Production and Characterization of the Mechanical and Thermal Properties of Expanded Polystyrene with Recycled Material

Producción y caracterización de las propiedades mecánicas y térmicas de poliestireno expandido con material reciclado

Introducción: En este trabajo se fabricaron tres materiales con mezclas de poliestireno expandido (EPS) virgen grado S3 y reciclado proveniente de cajas de EPS multipropósito, las últimas fueron sometidas a lavado y trituración en un molino de aspas, con porcentajes en peso de material reciclado de 10, 15 y 20%. Metodología: Las propiedades mecánicas de estos materiales fueron evaluadas mediante los ensayos de resistencia a compresión, flexión e impacto y las propiedades térmicas mediante las técnicas de calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría, plato caliente en régimen estacionario y se simularon los perfiles de temperaturas en régimen no estacionario a través de Octave 3.6.4. Resultados: Los resultados obtenidos en las tres mezclas fabricadas muestran poca variación de las propiedades a compresión, impacto, transición vítrea y difusividad térmica con respecto al material de referencia. La regularidad de las caídas de la pérdida de masa en función de la temperatura evidencia homogeneidad en las muestras. La resistencia a la flexión presenta disminución de la carga máxima de rotura con respecto al material virgen y la conductividad térmica presenta un aumento que supera los 0,06W/mK, disminuyendo su capacidad aislante. Conclusiones: Los materiales fabricados pueden emplearse industrialmente para producir embalaje, casetones y esferas, entre otros.

INTRODUCCIÓN

El poliestireno expandido (EPS), derivado de la polimerización por adición del fenil etano (monómero de estireno), se produce en forma de perlas blancas formadas por una serie de celdas cerradas, sólidamente apoyadas y termoselladas tangencialmente entre sí, que contienen aire quieto ocluido en su interior [1]. La espuma de PS se produce tratando el PS cristalino con un agente de soplado, normalmente un hidrocarburo o dióxido de carbono, para producir una estructura celular en el material, lo que reduce la fragilidad, haciéndolo un excelente material de amortiguación y aislamiento [2]. Su uso ​en empaques de alimentos y electrónicos, piezas de aviones y automóviles, y equipos deportivos, entre otras aplicaciones, se ha incrementado en los últimos años debido a sus ventajas de ser liviano, fácil de formar, aislante acústico y térmico, barato de producir, amortiguador, dimensionalmente estable y resistente al calor y la humedad [3]-[5].

En Colombia, la industria de fabricación de poliestireno expandible produce y comercializa productos de ciclo de vida largo, como geobloques, cornisas, sistemas de aislamiento para la construcción y refrigeradores, así como productos de ciclo de vida corto, como cajas multiusos y sistemas de embalaje para el transporte de mercancías frágiles y cajas, por mencionar algunos.