Efecto de los Tratamientos Alcalinos de la Fibra de Curauá en las Propiedades de los Compuestos de Matriz Biodegradable

Effect of the Alkaline Treatments of Curauá Fiber on the Properties of Biodegradable Matrix Composites

En este estudio se investiga la influencia del tratamiento alcalino aplicado a las fibras de Curauá, a concentraciones de 1, 5 y 10% (p/v) de NaOH, sobre las propiedades del compuesto de matriz de PHBV con 20 % en peso de fibra de Curauá. Los compuestos fueron moldeados por extrusión e inyección y se evaluaron sus propiedades morfológicas, térmicas y mecánicas. Los resultados mostraron que el tratamiento con álcali causó modificaciones en la estructura de las fibras de Curauá por la eliminación de hemicelulosa y lignina, como lo demuestra la ausencia de las bandas típicas de estos compuestos en el análisis FTIR. 

Se encontró un aumento del 30% en la resistencia a la flexión y del 12% en la resistencia al impacto para los compuestos con fibras tratadas en solución de NaOH al 5%, en relación a los compuestos con fibras sin tratamiento. Estos resultados indican que el tratamiento alcalino promovió una mejora en la adhesión de las fibras a la matriz, lo que mejoró significativamente las propiedades mecánicas de los compuestos. Sin embargo, concentraciones de solución de NaOH diferentes del 5% pueden tener un efecto nocivo sobre las propiedades mecánicas de las fibras y los compuestos.

INTRODUCCIÓN

La creciente tendencia mundial a aprovechar al máximo los recursos mediante nuevos procesos y productos ha llevado al estudio y la explotación de materiales procedentes de fuentes naturales renovables, y en este contexto, los compuestos biodegradables han adquirido una relevancia considerable en el desarrollo de nuevos materiales.

Los composites con fibras naturales presentan propiedades mecánicas superiores a las de los polímeros puros, y la capacidad de transformación de los composites reforzados con fibras vegetales está directamente relacionada con el índice de fluidez de la matriz y el contenido de fibra utilizado. Entre las fibras vegetales utilizadas como refuerzo en composites se encuentran las fibras de curauá. El curauá (Ananas erectifolius L.B. Smith), una bromelia característica del Pará Amazonas, es ampliamente utilizada en la industria debido a su resistencia, suavidad, ligereza y reciclabilidad.

Las fibras de curauá tienen alta resistencia mecánica en comparación con otras fibras como el yute, el sisal y el lino. Tienen propiedades mecánicas similares a las de las fibras de vidrio, como rigidez, resistencia al impacto y flexibilidad. Otras propiedades que poseen las fibras vegetales son su biodegradabilidad y un menor consumo de energía. Un polímero se considera biodegradable si todos sus componentes experimentan una biodegradación total.