Efecto de celulosa nanofibrilar de Bambú (Guadua angustifolia Kunth) en propiedades físico - mecánicas de papel elaborado con fibra virgen y reciclada

Abstract

La búsqueda de mejoras en la industria de papel ha impulsado el uso de nuevas materias primas, modificaciones y aditivos para su elaboración, esto ha abierto una vía para la implementación de la nanotecnología utilizando la nanocelulosa como elemento prometedor en la mejora de sus propiedades. El objetivo del presente estudio fue la aplicación de la celulosa nanofibrilar (CNF) proveniente de tallos de bambú, de la especie Guadua angustifolia Kunth, como aditivo en tres tipos de papel elaborados con: fibra virgen de bambú, fibras recicladas de DKL y la mezcla de ambos. Para así evaluar el comportamiento de las propiedades físicas y mecánicas de los papeles. La CNF fue obtenida aplicando un pretratamiento químico con el oxidante TEMPO y un tratamiento mecánico con un homogenizador a 25000 RPM. La CNF fue adicionada durante la elaboración del papel en las concentraciones de 0, 2, 4 y 6 % para cada tipo. El diseño de la investigación fue factorial y los datos fueron revisados mediante un análisis de varianza y las pruebas no paramétricas de comparaciones múltiples, Kruskal-Wallis y Mediana. Los resultados revelaron que la CNF ocasionó una disminución del gramaje y la densidad del papel de bambú al agregar 6 % del aditivo. Asimismo, se destaca la reducción del 92 % de la permeabilidad Gurley en el papel mezcla. En cuanto a las propiedades mecánicas, aumentos en la tensión y la tracción se observaron al agregar 6 % al papel DKL. El plegado reveló aumentos de 4 y 5 veces más en el papel de bambú y mezcla, esto al agregar 4 y 6 % de CNF, respectivamente. Por lo cual, se comprueba que la adición de CNF en el papel influye en las propiedades físicas y mecánicas. Además, la cantidad de CNF que se utiliza en el papel se encuentra en relación al producto final que se desea elaborar y su aplicación.

The search for improvements in the paper industry has promoted the use of new raw materials, modifications and additives for its production, this has opened a path for the implementation of nanotechnology using nanocellulose as a promising element in improving its properties. The objective of this study was the application of nanofibrillar cellulose (NFC) from bamboo stems, of the Guadua angustifolia Kunth species, as an additive in three types of paper made with: virgin bamboo fiber, recycled DKL fibers and the mixture from both. In order to evaluate the behavior of the physical and mechanical properties of the papers. The CNF was obtained by applying a chemical pretreatment with the TEMPO oxidant and a mechanical treatment with a homogenizer at 25,000 RPM. The CNF was added during the elaboration of the paper in the concentrations of 0, 2, 4 and 6% for each type. The research design was factorial and the data were reviewed using an analysis of variance and nonparametric tests for multiple comparisons, Kruskal-Wallis and Median.