Preparación y Caracterización de Biocompuestos a Base de Fibras de Curaua, Biopolietileno de Alta Densidad (HDBPE) y Polibutadieno Hidroxilado Líquido (LHPB)

Preparation and Characterization of Biocomposites Based on Curaua Fibers, High-density Biopolyethylene (HDBPE) and Liquid Hydroxylated Polybutadiene (LHPB)

En este trabajo, se utilizaron fibras de curaua en el refuerzo de una matriz termoplástica de alta densidad (PEAD). El polietileno utilizado se obtuvo por polimerización de eteno producido a partir de etanol de caña de azúcar. Este polímero, también denominado biopolietileno de alta densidad (HDBPE), se preparó a partir de un material de origen natural. El objetivo era contribuir al desarrollo de materiales que pudieran suponer una menor liberación de CO₂ a la atmósfera en comparación con otros materiales. Además, se añadió polibutadieno hidroxilado líquido (LHPB) a la formulación del compuesto, con el objetivo de mejorar la resistencia a la propagación de grietas durante el impacto. 

Las fibras y sus compuestos se caracterizaron mediante varias técnicas, como microscopía electrónica de barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC) y gravimetría térmica (TG). Los compuestos también se caracterizaron mediante análisis térmico mecánico dinámico (DMTA), propiedades mecánicas (resistencia a la flexión y al impacto) y absorción de agua. La presencia de fibras de curaua redujo algunas de las propiedades del HDBPE, como la resistencia a la flexión y al impacto. El DMTA indicó un material más rígido con las fibras incorporadas. La adición de LHPB a la formulación fue eficaz, dando lugar a una mayor resistencia al impacto del compuesto HDBPE/LHPB/Fibra, en comparación con el compuesto HDBPE/Fibra.

INTRODUCCIÓN

Actualmente, el uso de fibras naturales como refuerzos en compuestos tiene un gran potencial, sustituyendo a las fibras de vidrio y otros materiales, lo que repercutirá en la reducción de la dependencia de materiales procedentes de fuentes no renovables y en aspectos medioambientales y económicos     .

Las fibras de vidrio se utilizan ampliamente como refuerzo en los plásticos. Sin embargo, debido a las restricciones medioambientales, la demanda de nuevas fibras para la industria de polímeros ha aumentado. En este contexto, la mejora de las propiedades mecánicas, como el módulo, la rigidez y la resistencia del material ha sido una de las áreas de nuevos campos de aplicación o sustitución de materiales. Normalmente, el refuerzo de un polímero con fibras resulta en un aumento del módulo de elasticidad     .

La mayoría de los polímeros sintéticos se producen a partir de recursos no renovables (fuentes petroquímicas). La preocupación por el medio ambiente ha hecho que se busque el uso de polímeros obtenidos a partir de fuentes renovables  . Los biopolímeros o polímeros sintéticos reforzados con fibras naturales son una alternativa viable a los composites reforzados con fibra de vidrio .