Facultad de Ciencias Forestales

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https://repositorio.udec.cl/handle/11594/194

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Browsing Facultad de Ciencias Forestales by Author "Aguayo Palma, María Graciela"

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    Evaluación de nanocristales de celulosa polimorfos desde pulpa de eucalipto en el desarrollo de un material biobasado con ácido poliláctico.
    (Universidad de Concepción, 2026) Donoso Riquelme, Cristóbal Alejandro; Teixeira Mendonça, Regis Marcelo; Aguayo Palma, María Graciela
    Poliácido láctico (PLA) es un polímero biodegradable prometedor, pero su baja velocidad de cristalización, fragilidad y modesta estabilidad térmica limitan su uso en aplicaciones de envases de alto desempeño. Los nanocristales de celulosa (CNC) son refuerzos nanométricos de origen biobasado atractivos; sin embargo, su carácter hidrofílico dificulta la compatibilidad con matrices de PLA hidrofóbicas. En este trabajo, se produjeron CNC derivados de las formas polimórficas I y II de la celulosa a partir de pulpa kraft blanqueada de eucalipto, se acetilaron bajo condiciones heterogéneas idénticas y se incorporaron como nanorefuerzos en filmes biocompuestos de PLA obtenidos por colado en disolución, a contenidos de 0,5; 1,0 y 1,5% p/p. Los CNC del polimorfismo tipo II alcanzaron un grado de sustitución significativamente mayor (1,38) que los de tipo I (0,23), evidenciando la mayor accesibilidad química de la forma regenerada. Al incorporarse en los filmes de PLA, los nanocristales basados en celulosa II actuaron como agentes de nucleación más eficientes que la celulosa I, con índices de cristalinidad por XRD que alcanzaron hasta 44,20% para PLA/ACNC II al 1,5% p/p, en comparación con 13,32% para PLA puro. El análisis por DSC confirmó esta tendencia, observándose un incremento del grado de cristalinidad (Xc) desde 27,33% en PLA puro hasta 98,26% en PLA/CNC II al 1,5% p/p. Estas mejoras en la cristalinidad de la matriz se acompañaron de una mayor estabilidad térmica, donde PLA/ACNC II 1,5% p/p presentó un Tonset de 330,7 °C y un Tmax de 357,8 °C, lo que representa aumentos de aproximadamente 16 °C y 13 °C con respecto a PLA puro, atribuidos a la desulfatación parcial y a la hidrofobización superficial inducidas por la acetilación. Los ensayos mecánicos mostraron que los CNC y ACNC, en general, mantuvieron o incrementaron ligeramente la resistencia a la tracción y el módulo de Young en relación con el PLA puro; sin embargo, la alta dispersión de los datos a mayores contenidos sugirió una transferencia de esfuerzos limitada por la aglomeración. En conjunto, los nanocristales de celulosa acetilados de tipo II se perfilan como cargas nucleantes superiores para biocompuestos de PLA, siendo el intervalo de carga de 0,5–1,0% p/p el que ofrece el equilibrio más favorable entre cristalinidad aumentada, estabilidad térmica y desempeño mecánico esencialmente preservado para aplicaciones de envases sostenibles.
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    Madera de tensión en Eucalyptus globulus caracterización química, anatómica y su efecto sobre el pulpaje kraft.
    (Universidad de Concepción, 2011) Aguayo Palma, María Graciela; Teixeira Mendonça, Regis Marcelo
    El hábito natural de los árboles es el crecimiento vertical; si este habito es alterado por factores ambientales y/o climáticos, se obtiene un crecimiento inclinado y el tronco desarrolla madera anormal para reorientar la verticalidad del árbol. Esta madera es conocida como madera de reacción y, específicamente en maderas duras, es llamada madera de tensión. Este trabajo determinó las principales diferencias en la composición química y anatómica de la madera de tensión y opuesta de E. globulus, además de su efecto sobre el pulpaje kraft y blanqueo de las pulpas. Se obtuvieron trozas de distintos árboles de E. globulus y se seleccionaron 10 con evidente formación de madera de tensión. Las muestras fueron separadas en madera tensión y opuesta, y estas a su vez, en secciones de albura y duramen para análisis químicos y anatómicos. Los resultados mostraron similar contenido de celulosa (48%) y mayor cantidad de lignina en madera opuesta (26%) que en madera de tensión (22%). Las unidades siringilo fueron mayores en madera de tensión (1750 μmol/g lignina) que en madera opuesta (1300 μmol/g lignina). Los contenidos de hemicelulosas fueron de 24% para madera de tensión y de 22% en madera opuesta. La madera de tensión presentó mayor cantidad de xilanos, menor cantidad de arabinanos y galactanos que la madera opuesta. En el análisis anatómico, se observó la presencia de una capa gelatinosa (G-layer) en la pared celular de la madera de tensión, con mayor espesor de pared de las fibras (3,4 μm) que en madera opuesta (2,9 μm). La frecuencia y diámetros de vasos se reducen de médula a corteza, con mayores valores obtenidos en madera de tensión. El análisis estadístico de los datos por análisis de componentes principales (PCA) mostró la existencia de patrones que permiten diferenciar madera de tensión y opuesta, tanto por factores químicos como anatómicos. El pulpaje kraft de astillas de madera de tensión y opuesta fue evaluado a distintas cargas de álcali con sulfidez 30% y factor H (800) fijos. A un número kappa 16±1, pulpas kraft de madera de tensión necesitaron 20% de álcali activo y presentaron 52% de rendimiento. Para alcanzar el mismo número kappa, las pulpas obtenidas desde madera opuesta necesitaron 22% de álcali activo y presentaron 47% de rendimiento. En las propiedades físicas de las pulpas, el largo de fibra fue mayor en pulpas de madera de tensión que en pulpas de madera opuesta (0,83 mm y 0,75 mm, respectivamente), el coarseness presentó mayores valores en pulpas desde madera de vii tensión. La viscosidad intrínseca en pulpas kraft desde madera de tensión y opuesta fue de 932 y 821 cm3/g, respectivamente. Cuando estas pulpas fueron refinadas a 30°SR, pulpas de madera tensión necesitaron más revoluciones en el molino PFI (3900 rev.) que las pulpas de madera opuesta (3300 rev.). Sin embargo las propiedades mecánicas (índice de resistencia a la tensión, rasgado y explosión) presentaron valores superiores en un 8% aproximadamente, en comparación con pulpas de madera opuesta. Los valores obtenidos para pulpas de madera de tensión y opuesta fueron, respectivamente: índice de resistencia a la tensión: 100 vs. 92 N.m/g, índice de resistencia al rasgado 7,4 vs. 6,8 kPa.m2/g, e índice de resistencia de explosión 10,4 vs. 9,6 mN.m2/g. Las pulpas con número kappa 16±1 fueron sometidas a una secuencia de blanqueo OD0EoD1. La blancura final obtenida en ambas pulpas fue de 89% ISO y la viscosidad intrínseca de las pulpas presento valores superiores en pulpas de madera de tensión comparadas a las pulpas de madera opuesta (737 vs. 624 cm3/g). El contenido de ácidos hexenurónicos (HexA) alcazó valores inferiores a 15 mmol/g pulpa. Los resultados obtenidos mostraron que la madera de tensión presenta propiedades químicas y anatómicas que facilitan el proceso de pulpaje y blanqueo en comparación con la madera opuesta. Estudios futuros deben ser direccionados en entender el proceso de formación de la madera de tensión en Eucalyptus y en como transferir las características de mayor interés en la producción de celulosa para genotipos que pueden ser utilizados en plantaciones comerciales de la especie.
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