Poliolefinas Reforzadas con Fibras Vegetales Cortas: Sisal vs. Curauá

Polyolefins Reinforced with Short Vegetal Fibers: Sisal vs. Curauá

Existe un interés creciente por los compuestos poliméricos reforzados que utilizan fibras vegetales cortas en sustitución de las fibras de vidrio por varias razones. Las fibras compuestas se producen a partir de recursos renovables, son biodegradables y menos abrasivas para el equipo de procesamiento, además de poseer una densidad inferior a la de las fibras de vidrio. Como su degradación térmica comienza a los 200 °C, pueden utilizarse para reforzar termoplásticos procesados por debajo de esta temperatura y termoestables. Se han utilizado varias fibras vegetales como agentes de refuerzo, entre ellas el sisal y el cuaruá. Sin embargo, existe controversia en la literatura sobre las propiedades finales de los compuestos. En este trabajo se comparan las propiedades de compuestos de polietileno de alta densidad o polipropileno con 20 % en peso de fibras cortas de sisal o curauá, con o sin agente de acoplamiento. 

Todos los compuestos se procesaron por extrusión y se moldearon por inyección, exactamente en las mismas condiciones, y se compararon las propiedades mecánicas. Las fibras de curauá presentaron una mayor resistencia a la tracción que las fibras de sisal, y los compuestos con fibras de curauá tuvieron una resistencia a la tracción y a la flexión ligeramente superior en comparación con los compuestos de fibras de sisal. La situación es opuesta en los resultados de resistencia al impacto, ya que los compuestos de sisal presentan una mayor resistencia al impacto. Dado que las fibras de sisal son más frágiles que las de curauá, durante el procesado se produce una mayor fractura del sisal en comparación con el curauá, lo que induce estas diferencias en las propiedades mecánicas de los compuestos.

INTRODUCCIÓN

El consumo de polímeros en Brasil está creciendo y, según la Asociación Brasileña de la Industria del Plástico (Abiplast), en 2008 el consumo brasileño de termoplásticos alcanzó los 5,3 millones de toneladas[1]. En ese año, los polímeros más producidos fueron polipropileno (PP, 25 por ciento), cloruro de polivinilo (PVC, 16 por ciento), polietileno de alta densidad (HDPE, 15 por ciento), polietileno de baja densidad (LDPE, 12 por ciento), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE, 12 por ciento), tereftalato de polietileno (PET, 12 por ciento) y poliestireno (PS, 7 por ciento)[1]. Los poliolefinas se utilizan en muchos sectores industriales, tanto en forma pura como reforzadas con fibras de vidrio cortas (SFRP - "plásticos reforzados con fibras cortas") para aumentar la resistencia mecánica en aplicaciones estructurales.

Este material reforzado, SFRP, también conocido como compuesto de polímero, está compuesto por una fase continua (matriz polimérica) y una fase dispersa. Esta fase dispersa, más fuerte que la matriz polimérica, puede ser talco o fibras de vidrio cortas.