Resumen

Se evaluó el uso de fibra de plátano en lugar de fibra de vidrio en compuestos de polietileno. Se investigaron compuestos de polietileno de alta densidad con 10, 20, 30 y 40 % en peso de fibra de plátano. Para comparar, se prepararon compuestos con fibra de vidrio, con la misma matriz polimérica y proporciones. Las muestras se produjeron utilizando una extrusora de doble husillo co-rotante intermeshing y moldeo por inyección. Las propiedades mecánicas investigadas fueron la resistencia a la tracción, a la flexión y al impacto del compuesto. 

Los análisis térmicos se llevaron a cabo mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría (TG). La incorporación de fibra produjo un aumento del grado de cristalinidad del compuesto. Se consiguió un aumento considerable del refuerzo mecánico mediante la incorporación de fibra de plátano en los compuestos. Así, la sustitución de fibra de vidrio por fibra de plátano es posible cuando los componentes se utilizan en proporciones específicas. El análisis termogravimétrico de los compuestos mostró temperaturas de degradación intermedias entre los valores de la fibra de plátano y la matriz polimérica.

INTRODUCCIÓN

El uso de fibras naturales como refuerzos en materiales compuestos está ganando popularidad como alternativa a las fibras inorgánicas tradicionales debido a diversas ventajas, como su alta abundancia, baja masa específica y su capacidad para degradarse a temperaturas adecuadas para procesos termoplásticos comunes, como el polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), y polietilenos de alta (HDPE) y baja (LDPE) densidad. Entre las fibras vegetales más utilizadas se encuentran el sisal, el coco, el curauá, el bambú, el pino, el plátano, entre otras. Un ejemplo destacado es el banano, con plantaciones que ocupan aproximadamente 500,000 hectáreas en Brasil, convirtiéndolo en una de las frutas más cultivadas en el país.

La degradación térmica de las fibras vegetales comienza en un rango de temperatura entre 200-220 °C, lo cual es compatible con los procesos de moldeo por extrusión e inyección de polímeros termoplásticos. Esto les confiere una ventaja significativa en términos de compatibilidad térmica con matrices poliméricas como el PP, PVC y PE. Para evaluar y comparar el efecto de refuerzo de estas fibras naturales, se consideran propiedades mecánicas clave como la resistencia a la tracción y el módulo elástico. Estas propiedades son fundamentales para determinar el rendimiento mecánico del material compuesto y se ven influenciadas por factores como el volumen, la orientación y la dispersión de las fibras en la matriz polimérica, así como la afinidad química entre la fibra y la matriz.

• Materias:Materiales compuestos Fibra natural Comportamiento mecánico Comportamiento térmico Polietileno
• Subjects:Composite materials Natural fibers Mechanical behavior Thermal behavior Polyethylene
• Palabras claves:Fibra de plátano; Polietileno de alta densidad; Compuesto
• Keywords:Banana fiber; High density polyethylene; Composite