Biodegradación de polietileno de baja densidad por hongos filamentosos - Limón González, Margarita (Universidad Autónoma Metropolitana, 2001)
El polietileno de baja densidad (LDPE) es uno de los plásticos más utilizados para la fabricación de empaques. Debido a sus propiedades físicas, resistencia química y resistencia a la degradación biológica, el LDPE sin tratamiento permanece inalterado por decenas de años. Con el objetlvo de modificar las propiedades originales del LDPE y facilitar la acción de los mtcroorganlsmos, el LDPE fue sometido a dos tratamientos fisicoquimicos (TFQ): I] uno térmico (TT), en donde se emplearon 5 diferentes temperaturas (90, 105, 120, 135 y 150°C) durante 5 días y i!] otro con envejecimiento acelerado (ENV, simulando intemperismo equivalente a 10 años) utilizando radiación UV (310 nm) y temperatura (70°C) durante 29 días. Para el tratamiento biológico (TB), el LDPE fue incubado con un consorcio de cuatro hongos filamentosos: Aspergillus niger, Penicillum pinophilum, Gliocadium virens y Phanerochaete chrysosporium en condiciones aeróbicas durante 9 meses. Para la evaluación de las muestras después del TFQ y TB se utilizaron las técnicas: calorimetría de barrido diferencial (DSC), difracción de rayos X a ángulo grande (WAXS), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM) y cromatografía de gases (CG). Los cambios morfológicos debidos a los TFQ se determinaron a partir de cambios en la temperatura de inicio de fusión (To), en el punto de fusión (Tm), en la cristalinidad (4)) y en el tamaño promedio de cristal (LI~O). Las muestras con TT presentaron disminuciones en To (hasta 8.7"C) y en Tm (hasta 3°C). La 4) disminuyó (hasta 38.6%) en función de la temperatura usada en el TT. La muestra con ENV presentó una disminución del 11.7% en L110. La exposición simultánea a temperatura o radiación UV y oxígeno dio como resultado la degradación oxidativa del LDPE. Todas las muestras con TFQ presentaron aumentos en los grupos carbonilo. La muestra ENV presentó el mayor aumento (14.5 veces con respecto al LDPE sin tratar). Las muestras más oxidadas (150°C y con ENV) presentaron también un incremento en la banda correspondiente a dobles enlaces como resultado de la ruptura de cadenas. En las muestras con TT y TB, se observaron disminuciones en To de hasta 1.6"C. Tm disminuyó en las muestras con TFQ a los 3 meses de TB, el cambio fue mayor en las muestras con TT. El LDPE sin tratar sufrió una disminución más tardía y menor en Tm. A los 3 meses de TB, se observó un aumento en @ en las muestras con TT (debido posiblemente al ataque microbiano sobre el material que divide a los cristales provocando así su fraccionación), a partir de aquí se presentaron disminuciones en @ en todas las muestras con y sin TFQ. La disminución en LIIO (9 meses de TB) puede indicar el ataque microbiano sobre los cristales más pequeños o imperfectos. Se observó crecimiento superficial de microorganismos en todas las muestras con TFQ y penetración de hifas en las muestras más oxidadas. Los cambios en las propiedades medidas en el LDPE después de los tratamientos fisicoquímicos muestran la modificación de su morfología. Estos tratamientos pudieron provocar la formación de imperfecciones en los cristales por la existencia de grupos oxidados. Se observaron algunas diferencias entre las muestras TT y ENV, los resultados encontrados en esta última pueden indicar cierto grado de entrecruzamiento. Los cambios en la estructura química por el TB en la muestra con ENV acelerado indicaron oxidación microbiana en las cadenas cortas. Las muestras con TT tratadas con temperaturas mayores al punto de fusión del LDPE presentaron una disminución en los grupos carbonilo, lo que indicó el ataque microbiano sobre las cadenas más oxidadas. Los cambios observados después del TB sugieren que los microorganismos no solo atacaron la fracción amorfa del LDPE sino que es posible que pudieran atacar a cristales menos perfectos.