Resumen

Las fibras cortas se utilizan en los compuestos termoplásticos para aumentar su resistencia a la tracción y a la flexión; sin embargo, a menudo disminuye la resistencia al impacto. Los compuestos con fibras vegetales cortas no son una excepción a este comportamiento. El objetivo de este trabajo es producir un compuesto reforzado con fibras vegetales que mejore la resistencia a la tracción y al impacto en relación con la matriz polimérica. Utilizamos poli(etileno-co-acetato de vinilo), EVA, para recuperar la resistencia al impacto del polietileno de alta densidad, HDPE, reforzado con fibras de Curauá, CF. Las mezclas y los compuestos se procesaron en una extrusora de doble husillo corrotante. Los polímeros puros, las mezclas y los compuestos se caracterizaron por calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría, espectroscopia infrarroja, microscopia electrónica de barrido, propiedades mecánicas de tracción y resistencia al impacto Izod. 

El EVA utilizado como modificador del impacto en la matriz de HDPE presentaba una fase co-continua y en los compuestos las fibras estaban homogéneamente dispersas. La mejor combinación de propiedades mecánicas, tracción, flexión e impacto, se obtuvo para las formulaciones de compuestos con 20 % en peso de CF y 20 a 40 % en peso de EVA. El compuesto preparado con un 20 % en peso de EVA y un 30 % en peso de CF mostró una resistencia al impacto comparable a la del HDPE puro y mejores propiedades mecánicas de tracción y flexión.

INTRODUCCIÓN

Las fibras vegetales están reemplazando en gran medida a otros agentes de refuerzo para los compuestos termoplásticos y termoestables, porque se producen a partir de recursos renovables, tienen alta tenacidad, baja densidad y son biodegradables. Su uso produce compuestos con mayores propiedades mecánicas de tracción y flexión en comparación con el polímero de la matriz. Además, los compuestos termoplásticos con fibras vegetales causan menos desgaste en el equipo de procesamiento en comparación con las fibras de vidrio.

Las fibras vegetales utilizadas en este trabajo, fibras de Curauá (CF), extraídas de las hojas de una planta amazónica de la familia de las bromelias (Ananas erectifolius L. B. Smith), se producen a gran escala. Como otros materiales lignocelulósicos, están compuestas de hemicelulosa, celulosa y lignina. Nosotros y otros autores hemos caracterizado previamente estas fibras por sus propiedades mecánicas y composición química. 

Sus propiedades mecánicas específicas de tracción son similares a las de las fibras de vidrio, lo que las convierte en un buen candidato para su sustitución. El diámetro de la CF original está en el rango de 30 a 100 μm y cada fibra está compuesta por un conjunto de microfibras, que se fibrilan durante la extrusión, como se demostró en un trabajo previo. El grado de fibrilación y rotura de las fibras depende fuertemente de las condiciones de procesamiento.

• Materias:Propiedades mecánicas Propiedades de tracción Polietileno Materiales compuestos termoplásticos Extrusión
• Subjects:Mechanical properties Tensile properties Polyethylene Thermoplastic composites Extrusion process
• Palabras claves:Fibras; Comportamiento ante impacto; Pruebas mecánicas; Extrusión
• Keywords:Fibers; Impact behavior; Mechanical testing; Extrusion