Resumen

El objetivo de este trabajo fue investigar los efectos de la mercerización en la estructura de la torta de ricino (CC) y en las propiedades de tracción de los compuestos LDPE/PHB/CC. Para lograr este objetivo, las fibras fueron tratadas con soluciones de NaOH (5 y 10 wt%). Para investigar la estructura de las fibras modificadas se utilizaron técnicas de caracterización como: microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (XRD) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Los materiales compuestos se procesaron en una mezcladora Haake. Los ensayos de tracción de los compuestos se realizaron según la norma ASTM D638. 

Los análisis revelaron que la mercerización promovió una conversión parcial de la celulosa I en celulosa II. La mercerización realizada con una solución de NaOH al 5% mejoró las propiedades de tracción de los composites LDPE/PHB/CC, que fueron superiores a las obtenidas con la solución de NaOH al 10%. Este resultado sugiere que la mayor concentración de NaOH compromete la integridad de las fibras, deteriorando las propiedades mecánicas.

INRODUCCIÓN

Hoy en día, la comunidad científica ha intensificado sus esfuerzos de investigación y desarrollo para aprovechar el potencial de los desechos agrícolas y los materiales lignocelulósicos como una fuente alternativa de fibras en la industria de los polímeros. Las razones para esto incluyen el creciente interés en reducir el impacto ambiental asociado con el descarte de materiales a base de polímeros, el agotamiento de los recursos no renovables de combustibles fósiles y una mejor comprensión de la correlación entre la estructura y las propiedades de los materiales naturales.

Las fibras naturales son muy atractivas para los compuestos debido a su bajo costo, naturaleza biodegradable, baja densidad, relación de aspecto de fibra deseable, mínimos riesgos para la salud y excelentes propiedades mecánicas. Además, los desechos agrícolas son fuentes renovables de fibras naturales. Sin embargo, el uso de fibras lignocelulósicas como agente de refuerzo para las matrices hidrofóbicas presenta algunos inconvenientes debido a las bajas propiedades de adhesión interfacial entre la fibra y la matriz. 

El compuesto obtenido muestra propiedades deficientes, como alta absorción de humedad que conduce a la obtención de propiedades mecánicas pobres y baja estabilidad dimensional. Los tratamientos químicos en las fibras naturales son una de las soluciones alternativas para evitar estos problemas.

La mercerización es un proceso que somete una fibra vegetal a una interacción con una solución acuosa concentrada de una base fuerte, para producir un gran hinchamiento, con cambios resultantes en la estructura fina, dimensión, morfología y propiedades mecánicas. El tipo de álcali y su concentración tienen influencia en el grado de hinchamiento y, por lo tanto, en el grado de transformación de la red cristalina monocíclica de celulosa I, presentada por la celulosa nativa, a celulosa II, que es un alotropo de celulosa.

• Materias:Propiedades mecánicas Propiedades de tracción Fibras
• Subjects:Mechanical properties Tensile properties Fibers
• Palabras claves:Mercerización; Torta de aceite de ricino; Compuestos; Caracterización de fibras; Propiedades mecánicas
• Keywords:Mercerization; Castor oil cake; Composites; Fiber characterization; Mechanical properties