Caracterización estructural, térmica y morfológica de Crescentia cujete (totumo) con potencial uso como polímero biodegradable

• Sánchez-Aguilar, Raúl Fernando ^[1] ; Castillo, Yineer Alexis ^[1] ; Ibarra-Sanchez, Sandro Alberto ^[2] ; Muñoz-Chaves, Javier Andres ^[1]
  1. [1] Corporación Universitaria Comfacauca
  2. [2] Universidade Estadual do Norte Fluminense
• Localización: Actualidad y Divulgación UDCA, ISSN-e 0123-4226, ISSN 2619-2551, Vol. 26, Nº. 2, 2023 (Ejemplar dedicado a: Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. Julio-Diciembre)
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Structural, thermal and morphological characterization of Crescentia cujete (totumo) with potential use as biodegradable polymer
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    Actualmente, se reconoce que los plásticos derivados de productos petroquímicos son uno de los mayores problemas sociales y ambientales, debido al uso excesivo y a la dificultad de su descomposición, lo que ha aumentado la preocupación por encontrar alternativas a estos materiales. De esta forma, este trabajo se centra en la caracterización por medio de DRX, FRX FTIR, DSC, TGA y análisis cualitativo de biodegradabilidad del fruto de Crescentia cujete (totumo), a fin de establecer bases para ser considerado una alternativa de uso, como polímero biodegradable. Los resultados de la caracterización estructural evidenciaron que se trata de un material semicristalino, compuesto, principalmente, de celulosa tipo I, con una cristalinidad del 29 %. Se determinó que la estabilidad térmica de este material alcanza los 175 °C, con la pérdida de humedad, siendo la única observación hasta esta temperatura. Se confirmó la presencia de hemicelulosa y celulosa a temperaturas superiores y su posterior descomposición. El estudio de biodegradabilidad indicó la presencia de un ataque microbiano a las 72 horas de monitoreo, evidenciado por la aparición de un hongo en la superficie del material, lo que causó cambios en la emisión de dióxido de carbono y monóxido de carbono. Después de 200 horas se observó una disminución del volumen del hongo, lo que sugiere que este se propagó al interior del material, dando origen puntos negros de descomposición en la superficie de las muestras. Así, el totumo se podría considerar como una alternativa de material lignocelulósico, para la preparación de materiales poliméricos biodegradables.

  • English

    Currently, it is recognized that plastics derived from petrochemicals are one of the biggest social and environmental problems due to their excessive use and difficulty in decomposition, which has increased the concern to find alternatives to these materials. This study characterizes the fruit of Crescentia cujete (calabash tree) as a biodegradable polymer through DRX, FTIR, DSC, TGA, and qualitative biodegradability analysis. The structural characterization revealed a semi-crystalline material composed mainly of type I cellulose, with a crystallinity of 29 %. The material's thermal stability was determined to be up to 175 °C, with moisture loss being the only observation at this temperature. The presence of hemicellulose and cellulose at higher temperatures and their subsequent decomposition were confirmed. The biodegradability study indicated the presence of microbial attack at 72 hours of monitoring, evidenced by the appearance of a fungus on the material surface, causing changes in CO2 and CO emissions. After 200 hours, a decrease in the volume of the fungus was observed, suggesting that it spread inside the material, giving rise to black spots of decomposition on the surface of the samples. Thus, calabash tree could be considered as an alternative lignocellulosic material for the preparation of biodegradable polymeric materials.