Estudio de la fibra de lirio acuático (Eichhornia crassipes) tratada hidrotérmica y térmicamente

Abstract

The (Eichhornia crassipes) known as water lily is an environmental problem due to its excessive growth, which causes the contamination of rivers, lakes and lagoons; but its withdrawal from these ecosystems represents a high cost, due to which, it has been considered based on its chemical composition to develop technologies for its use. The water lily is made up mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Based on the above, the present study considers characterizing the lily root fibers when they are treated thermally (FNTT) and hydrothermical (FNTH). In this way, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and electrical resistivity tests were used, which determined that FN (natural fibers), FNTT and FNTH possess the functional groups characteristic of cellulose, hemicellulose and commercial lignin. Additionally, in the thermogravimetric analyzes it was observed that the degradations of the FN and FNTT behave in a similar way, not so for the FNTH which lost more mass more quickly at the same temperature range. However, up to 200 ° C, the three fibers under analysis showed equal thermal stability. By DSC, phase disintegration was observed between the compounds that constitute the fiber. Finally, electrical resistance increased for FNTT and FNTH compared to natural fiber, with the increase being more noticeable for FNTH. With these characteristics it can be deduced that water lily fibers subjected to hydrothermal treatment can be used for the reinforcement of polymeric matrices for electrical insulation applications and that they have an important dissociation between their components that make them highly biodegradable.

La Eichhornia crassipes conocido como lirio acuático es un problema ambiental por su excesivo crecimiento, lo que provoca la contaminación de ríos, lagos y lagunas; pero su retiro de estos ecosistemas representa un alto costo, debido a lo cual, se ha considerado en base a su composición química desarrollar tecnologías para su aprovechamiento. El lirio acuático está constituido principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina. En base a lo anterior, el presente estudio considera caracterizar las fibras de la raíz del lirio cuando ellas son tratadas térmica (FNTT) e hidrotérmicamente (FNTH). De esta manera se empleó la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), análisis termogravimetrico (TGA), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y pruebas de resistividad eléctrica, con lo cual se determinó que las FN (fibras naturales), FNTT y FNTH poseen los grupos funcionales característicos de la celulosa, hemicelulosa y lignina comercial. Adicionalmente, en los análisis termogravimetricos se observó que las degradaciones de la FN y FNTT se comportan de manera similar, no así para la FNTH la cual perdió más masa de manera más rápida a un mismo rango de temperatura. Sin embargo, hasta los 200°C, las tres fibras bajo análisis presentaron igual estabilidad térmica. Por DSC se observó la disgregación de fases entre los compuestos que constituyen a la fibra. Finalmente, resisitividad eléctrica aumentó para FNTT y FNTH en comparación con la fibra natural, siendo más notorio el aumento para la FNTH. Con estas características se puede deducir que las fibras de lirio acuático sometidas a tratamiento hidrotérmico se pueden utilizar para el refuerzo de matrices poliméricas para aplicaciones de aislamiento eléctrico y que presentan una disociación importante entre sus componentes que la hacen altamente biodegradable.