Producción de espumas sólidas de celulosa y Almidón de Yuca | Solid foam production of Cellulose and Cassava starch

Resumen

La reutilización de desechos sólidos es una alternativa viable por el potencial ahorro en energía, agua potable y materias primas indispensables para favorecer una economía de desarrollo sostenible. En este sentido, se llevó a cabo la producción de espumas sólidas utilizando celulosa a partir de papel Bond reciclado y gel de almidón de yuca como fase líquida, estabilizando el sistema con surfactantes (hidroxietilcelulosa como espesante y lauril sulfato de sodio como espumante). La espuma se formó mediante el método de Ross-Miller modificado, por aireación y mezclado con agitación fuerte a 10.000 rpm durante 5 min y secandola en un horno de bandeja. La formulación óptima correspondió a 15 g celulosa, 15 g almidón de yuca y 0,3 mol/L espumante; con las siguientes características estructurales, físicas y mecánicas: matriz sólida conformada por una microescruestructura de fibras de celulosa entrecruzadas con hojuelas de almidón; superficie externa sin desprendimiento de polvo al contacto ni olor apreciable; densidad y porosidad promedio de 173,49 kg/m³ y 73,22%, respectivamente; capacidad de absorción de agua de 512%; estabilidad térmica hasta 120°C y aislamiento térmico hasta un diferencial de 50°C. En cuanto a los parámetros indicativos de amortiguación, la resistencia a la compresión fue 3,99 kg/cm² de área con poca deformación (20% de altura original). Estas propiedades hacen competitivas las espumas obtenidas a partir del almidón de yuca nacional y papel reciclado, respecto a las espumas importadas disponibles comercialmente, y hacen factible su uso como excelente material aislante y absorbente para diversas aplicaciones en construcción, embalaje y relleno.

Palabras clave: Papel reciclado, surfactante, aislante térmico.

ABSTRACT

Waste solids reutilization is an alternative to save energy, water and raw materials necessary for an eco-economy of sustainable development. In that sense, solid foams were produced using cellulose from recycled Bond paper and cassava starch gel as liquid phase, stabilizing the system with surfactants (hydroxyethylcellulose as thickener and sodium lauril sulfate as foaming). The foam was prepared through the modified Rosse-Miller method, by aeration and strong stirring at 10,000 rpm for 5 min, and drying it in a tray oven. The optimum formulation was 15 g of cellulose, 15 g of cassava starch and a concentration of 0.3 mol/L of foaming; with the following structural, physical and mechanical features: solid matrix with cross linked microstructure between cellulose fibers and starch flakes; outer surface without dusting at contact and odorless; average density and porosity 173.49 kg/m³ and 73.22%, respectively; 512% of swelling; thermal stability up to 120 °C and thermal insulation with 50 ºC of differential temperature. With respect to cushioning parameters, compression strength was 3.99 kg/cm², with a slight deformation (20% from original height). These properties make the foams obtained from national cassava starch and recycled paper, competitive compared to imported commercially available foams, and make possible their use as excellent absorbent insulating material for various applications in construction, packaging and filling.

Key words: Recycled paper, surfactant, thermal insulation.