Analysis of the Fracture Behavior of Polypropylene - Sawdust Composites

Análisis del comportamiento a la fractura de compuestos de polipropileno y serrín

Los compuestos reforzados con fibras naturales son un área emergente en la ciencia de los polímeros. El uso de materiales lignocelulósicos en compuestos termoplásticos puede contribuir a reducir el desperdicio de biomasa vegetal. Las fibras naturales son materiales biodegradables y de bajo coste que tienen una densidad y unas propiedades específicas comparables a las de los compuestos de fibras convencionales. En este trabajo se prepararon compuestos de polipropileno (PP) más polipropileno maleado (MAPP) rellenos de serrín en condiciones de procesado fijas (temperatura de mezclado, tiempo de mezclado y velocidad de rotación). Los compuestos se fracturaron por tensión y los mecanismos de fractura se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido. Los estudios SEM de las superficies fracturadas de los compuestos indican que el fallo se debe al arranque de fibras acompañado de desgarro de la matriz; el arranque aumenta con el contenido de MAPP.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos poliméricos reforzados con fibra corta han ganado importancia debido a su procesamiento y la mejora de ciertas propiedades mecánicas. Los rellenos lignocelulósicos pueden obtenerse de madera o de materiales vegetales no madereros. Existe un creciente interés por el uso de materiales no madereros debido a la gran cantidad de biomasa generada por las industrias madereras brasileñas en forma de serrín. Los compuestos de polipropileno (PP) y serrín son materiales de bajo coste que pueden contribuir a resolver problemas medioambientales, considerando que el PP es reciclable y tiene propiedades mecánicas favorables, mientras que el serrín es renovable.

La carga juega un papel importante en la determinación de las propiedades mecánicas de los materiales compuestos termoplásticos rellenos de lignocelulósicas. Uno de los principales factores que afecta a las propiedades mecánicas de los materiales reforzados con fibras es la adhesión interfacial fibra-matriz. Una región interfacial débil reducirá la eficacia de la transferencia de tensiones de la matriz al componente de refuerzo, resultando en propiedades mecánicas bajas. Sin embargo, la incompatibilidad entre la fibra y la matriz, así como la escasa resistencia a la humedad, pueden reducir el potencial de los materiales compuestos.

La calidad de la unión interfacial se determina por varios factores, como la naturaleza de los componentes de fibra y polímero, la relación de aspecto de la fibra, el procedimiento de transformación y el tratamiento del polímero o de la fibra. El uso de un compatibilizador puede mejorar la adhesión y, por lo tanto, las propiedades mecánicas de los materiales compuestos[1-9].