FIBRAS VEGETALES UTILIZADAS COMO REFUERZO EN MATRICES TERMOPLÁSTICOS
Enviado por MARIANAMAYAORIHU • 7 de Septiembre de 2013 • Informes • 1.867 Palabras (8 Páginas) • 447 Visitas
ARACTERIZACIÓN DE FIBRAS VEGETALES UTILIZADAS COMO REFUERZO EN
MATRICES TERMOPLÁSTICOS
M.D. Salvador1, V. Amigó1, A. Nuez1, O. Sahuquillo1, R. Llorens2, F. Martí2
1Instituto de Tecnología de Materiales, Universidad Politécnica de Valencia, España
2Instituto Tecnológico del Plástico - AIMPLAS, Valencia, España
vamigo@mcm.upv.es
Resumen: La generación masiva de residuos plásticos constituye actualmente un gravísimo problema medioambiental.
Una de las estrategias desarrolladas para paliarlo consiste en el reciclaje de los residuos plásticos y su posterior
utilización para diferentes aplicaciones en sectores tales como la construcción. La incorporación de refuerzos en el
material reciclado mejora las propiedades mecánicas del mismo. Un posible refuerzo son las fibras de origen vegetal o
biofibras, que, además de mejorar técnicamente el producto, presentan ventajas económicas y ambientales. El objetivo
de este trabajo es el estudio de varias fibras de origen vegetal (algodón reciclado, lino, cáñamo, kenaf, sisal y fique) que
serán utilizadas como material de refuerzo en polietileno de alta densidad reciclado. Se han realizado análisis
termogravimétricos de las fibras para comprobar su estabilidad térmica, así como su resistencia mecánica mediante
microensayos de tracción y, finalmente, su caracterización morfológica mediante microscopía óptica, electrónica de
barrido y de fuerza atómica.
1. INTRODUCCIÓN.
En la industria de la construcción ha empezado a
utilizarse materiales compuestos de harina de madera
con Polipropileno (PP), Polietileno (PE) o Cloruro de
polivinilo (PVC) y resinas termoestables. Estos
compuestos, conocidos como Wood-Plastic
Composites (WPC), han experimentado en Estados
Unidos importantes avances, tanto en sus propiedades
y procesado como en aceptación por el consumidor [1,
2]. Los compuestos reforzados con fibras, presentan
excelentes propiedades mecánicas, comparables a los
WPC, e incluso superiores, para contenidos en fibras
netamente inferiores [3-6].
Por otra parte, las poliolefinas como el polipropileno
(PP) y polietileno de baja densidad (LDPE), son los
materiales poliméricos de mayor consumo debido a
sus interesantes propiedades y bajo costo. Además
poseen la ventaja de un fácil y económico procesado y
posibilidad de reciclado y la incorporación de fibras
cortas de refuerzo permite aumentar la rigidez y
resistencia de estos materiales manteniendo la
posibilidad de su transformación mediante las técnicas
convencionales empleadas para procesar
termoplásticos [5-8]. Los factores básicos en el refuerzo
son la resistencia, la dureza y la relación forma de la
fibra [5, 6, 9, 10], la compatibilidad con la matriz (que
confiere una buena adhesión en la interfase fibra/matriz)
y la concentración de la fibra en el compuesto final [6,
10].
En general a grandes deformaciones y cuando no existe
una buena adhesión en la interfase, la incorporación de
fibras cortas a un polímero produce la aparición de
defectos en la interfase. Estos se ponen de manifiesto en
una disminución de la resistencia debido a la
concentración de tensiones creadas por solapamiento de
fibras y los extremos de las mismas. Si la adhesión es
buena, aumenta la resistencia y la unión fibra-polímero
dificulta la formación de huecos y por lo tanto su
deformación. En todo caso, la deformación del material a
rotura será controlada por la resistencia del propio
material y por la adhesión fibra-matriz [11], sirviendo la
regla de las mezclas como guía para conocer el efecto de
las fibras en las propiedades finales [6, 10-12]. Así,
estructuras fuertemente compactadas, es decir, con
huecos interfaciales mínimos darán lugar a estructuras de
alta resistencia [6, 12]. La fracción de empaquetamiento
óptima se produce cuando la conjunción entre
dimensiones de la fibra (relación de forma
longitud/diámetro) y las características de la matriz
polimérica son las adecuadas, pudiéndose calcular la
eficacia de la fibra con los trabajos de Pan [13].
De aquí la necesidad de conocer las propiedades de las
fibras cuando se trata de reciclar residuos fibrosos agroindustriales
pues las propiedades físicas y de forma
pueden verse ampliamente modificadas, lo que
representará el objetivo principal del presente trabajo y
nos
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