Arcilla bentonítica modificada con quitosano para materiales compuestos biodegradables

Abstract

Se estudió la modificación de una arcilla colombiana tipo montmorillonita con un biopolímero policatiónico –qui-tosano-, y se evaluó el efecto del peso molecular del modificante en la efectividad del tratamiento de modificación. Como material de partida se empleó una arcilla montmorillonítica sódica la cual se sometió a un procedimiento de modificación desarrollado para tal fin, empleando diferentes concentraciones de quitosano de bajo y alto peso molecular. Las muestras de arcilla modificada fueron analizadas mediante Difracción de Rayos X, Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), y Análisis Termogravimétrico (TGA) con el fin de identificar los posibles efectos del tratamiento de modificación sobre la estructura de la arcilla. Los resultados mostraron una relación directa entre el incremento de la distancia interlaminar de la arcilla modifi cada y la concentración de quitosano, encontrándose un incremento máximo de 1,559 nm para la relación 2:1 en peso de quitosano de bajo peso molecular y arcilla. En general, se detectó una mayor separación interlaminar en la arcilla al emplear quitosano de bajo peso molecular como modificador, comparado con el quitosano de alto peso molecular, aunque en los dos casos se observó una integración efectiva del agente modificador a la estructura de la arcilla. El análisis IR de la arcilla modificada evidenció la presencia en la estructura de grupos CH, NH₃+, CH2 y NH2 , provenientes del quitosano, mientras el análisis TG sugirió un cierto grado de hidrofobicidad asociada a la presencia de quitosano, siendo estos aspectos de gran importancia para la aplicación de estos materiales como refuerzos de películas poliméricas biodegradables.