Desarrollo de compuestos de PVC/madera para sustituir a los productos de madera convencionales

Development of PVC/wood composites for the replacement of conventional wood products

Este trabajo evalúa la viabilidad técnica de compuestos vinílicos lignocelulósicos, utilizando residuos de Pinus elliottii y Pinus taeda como fibra de refuerzo. Se desarrolló un proceso simple y económicamente viable para el tratamiento de estos residuos industriales. El proceso incluye el tamizado, secado y tratamiento de las partículas de madera. El tratamiento se realiza con lubricantes funcionales y agentes de acoplamiento utilizados como aditivos en la industria del PVC. La extrusión se realizó utilizando equipos tradicionales disponibles en la industria brasileña de transformación de PVC. Se evaluó el efecto en la procesabilidad de las concentraciones variables de los residuos incorporados y del tipo de agente utilizado para el tratamiento, así como en las propiedades finales del compuesto. Los resultados muestran que el desarrollo de este tipo de material compuesto es una alternativa viable para la sustitución de la madera convencional en diversas aplicaciones.

INTRODUCCIÓN

El uso de la madera como carga de refuerzo en polímeros es un área del conocimiento y la economía mundial que se ha desarrollado intensamente en los últimos años. Recientes cifras muestran que, solo en EE.UU., unas 400.000 toneladas de polímeros cargados con refuerzos lignocelulósicos se utilizaron en 2002. Este mercado también ha experimentado un vigoroso crecimiento en los últimos años: un crecimiento anual del 60% en Estados Unidos para aplicaciones relacionadas con la construcción. De este total, unas 36.000 toneladas, o el 9%, corresponden a compuestos lignocelulósicos de cloruro de polivinilo (PVC). Gran parte del crecimiento de la demanda de esta nueva clase de materiales se debe a la retirada voluntaria que comenzó en 2003 en EE.UU. de los productos de madera tratados con conservantes a base de Cromo-Cobre-Arsénico - CCA. La eliminación de residuos de madera tratada con estos conservantes es motivo de gran preocupación debido a la posibilidad de que los metales tóxicos se filtren al medio ambiente, o incluso emisiones a la atmósfera en caso de combustión. Lamentablemente, no hay datos sobre esta demanda en Brasil, principalmente porque las aplicaciones aún son bastante emergentes.

La aplicación de refuerzos lignocelulósicos en resinas es común desde principios del siglo XX. En el mercado de las tarimas, estos polímeros cargados con refuerzo lignocelulósico compiten principalmente con madera tratada a presión. A pesar de estar muy extendida en el sector industrial, con varias empresas que suministran productos comerciales basados en diferentes tecnologías de compuestos de PVC con residuos de madera industrializada, una encuesta realizada por los autores mostró que pocas publicaciones científicas específicas de este polímero evalúan el uso de residuos de madera como carga de refuerzo para el PVC rígido.