic Biodegradation of Citric Acid-Compatibilized Thermoplastic Starch/Polylactic Acid Blends

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Polymer Science

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CC BY 4.0

Universidad Tecnologica de Bolivar

Universidad Tecnologica de Bolivar [C2018P024]

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